NO842182L - Ledingssystem for bakke-til-bakke skyting - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder et ledningssystem for bakke-til-

bakke skyting av et prosjektil mot et bevegelig mål,

og spesielt skyting med kanon fra en kampvogn.

Forskjellige systemer for skuddledning er kjent, hvor

det i hver av dem forekommer en sikteanordning ved hjelp av hvilken en operatør overvåker et observasjons-

felt med et skytetrådkors som symboliserer kanonens akse. Innstillingen av kanonen for skyting krever at retning, avstand og forflytningshastigheten i sideretning for målet er kjent. Vurderingen av denne hastighet i- sideretningen foretas ofte av operatøren som forfølger målet i bevegelse ved å orientere sammenstillingen av kanon og sikteanordning slik at det mål som observeres på tvers

over sikteanordningen forblir liggende i trådkorset. For

å utføre denne jakt, forandres orienteringen av kanonen ved å dreie pansertårnét i horisontalplanet, og dreie ka-

nonen i vertikalplanet.

Fra fransk patent nr. FR-A-2 440 537 er det kjent et skudd-ledningssystem som unngår denne utnyttelse av pansertårnét. Dette system omfatter sikteanordning og en telemetrianord-

ning for å bestemme målets posisjon og, en datamaskin som mottar signalene, som representerer de ballistiske parametrene og målets posisjon, for beregningen av skuddlednings-signalene som er bestemt for drivanordningene som orien-

terer kanonen. Den optiske sikteanordningen viser observasjonsfeltet i overlagring og et trådkors som dannes av et

■gitter og som kan forflyttes manuelt med en regulerbar jevn hastighet. Telemetrianordningen tillater bestemmelse av avstanden til målet som befinner seg i observasjonsfeltet.. Operatøren utfører forfølgelsen ved å justere forflytningshastigheten til gitteret lik med målets forflytning i sideretningen. Målets forflytningshastighet i sideretning er

da kjent ved hjelp av datamaskinen likesom de andre opp-lysningene som er nødvendig for skytingen, og dette mens

tårnet holdes urørlig.

Et formål med oppfinnelsen er å komme frem til en enkel, rask og nøyaktig prosedyre for orientering av.kanonen

for skuddet idet skyteskivens forflytning i sideretning-. en tas i betraktning. Denne prosedyren gjør det likeledes mulig å forenkle inngrep fra operatøren.

Et særpreg ved oppfinnelsen består i å erstatte den manuelle forfølgelsen som er sitert foran ved å arbeide på en annen,måte, idet tråd korset i et gitt øyeblikk forflyttes en kjent størrelse i forhold til målet oa i samme forflytningsretning som dette, hvoretter det med jevn hastighet går tilbake til sin startposisjon. Operatøren behøver bare fastslå det-øyeblikket da trådkorset på

nytt overensstemmer med målet. Den tid som forløper for denne operasjonen gjør det mulig for datamaskinen å bestemme skuddretningen ved hjelp av de balistiske parametrene og avstanden., skyteavstanden .

En annen spesialitet- ved oppfinnelsen er fordelaktig å utnytte et TV-utstvr på vocmen som utaiør sikteanordningen og forenkler utrustningen.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det å lage et ledningssystem, for bakke-til-bakke skyting for en kanon som kan orienteres i vertikal- og horisontalplanet, omfattende en sikteanordning for å observere observasjonsfeltet og for der å synliggjøre et trådkors hvis startposisjon tilsvarer kanonens innstillingsretning og som fås til å sammenfalle med det mål som skal treffes, en avstandsmåler for måling av avstanden som skiller målet fra kanonen, tilknyttede giveranordninger for måling av forskjellige ballistiske parametre, manuelle drivmidler for å oppnå en forflytning av trådkorset som tar i betraktning målets bevegelse i sideretningen ,og styre- og beregning.smidler som mottar opplysninger om avstanden og ballistiske parametre idét forflytningen av trådkorset likeledes tas i betraktning, for å beregne innstillingssignalene for skyting med kanonen, i retning av det fremtidige mål. De manuelle driv- midlene er forbundet med styre - og beregningsmidlene for ved hjelp av manuell aksjon å oppnå en binær informasjon for forandring av stilling som øyeblikkelig setter igang en sideforflytning av trådkorset i samme retning som. forflytningen av målet, med bestemt amplitude, straks fulgt av en tilbakevending av trådkorset mot startposi-

