Adaptive Beschleunigungsbegrenzung

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Beschleunigungsbegrenzung von geschützträgerin- duzierten Bewegungen, hervorgerufen durch beispielsweise Seegang, auf eine Waffe, wie beispielsweise einer Maschinenkanone.

Die Ausregelung von geschützträgerinduzierten Bewegungen im Sinne einer Stabilisierung der Maschinenkanonen-Rohrseelenachse setzt die Verwendung von zum Teil empfindlichen Messsystemen, z.B. Gyroskopen, voraus. Speziell während der Feuerstöße, insbesondere bei längeren Feuersequenzen, werden diese Messsysteme je nach Anbringungsort in starkem Ausmaß von auftretenden Rückstoßkräften der Waffe beeinflusst. Das Messsystem misst dadurch fälschlicherweise eine trägerinduzierte Bewegung, auch wenn das Geschütz bzw. die Waffe beim Feuerstoß auf einer unbewegten Plattform befestigt ist. Diese fälschlich gemessene Bewegung führt zu einer Überreaktion in der Geschützregelung, d.h., wenn diese bei der Geschützregelung berücksichtigt werden. Das wiederum bewirkt eine Verschlechterung des Trefferbildes derart, dass es bei einem Feuerstoß zu einer unerwünschten Zunahme der Streuung (sigma-Wert der Standardabweichung) führt.

Aus der DE 32 29 819 A1 ist ein integriertes Navigations- und Feuerleitsystem für Kampfpanzer bekannt. Dabei werden die für das Feuerleitsystem vorhandenen Kreisel für die Navigation mit ausgenutzt. Beschleunigungsmesser und Wendekreisel, die an der Waffe sitzen, erzeugen Signale zur Auswertung. