DE3309147A1

DE3309147A1 - Verfahren und anordnung zur korrektur eines zuendzeitpunktes

Info

Publication number: DE3309147A1
Application number: DE19833309147
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Phys. 6901 Gaiberg Berthold; Hans-Dieter Dipl.-Phys. Dr. 6800 Mannheim Heß; Rainer 6900 Heidelberg Strietzel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-03-15
Filing date: 1983-03-15
Publication date: 1984-09-20

Description

Verfahren und Anordnung zur Korrektur eines
Zündzeitpunktes Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein solches Verfahren findet bei elektronisch arbeitenden Zeitzündern eine Anwendung, die in Geschossen eingebaut sind.
Zeitzünder haben die Aufgabe, die Geschosse nach einer vorbestimmten Flugzeit zur Detonation zu bringen.
Bei den bis jetzt bekannt gewordenen Zeitzndern wird der Zündzeitpunkt vor dem Abschuß des Geschosses eingestellt. Hierfür wird zunächst die Entfernung zwischen dem Geschütz und dem Zielobjekt ermittelt. Hieraus wird unter Zugrundelegung der bereits bekannten mittleren Fluggeschwindigkeit des Geschosses der Zundzeitpukt berechnet, wobei wesentliche konstante Störfaktoren, die immer auStreten, gleich mit berticksichtigt werden. Da die Anfangsgcschwindigkeit der Geschosse stark streut, kann bei der Ermittlung des Zündzeitpunktes nur von der mittleren Geschoßgeschwindigkeit ausgegangen werden. Der Zündzeitpunkt kann mit Hilfe eines Computers, der im Geschütz eingebaut ist, schnell berechnet werden. Die Berechnung des Zündzeitpunktes erfolgt unmittelbar vor dem Abschuß des Geschosses. Bei der Ermittlung des Zündzeitpunktes können jedoch unvorhersehbare Störfaktoren, die während des Geschoßfluges auftreten, wie beispielsweise plötzliche starke Windkräfte, Regen, Hagel oder in der Flugbahn befindliche Zweige von Bä.umen, durch welche die Fluggeschwindigkeit eines Geschosses geändert wird, nicht berücksichtigt werden.
Eine Minimierung der Treffunsicherheit des Geschosses kann jedoch nur dadurch erreicht werden, daß Korrekturen des Zündzeitpunktes auch während des Geschoßfluges vorgenommen werden.
Aus dem technischen Bericht E 82-3/0543, ISL-RT--507/81 (1981), 54 S. (36 Abb, 1 Tab, 10 Lit.) Hrsg. DEUTSCH-FRAZÖSISCHES Forschungsinstitut Saint-Louis ist ein Telemetriegescho bekannt, innerhalb dessen ein piezo-elektrischer Beschleunigungsmesser eingebaut ist. Mit seiner Hilfe kann die Beschleunigung des Geschosses im Rohr des Geschützes gemessen werden.
Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem der Zündzeitpunkt eines elektronisch arbeitenden Zeitzünders, der in einem Geschoß eingebaut ist, auch nach dem abschuß des Geschosses in Abhängigkeit von der sich möglicherweise ändernden Geschwindigkeit des Geschosses korrigiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindung.gem.iß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Ein Geschoß für die Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 2 offenbart.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Zündzeitpunkt eines Zeitzünders während des Gesclloßfluges beliebig oft korrigiert werden. T)amit ist es möglich, nicht vorhersehbare Störungen, die auf die Geschwindigkeit des Geschosses Einfluß nehmen, während des Fluges durch eine geeignete Korrektur des Zündzeitpunktes zu berücksichtigen. Hiermit wird erreicht, daß das Geschoß bis auf einen Minimalabstand an das Zielobjekt herangebracht werden kann, bevor der Zünder das Geschoß zur Detonation bringt. Hierdurch wird die Trefferunsicherheit der Geschosse sehr stark gemindert. Erfindungsgemäß wird die Fluggeschwindigkeit des Geschosses innerhalb des selhen unter Zuhilfenahme eines piezo-elektrischen Beschleunigungsmessers und eines Integrators ermittelt.
Mit Hilfe eines Rechners, in dessen Speicher die mittlere experimentell ermittelte Fluggeschwindigkeit des Geschosses gespeichert wird, und der aus der Augenblicksgeschwindigkeit und dem gespeicherten Wert einen neuen Zündzeitpunkt berechnet, kann unter Mitwirkung einer Einstellvorrichtung der Zündzeitpunkt des Zeitznders während der gesamten Flugzeit des Geschosses ständig geändert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung erläutert: Die Figur zeigt das erfindungsgemäße Geschoß 1 im Vertikalschnitt. Es sind hierbei nur die im Zusammenhang mit der Erfindung we".enti ichen B element( dargestellt.