sjonen med en bestemt konstant hastighet,og så ved å

opphøre med den manuelle innvirkningen så snart som trådkorset på nytt sammenfaller med målet, og oppnå

retur til den opprinnelige tilstand av den binære informasjonen og stans av tråckorset, idet beregnings-anordningen måler varigheten for- denne manuelle på-

virkning dg utarbeider, ved hjelp av parametrene varig-

heten og avstanden såvel som flukttiden som er etablert

som funksjon av avstanden og de ballistiske parametrene, skyteinnstillingssignalene i vertikal- og horisontalplanet.

Oppfinnelsen, dens spesielle trekk og fordeler vil for-

ståes bedre ved lesning av den beskrivelse som følger,

gitt som utførelseseksempel, og illustrert med følgende figurer: .

Fig. 1 er et generelt skjema for skuddledningssysternet ifølge oppfinnelsen og. skyteanordningen som det er tenkt anvendt til, Fig. 2 viser skjematisk hovedfasene for skuddledningen med systemet ifølge oppfinnelsen, Fig. 3A til 3G,hvor flere skjemaer representerer visuali-sering av de forskjellige fasene ved skuddledningen iføl-

ge oppfinnelsen,

Fig. 4 viser et flyteskjema for skuddledningen ifølge oppfinnelsen.

På fig. 1 utskilles en skyteanordning hvor kanonen 2

orienteres ved hjelp av midler for Orientering i horisontalplanet som dreier tårnet 3 rundt en vertikal akse Y, og midler for orientering i vertikalplanet som gir

kanonløpet en helning ved rotasjon rundt en horisontal akse X. Orienteringen av kanonen er vist ved innstil-, lingsretningen DP tilsvarende kanonens akse.

Skuddledningssysternet omfatter en sikteanordning 4 som foretrukket omfatter et videokamera 5 som begrenser et observasjonsfelt og en visualiseringsmonitor .6 . Kameraet orienteres likeledes langs en innstillingsretning DP. Denne sikteanordningen omfatter likeledes en symbolgene-rator som kan være inkludert i kameraet,for å visuali-sere et skytehårkors R på skjermen i monitoren 6. En telemetrianordning 8/fortrinnsvis en optisk laser avstands-målerer likeledes orientert langs innstillingsretningen DP for å måle avstanden D som skiller målet B som skål

treffes fra skuddsysternet. Kameraet i sikteanordningen

4 og avstandsmåleren 8 kan være fastmontert på kanonen

2. Forskjellige tilknyttede avfølere 9 tilfører

til skuddsysternet signaler som representerer forskjellige ballistiske parametre (vindretning og -hastighet, lufttem-peratur, vognens helning, kanonens vinkelbue ... ). Systemet dirigeres ved hjelp av styre- og beregnings- midler 10, som utgjør en datamaskin, som. er gruppert rundt en mikroprosessor 11, aktive hukommelser 13, passive hukommelser' 14, og grensesnittkretsene 15 og 16. De forskjellige elementene er alle forbundet med mikroprosessoren 11 med en sendebuss 17, en buss for oppgitte størrelser 18, .oa' en kommandobuss som ikke er vist. Grensesnittet 15 mottar signalene fra avfølerne 9 og er forbundet med avstandsmåleren 8.

Ifølge oppfinnelsen er de manuelle styremidlene 20 som omfatter to brytere 20D og 20G, likeledes forbundet med datamaskinen 10 over grensesnittet 15. Datamaskinen er forbundet ved hjelp av en andre grensesnittkrets 16 med siktanordningen 4 for å overføre posisjonssignalene til trådkorset og avvikssignalene ES og EG for skuddstillingen i. vertikal- og horisontalplanet.

