SE465794B - Anordning foer att bestaemma rollvinkel - Google Patents

Description

465 794, Det är även förut känt att bestämma rollvinkelläget på magnetisk väg genom avkänning av det jordmagnetiska fältet, se EP 0 319 649.

Ett sådant system blir emellertid latitudberoende och störkänslígt. Ändamålet med denna uppfinning är att åstadkomma ett alternativ till de ovan beskrivna metoderna för rollvinkelbestämning där bestämningen görs på magnetisk väg istället för med utsänd mikro- vågsstrålning och utan att vara beroende av det jordmagnetiska fältet. Hur detta har åstadkommits framgår av den kännetecknande delen hos patentkravet 1.

En utföringsform av uppfinningen visas schematiskt i bifogade ritningar varvid figur 1 visar en projektil (kulspränggranat) försedd med en permanentmagnet, figur 2 visar det magnetiska fältets orientering, figur 3 visar ett kanonrör med flamdämpare försedd med två par lindningar, figur 4 visar schematiskt hur en inducerad spänning genereras då projektilen passerar lindningarna och figur 5 visar ett exempel på en utvärderingsenhet för givar- signalerna.

I figur 1 visas en projektil i form av en kulspränggranat 1 avsedd att avfyras på konventionellt sätt ur ett eldrör. En cirkulär permanentmagnet 2 är monterad i ett kilspår 3 i granatens noskons- hölje så att magnetfältet blir orienterat tvärs granatens längd- riktning 4, se figur 2. Positionen av permanentmagneten 2 är vald med tanke på temperaturpåkänningar och accelerationspåfrestníngar.

Magneten kan vara av ferritmaterial och magnetiserad vid montage.

Magneten är monterad i en fix position i rollplanet för att rätt vinkelinformation ska erhållas (se nedan), varvid en antenn i granatens bakplan får utgöra referens. Två icke magnetiska ringar 5, 6 är anordnade framför och bakom permanentmagneten. Granaten är för övrigt konventionell och beskrivs därför ej närmare.

Mynningen på kanonröret 7 är utrustad med en flamdämpare 8 i form av en stympad kon. På den yttersta delen av flamdämparen är två lindningspar 9, 10 monterade, där varje lindningspar består av tvâ seriekopplade lindningar placerade på varsin sida av projektil- banan.

Då granaten passerar de två lindningsparen induceras en spänning i lindningarna och med hjälp av lämplig signalbehandling kan granat- ens rollvinkel vid mynningspassagen bestämmas. Rollvinkeln till- föres en centralenhet varifrån vinkelinformationen och tid efter utskjutningen kan tillföras projektilen via en kommandolänk. Ur denna information kan sedan projektilen genom lämplig elektronik beräkna det aktuella rotationsläget. Dessa delar, centralenhet, kommandolänk och projektilelektronik utgör dock ej del av denna uppfinning och beskrivs därför ej närmare.

Lindningsparen är lämpligen anordnade i varsitt spår 11 i en cirkulär hållare 12 monterad längst fram på flamdämparen. Själva lindningarna är utformade som rektangulära härvor 14, 15 som följer rundningen hos flamdämparen, se figur 3. Som bas för monteringen av lindningarna används ickekonduktivt och ickemag- netiskt material och där materialet dessutom skall vara härdigt mot temperatur och accelerationschocker.

Då projektilen med sin magnet passerar lindningarna induceraa emkzer enl. fig 4 efter formeln: e-u-åg. [v] där ê = inducerad spänning i volt N = antalet varv på lindning %{= flödesändring per tidsenhet.

Förlindning 1 och 2 kommer att gälla: ê1= K-Vo-cosa IGSPÉZ = K ° V0 ' Sinæ [V] där K= konstant beroende av lindningens utformning och magnetens dipolmoment V = tgångshastighet för projektilen 0 ä ( "V°) u = vinkeln mot centrumlinjen för lindningarna- Eftersom lindningarna är vridna 900 inbördes kommer de inducerade spänningstopparna ligga relaterade 1 forhållande sina/cosa vilket ger: ê1 = K -V°- cosa [V] ê2 = K ~V°~ sina [V] 465 7942 Följande härledning visar hur K och V0 elimineras: (êí+ ê§)¿ (K2 - Vä - sinza + X3 - Vä - cos2a)% K Û K 0 VO 0 1 COSG dvs a = arccos °1 (êï + êëfiê Tvetydigheten i arcccosfunktionen eliminieras genom att studera tecknen hos el och e2.

En överslagsberäkning av den spänning som induceras i en lindning har utförts varvid @\= 2,6 mv/varv.