Wie anhand der Figur zu stehen ist enthält das Geschoß 1 einen Beschlcunigung'>messer 2. Diesem ist eine Steuereinrichtung 3 nachgeschaltet, welche mit einem elektronisch arbeitenden Zünder 4 in Verbindung steht.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist in das Geschoß 1 ein piezo-elektrischer Beschleunigungsmesser 2 eingebaut. Er ist in der Lage, ohne elektrische Fremdeinspeisung ein Meßsignal zu erzeugen. Im Inneren des piezo-elektrischen Beschleunigungsmessers 2 ist eine definierte Masse 2M angeordnet. Bei Beschleunigungen, die in Meßrichtung auftreten, übt diese Masse 2M eine Druckkraft auf den piezo-elektrischen Wandler 2W aus, wodurch eine elektrisch Ladung und somit eine der Beschleunigung proportionale Meßspannung erzeugt wird.
Als piezo-elektrischer Wandler 2W wird ein Kristall verwendet. Besonders gut eignet sich hierfür Turmalin oder Quarz. Der Spannungsausgang 2S des piezo-elektrischen Beschleunigers 2 ist an die Steuereinrichtung 3 angeschlossen. Diese wird durch einen Analog/Digital-Wandler, einen Integrator 5, einen Rechner 6 und eine Einstellvorrichtung 7 für den Zünder 4 gebildet.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Spannungsausgang 2S des Beschleunigungsmessers 2 an den Spannungseingang des Integrators 5 angeschlossen. Mit Hilfe dieses Integrators 5 wird die der Beschleunigung proportionale Meßspannung über der Zeit aufintegriert.
Die am Ausgang 5A des Integrators 5 anstehende Spannung ist zu der Geschwindigkeit v des Geschosses 1 proportional. Vor dem Abschuß des Geschosses wird der Wert seiner mittleren Geschwindigkeit, der beispielsweise experimentell ermittelt wurde und in dem Störfaktoren, die immer auftreten, bereits berücksichtigt sind, in den Speicher des Rechners 6 eingeschrieben. Das Einschreiben dieses Wertes erfolgt nach einem bereits zum Stand der Technik gehörenden Verfahren und wird deshalb hier nicht näher erläutert. Gleichzeitig wird der Zündzeitpunkt des Zeitzünders 4 auf einen Grundzündzeitpunkt eingestellt.
Dies geschieht mit Hilfe der Einstellvorrichtung 7. Eine solche Einstellvorrichtung 7 und ein zu ihr gehöriges Programmiergerät, das im Geschütz (hier nicht dargestellt) angeordnet ist, sind bereits in der Patentanmeldung P 31 50 172.9 beschrieben. Der Grundzndzeitpunkt wird aus der mittleren Geschwindigkeit des Geschosses und zu und der Entfernung zwischen dem Geschoß und dem Ziel in einem Computer berechnet, der im Geschütz (hier nicht dargestellt) angeordnet ist. Der Wert des Grundzündzeitpunktes wird mit Hilfe des Programmiergerätes an die Einstellvorrichtung 7 innerhalb des Geschosses 2 übermittelt. Die Übermittlung dieses Wertes kann entweder per Funk oder über den außen am Geschoß angebrachten Kontakt 9 erfolgen. Die Einstellvorrichtung 7 ist so ausgebildet, daß sie die Elektronik des Zeitzünders 4 auf den Wert des Grundzündzeitpunktes einstellt. Während des Flugs des Geschosses wird innerhalb desselben mit Hilfe des piezo-elektrischen Beschleunigungsmessers und des Integrators kontinuierlich die augenblickliche Geschwindigkeit des Geschosses 2 ermittelt. Das am Ausgang des Integrators 5 anstehende Spannungssignal ist der augenblicklichen Geschwindigkeit des Geschosses 2 proportional. Dieses Spannungssignal wird über den Analog/Digital-Wandler dem Eingang des Rechners 6 zugeführt. Der Rechner 6 ist so programmiert, daß er den Wert des an seinem Eingang anstehenden Signales mit dem Wert der mittleren Geschwindigkeit des Geschosses 2 vergleicht, der in seinen Speicher eingeschrieben ist Wird eine Abweichung zwischen den beiden Geschwind ;keiC ten ermittelt, so berechnet der Rechner 6 einen neuen Zündzeitpunkt für den Zeitzünder II. Der von ihm bereich nete neue Zündzeitpunkt wird an die Einstellvorrichtung 7 übermittelt. Mit ihrer Hilfe wird die Einstellung der Zeitzünderelektronik auf den neu berechneten Wert durchgeführt.
Die Energieversorgung der in dem Geschoß 1 enthaltenen Bauelemente kann von außen erfolgen. So lange sich das Geschoß 1 noch in dem Rohr des Geschützes (hier nicht dargestellt) befindet, kann die Energieversorgung über den elektrischen Kontakt 9 erfolgen, der an der Außen seite des Geschosses 1 angeordnet ist, und der mit den im Inneren des Geschosses 1 angeordneten Bauelementen in Verbindung steht. Befindet sich das Geschoß bereits auf seiner Flugbahn, so erfolgt die Energieversorgung beispielsweise durch die Einstrahlung von Energie.
Hierfür kann beispielsweise das Geschütz mit einem Eergiesender (hier nicht dargestellt) und das Geschoß 1 mit einem Energleempfänger (hier nicht dargestellt) ausgerüstet werden. Die Energieversorgung des Geschosses kann auch mit Hilfe von Batterien erfolgen, die innerhalb des Geschosses angeordnet werden. Der Einbau eines Generator, z.B. eines Piezo-Generators ist ebenfalls möglich.