Systemets funksjon skal beskrives ved hjelp av figurene

2 og skjemaene 3A til 3G, såvel som inngrep fra opera-

tøren for å gjennomføre en skuddsekvens.

Fig.' 3A viser målet B som befinner seg på feltet og observeres ved.hjelp av sikteanordningen 4.og trådkorset R som tilsvarer.kanonens akse. I den aktuelle utførelsen gir kameraet 5 et sammensatt videosignal til monitoren 6

som tilsvarer det samtidige bildet av.det observerte feltet og hårkorset R.

En preliminær fase består i å innstille kanonen mot

målet. En operatør påvirker som konsekvens av dette de drivmidler som står til hans disposisjon for å styre orienteringsmidlene i vertikal- og horisontalplanet og føre trådkorset R som symboliserer kanonaksens retning,

slik at det sammenfaller med målet B, og således peker

denne retningen av aksen DP på målet. Således oppnås kon-figurasjonen i fig. 3B.

På dette stadium startes skuddsekvensen av operatøren

som påvirker en av de to bryterne i anordningen 20.

Disse enkle bryterne er fordelaktig laget ved hjelp av trykk-knapper hvis hvilestilling kan tilsvare en åpen krets og arbeidsstillingen, ved påtrykk av operatøren,

en lukking av kretsen. Det frembringes således en binær informasjon for forandring av stilling som over-føres til datamaskinen 10. En av knappene 20D tilsvarer den ordre som skal utføres dersom målet forflytter seg

i sideretningen mot høyre og den andre 20G i det mot-

satte' tilfellet ved en forflytning mot venstre. Obser-vasjonen av denne forflytningen utføres i det aktuelle tilfellet av sikteanordningen på skjermen til monitoren 6. Det øyeblikk da operatøren nettopp har oppnådd den : forannevnte innretningen kalles tg, ved å trykke på den adekvate knappen 20. Fra dette øyeblikk er programmer-

ingen av mikroprosessen slik at det oppnåes data for plassering av trådkorset hvilke gir øyeblikkelig horison-

tal forflytning av trådkorset i samme retning som målets sidebevegelse med en forhåndsbestemt amplitude E (Fig.3C).

Like etter gis trådkorset R en bevegelse tilbake mot

sin opprinnelige stilling, idet denne bevegelsen gjen-

nomføres med en konstant hastighet med en forhåndsbe-

stemt verdi VR med motsatt tegn i forhold til målets

sidehastighet VB. Det oppnås således en fase hvor trådkorset R nærmer seg målet (Fig. 3D).

Den nedtrykte stillingen av en av de to bryterne 20D

eller 20G setter likeledes via datamaskinen igang åv- ' standsmålere 8, som gir tilbake til mikroprosessoren 11 avstanden D fra målet ved hjelp av grensesnittet 15.

Når trådkorset igjen faller sammen mad målet Fig. 3F eller i det vesentlige gjør det (forutsatt at forflytningen av målet finner sted, foruten med den aktuelle sidekomponenten VB, méd en andre komponent som generelt ikke er null)

slipper operatøren straks knappen 20D (eller 20G) som han trykker på, slik at den opprinnelige stilling re-etableres på den tilsvarende forbindelse med datama-

skinen og angir således slutten på denne sekvensen.

Det resulterer i en øyeblikkelig stans av trådkorset

R. og beregningen av .skuddsignalene ES og EG for datamaskinen. Øyeblikket for gjenåpning av bryteren kalles t]_ og Tm varigheten for sekvensen er ti = tg + Tm, under hvilken tid målét B har gått fra stilling Bq tilB](fig. 2)

Den tilsvarende.innstillinasvinkelen C*£e kan lett

bestemmes av datamaskinen. Avstanden E fra trådkorset tilsvarer en bestemt og kjent vinkel<x£Eogtrådkorsets forflytning VR er også kjent, oppnåsc^ av differansen mellomoCj?og vinkelverdienc^Rtilsvarer trådkorsets'■ til-

bakelagte strekning i sideretningen VR.Tm. Dessuten er ^tj_ forbundet med den ukjente sidehastigheten for målet B ved forholdet

tg <A\ = (VB. Tm)'/ d

idet D er avstanden fra målet som er funnet av avstandsmåleren, (télemetrianordningen) .. " •-■

Mikroprosessoren 11 utfører målingen av Tm hvoretter

enkle beregninger gir<j*fR, og deretter• Størrelsen

tg c<]_ kan avleses i en tabell som- er lagret i den programmerte passive hukommelse 14. Den passive hukommel-

sen 14 ' inneholder for.hver type av ammunisjon en korre-sponderende tabell som forbinder hver av verdiene i en

serie avstander med en flukttid som svarer til ammuni-

sjonen.