För en A/D-omvandlare med 8 bitar och 5mV upplösning krävs: -3 N: 256-5-10 = 246 2-2,6-1o'3 där N = antalet varv i ett lindningspar.

De i lindningarna 9, 10 inducerade spänningarna É (givarsignal- erna) tillföres via kablage 16 en utvärderingsenhet 17, se figur 5, belägen på eldröret 7 i närheten av mynningen och lämpligen stötdämpande upphängd. Spënningsmatning och tvâvägs överföring till en centralenhet (ej visad) sker via en gemensam koaxialkabel 18, anpassad för hög överföringshastighet.

Utvärderingsenheten 17 innefattar två A/D-omvandlare 19, 20, register 21, 22 och komparatorer 23, 24 anslutna till en mikro- processor 25 för framräkning av vinke1värdet.d\ . Mikroprocessorn 25 är via en MOD-ulator 26 ansluten till centralenheten via nämnda koaxialkabel 18. 5 465 794 Utvärderingsenhetens funktion är följande. Strax före avfyrningen âterställs A/D-omvandlarna 19, 20 och registrern 21, 22. Klock- signaler CLOCK A och CLOCK B samplar A/D-omvandlarna med en avsevärt högre frekvens än högsta frekvenskomponenten i mätsig- nalen (översampling). När mätsignalerna uppträder omvandlas de analoga signalerna till digitala kvantiteter och klockas över till de digitala registerna 21, 22 med en klockpuls förskjutning. När komparatorerna 23 och 24 upptäcker att registervärdena är större än det nyss omvandlade värdet i A/D-omvandlaren 19 och 20 block- eras CLOCK A eller CLOCK B. Toppvärdet ligger nu lagrat i register 21 eller 22 och kan läsas in i mikroprocessorn 25 för utvärdering.

Det framräknade värdet i. mikroprocessorn 25 överförs i seriell form via MOD-ulatorn 26 till centralenheten (ej visad) via koax- ialkabeln 18. Styrkommandon till mikroprocessorn 25 kan även överföras från centralenheten via en DEM-odulator 27. Matnings- spänningen till mätenheten 17 ombesörjes av centralenheten m.h.a. av kabeln 18. Spänningen påföres elektroniken m.h.a. en drossel 28. Den modulerade signalen blockeras med sin frekvens av drosseln och kopplingskondensatorerna 29 och 30 på DEM och MOD blockerar DC-nivån på kabeln 18.

Claims (7)

465 794 PATENTKRAV

1. ' 1. Anordning för att bestämma rollvinkeln hos en roterande projektil, robot e.d. då den lämnar eldröret, utskjutningsröret e.d. k ä n n e t e c k n a d a v att projektilen innefattar en magnetiserad del (2) med en känd polarisationsriktning, att minst två lindningspar (9, 10) är monterade i anslutning till eldröret eller utskjutningsröret så att en spänning induceras i lindning- arna då projektilen passerar mynningen och en utvärderingsenhet (17) anordnad att med hjälp av nämnda spänningssignaler beräkna projektilens rollvinkelläge vid utskjutningen.

2. Anordning enligt patentkrav l k ä n n e t e c k n a d a v att projektilen innefattar en permanentmagnet (2) vilken är så monterad att dess magnetfält blir orienterat tvärs projektilens längdriktning (4) och i en fix position i rollplanet.

3. Anordning enligt patentkrav 2 k ä n n e t e c k n a d a v att permanentmagneten (2) är cirkulär och anbragt i ett spår (3) i projektilens noskonshölje i ett plan vinkelrätt mot projek- tilens längdriktning (4).

4. Anordning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att varje lindningspar (9, 10) består av två seriekopplade lindningar placerade på varsin sida om projektilbanan och inbördes vriana 9o°.

5. Anordning enligt patentkrav 4 k ä n n e t e c k n a d a v att lindningarna i varje lindningspar (9, 10) är utformade som rektangulära härvor (14, 15) som följer flamdämparens rund- ning.

6. Anordning enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a d a v att lindningsparen (9, 10) är anordnade i varsitt spår (ll) i en cirkulär hållare (12) monterad längst fram på eldrörets flam- dämpare. 41 7 465 794

7. Anordning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att de i lindningsparen (9, 10) inducerade spänningarna (e) (givarsignalerna) tillföres utvärderingsenheten (17), samplas av A/D-omvandlare (19, 20) och utvärderas digitalt i komparatorer (23, 24) och tillföres därefter en mikroprocessor (25) för beräk- ning av vinkelvärdet.