Claims

A N S P R Ü C HE 9 erfahren zur Korrektur des Zündzeitpunktes eines in einem Geschoß (1) angeordneten elektronisch arbeitenden Zeitzünders (4), wobei zunächst die EnSfernung zwischen dem Geschütz und dem Zielobjekt ermittelt und in Abhängigkeit davon der Grundzündzeitpunkt des Zeitzünders (4) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abschuß des Geschosses (1) ;dC Geschoßgeschwindigkeit (v) wenigstens einmal im Geschützrohr und mindestens einmal während des Fluges vom Geschoß (1) aus gemessen wird, und daß aus den Meßwerten Korrekturfaktoren gebildet werden, mit denen der Grundzündzeitpunkt des Zeitzünders (4) auf einen neuen Zündzeitpunkt korrigiert wird.
2. Geschoß mit einem Beschleunigungsmesser (2) und einem elektronisch arbeitenden Zeitzünder (4), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Beschleunigungsmesser (2) eine Steuereinrichtung (3) nachgeschaltet ist, welche zur Korrektur des Zündzeitpunktes mit dem Zeitzünder (4) in Verbindung steht.
3. Geschoß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (3) einen Integrator () aufweist, dem ein Rechner (6) und eine Finstellvorrichtung (7) für den Zündzeitpunkt nachgeschaltet ist.
II. Geschoß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Einstellvorrichtung (7) an den Zeitzünder (4) angeschlossen ist.
5. Geschoß nach einem der AnsprUche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein piezo-elektrischer Beschleunigungsmesser (2) vorgesehen ist.