Ved å kalle flukttiden TV for den ammunisjon som anvendes

for å treffe målet på avstanden D, og dersom vinkelen som tilsvarer målets sideforflytning i horisontalplanet i flukttiden for g* 2> er disse parametre forbundet ved. forholdet:

VB = (tgtfC2 ) D/TV

hvilket, når det foranstående forholdet tas i betraktning og det antas at målets sidehastighet VB er konstant, gjør det mulig direkte å oppnå vinkelen cC^ som funksjon av parametrene oC^, TV og Tm ifølge forholdet

Tga2= (tg*C[) . TV/Tm .

Flukttidene er i det vesentlige funksjon av ammunisjons-

typen og avstanden D og fås fra innleste tabeller.

Skuddsysternet gjør det således mulig å bestemme sikte-, retningen i horisontalplanet uten å beregne målets sidehastighet VB. Det- tilsvarende signalet EGj overføres over

en avstand LG til skjermen (fig. 3F). Systemet be-

regner likeledes sikteinnretningen for kanonen som sikrer flukttiden TV på den distanse D som foreligger, dvs. signalet ES til hvilket svarer avstanden LS på

skjermen.

Operatøren behøver bare gjeninnstille trådkorset slik.at

det sammenfaller med målet, denne disposisjon er angitt på fig. 3G og tilsvarer øyeblikket t2' på fig. 2. Kanonen befinner seg da orientert etter innstillingsavstanden

DPF for skyting mot det fremtidige målet B3, idet denne skyteretning DPF skiller seg fra-verdiene <X2i horisontalplanet og p i vertikalplanet i forhold til retningen

mot målet ved B2 . Verdiene é*2 og tilsvarer respektive signalene EG.og ES som er overført til kameraet. Det øyeblikkelig avfyrte skuddet kommer til B3ved ' c^ - ^ 2

+ TV.

Stillingen for kanonaksen på skjermen tilsvarer den opprinnelige stillingen tiltrådkorset R og er således'symbo-

lisert med et hårkors med avbrutte linjer på figurene

3D til 3G.

Diagrammet på fig. 4 angir operatørens forskjellige hand-

linger som funksjon av tiden, de hendelser som de medfører,

og korrespondansen med skjemaene 3A til 3G.

Datamaskinen 10 er ikke beskrevet i detalj, men en fore-

trukken utf.ørelsesform av skuddledningssystemet ifølge oppfinnelsen forutsetter at mikroprosessoren.il ikke an-

vendes for å beregne de balJisiiske parametrene .for skuddet.

Den søker i tabellene, som ligger i de programmerte pas-

sive hukommelser 14, forskjellige verdier som svarer til skytebetingelsene for den valgte-ammunisjon. Mikropro-

sessoren utfører likevel de beregninger som .er beskrevet foran og forskjellige tilknyttede beregninger som f.eks.

lineære tilnærmelser. Grensesnittet 15 omfatter analo-

aisk-digitale omformere for å tilføre til mikroprosessoren de forskjellige data i digital form. Grensesnittet 16 omfatter digitale-analogiske omformere.

fulgt av forsterkere 25 og 26 for å avlevere trådkorssig-nalene.

Noen særegenheter ved programmet til datamaskinen 10 må tas i betraktning dersom målet modifiserer sin sidehastighet eller stanser. I et av disse tilfellene, forutsetter, programmet annulering av målingen ved lukking fulgt av en åpning av en av de to trykk-knappbryterne 20D, 20G, og målingen av tiden Tm er ikke gyldig før

etter en viss tid, eksempelvis etter ca. 0i5 sekund.

Andre parametre som f.eks. vindens sidehastighet kan influere,på skuddinnstillingsverdiene ES i vertikalplanet og EG i horisontalplanet. Samtidig som datamaskinen 10 bestemmer skuddvinkelen j. høyden p, bereg-

ner den korreksjonen som skal tillegges innstillings-vinkelenøC-2idet målets sidehas tighet VB fremfor alt kompenseres.

For å gjøre trådkorset R synlig, kan.det anbringes en angrepsbryter hvis lukking på samme måten forårsaker armering av telemetrilaseren.

Mikroprosessoren 11 kan programmeres på en annen måte.

Den kan styre igangsettingen av målingen av distansen

D ved hjelp av avstandsmåleren 8 like fra angrepet på målet.. I dette tilfellet blir det mulig for datamaskinen 10 å regulere forflytningshastigheten VR til trådkorset

R som funksjon av avstanden D som er målt av avstandsmåler laseren 8.

De midler som anvendes for å. dirigere trådkorset R inn-føres fortrinnsvis i kameraet 5,. hvilket gjør dét mulig å anvende flere monitorer 6 for synliggjøring ombord på samme kampvogn., f .eks. en for sky tteren,-og en f°r vogns jeren.

Selv om bare en utførelsesform er beskrevet, kan

skytesystemet ifølge oppfinnelsen modifiseres på mange måter uten å avvike fra oppfinne].sesomfanget. Det er eksempelvis mulig å erstatte kameraet 6 som anvendes-<1>

i sikteanordningen 5 med et optisk siktesystem, bildet av trådkorset.R går gjennom en kollimator og overlagres over bildet av observasjonsfeltet. Kameraet 5 kan like-

ledes ganske enkelt erstattes med en."barrett1-foto-detek-tor-anordning, f.eks. en. krets for å overføre ladning, foran hvilken det utføres en avsøkning av feltet. En slik anordning kan tilsvare en FLIR (i engelsk termino-logi (" Forward Looking Infra Red").

Claims (7)

1. Ledningssystem for bakke-til-bakke skytning for en kanon som kan orienteres i vertikal- og i horisontalplanet, omfattende: en sikteanordning (4) for observering av et observasjonsfelt og for der å synliggjøre et trådkors (R) .hvis startposisjon tilsvarer innstillingsretningen DP for kanonen (2) og som bringes til å sammenfalle med målet .(B)som skal treffes, en telemetri-anordning (8) for måling av avstanden. (D) som skiller målet (B) fra kanonen, tilsluttede avfø leranordninger (9) for måling av for-, skjellige ballistiske parametre, manuelle styreanordninger (20) for å få til en forflytning av trådkorset som tar i betraktning målets forflytning i sideretning, styre- og beregnings-midler (10) som mottar data om av- stand og balistiske parametre og likeledes tar i betraktning den nevnte forflytning av nevnte trådkors for å beregne skyteinnstillingssignalene for kanonen (2) i retning av det fremtidige målet, karakterisert v.e d at de manuelle styreanordningene er forbundet med ■styre- og beregnings-anordningene for ved manuell påvirk-ning å tilveiebringe en binær informasjon for forandring av. stilling hvilken setter i gang en øyeblikkelig sideforflytning av trådkorset i samme retning som forflytningen av målet, med bestemt amplitude (E), straks fulgt av tråd-korsets returnering til sin' startposisjon med en bestemt konstant hastighet VR, og så ved opphør av den manuelle påvirkningen så snart som trådkorset på nytt sammenfaller med målet, Og oppnå at den binære informasjonen retur-nerer til -den opprinnelige tilstand og stans av trådkorset, be.regnings-og styre-midlene måler varigheten a <y> denne •manuelle innvirkning og utarbeider utgående fra parametrene varighet og distanse så vel som flukttiden T.V for prosjektilét som er etablert som funksjon av avstand og ballistiske parametre, innstillingssignalene for skyting i'vertikalplanet (ES) og i horisontalplanet (EG).

2. System ifølgé krav .1, karakterisert ved at de manuelle styremidlene omfatter to enkle brytere (20,20G) som tilsvarer en øyeblikkelig styring av forflytningen av trådkorset (R) mot venstre for. den ene og mot høyre for den andre, idet valget av bryter effektueres i samsvar med retningen av sidebevegelsen VB som vises av målet (B).

3. System ifølge kravene 1 eller 2, i hvilket innstillingssignalene for skytingen omfatter en høydeinnstilling i vertikalplanet (ES) i hovedsak bestemt ved hjelp av flukttiden TV, dvs. som funksjon av avstanden, ammuni-sjonstype og ballistiske parametre, og et sideavvik i vertikalplanet (EG) i hovedsak bestemt som funksjon av målets(B) sidebevegelse, karakterisert ved at nevnte sideavvik <X"2 er gitt av forholdet: tgs<2 = ,(tgo?]_) .TV/Tm hvor TV er flukttiden, Tm varigheten for den manuelle innvirkningen og oci vinkelawiket i sideretningen som er tilbakelagt av målet under den manuelle innvirkningen, idet nevnte forhold ikke innvirker på beregningen av målets hastighet i sideretningen VB.

4. System ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at sikteanordningen (4) er dannet ved hjelp av et videokamera (5) og en monitor for synlig-gjøring (6), kameraet har sin optiske akse konstant orientert i' samme retning som innstillingsretningen (DP) for kanonen og mottar fra styre- og beregnings-midlene (10) posisjonssignalene for trådkorset (R) som tilslutt består av nevnte innstillingssignaler for skytingen i vertikalplanet (ES) og i horisontalplanet (EG), idet nevnte kamera avleverer et sammensatt videosignal på monitoren tilsvarende den samtidige representasjonen av det observerte felt og trådkorset..

5. System ifølge et av de foregående krav, kara k - ter i' sert ved at styre- og béregnings-midlene (10) er oppnådd ved hjelp av en mikroprosessor (11), forbundet med aktive hukommelser (13) og programmerte passive hukommelser (14) idet de sistnevnte omfatter for det første korrespondansetabeller for å få den verdi som er målt for den manuelle innvirkningen Tm til å tilsvare den trigonometriske verdien tga^ til dens tilsvarende vinkelforf lytningen i sideretningen , og for det andre skytetabeller for beregning av flukttiden (TV).som funksjon av typen a <y> ammunisjon og ballistiske data.

6. System ifølge samlinger av kravene 2 og 4, 2 og 4 og 5, karakterisert ved at telemetri-■anordningen (8) er en optisk laseravstandsmåler hvis stråleakse har samme retning (DP) som kanonens innstillingsretning, denne telemetrianordning såvel som kameraet (5) i sikteanordningen (4) er gjort fast til kanonen, og.at de manuelle styreanordningene (20) er laget i form av to trykk-knapper (20D, 20G) for hver å produsere en binær stillingsforandring og en tilsvarende forbindelse til styre - og beregnings-midlene (10) .

7. System ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at styre -og beregnings-midlené (10) er programmert for svare på en skuddledningsfrem-gangsmåte omfattende i hovedsak følgende trinn: forutgående innstilling av trådkorset (R) på linje med det observerte målet (B) ,' idettrådkorset tilsvarer til retningen (DP) av kanonaksen, manuell styring av bryteren (20) i tilsvarende retning som målets sideforflytni.ng, opprettholdelse av den manuelle styringen i den tid trådkorsetreturnerer med konstant hastighet, stans av den manuelle styringen når trådkorset på nytt sammenfaller med målet, innstilling av trådkorset på linje med målet, idet hårkorset er forskjøvetmed verdier for skuddinnstillingen, høyden (ES) i vertikalplanet og sideavvik (EG) i horisontalplanet i forhold til kanonaksen, disse verdier be-regnes ved hjelp av styre- og beregnings-midlene (10) utgående fra varigheten Tm. som er målt for den manuelle ■ innvirkningen, avstanden (D) fra målet, typen av ammunisjon og. de ballistiske dataene , avfyring av skuddet.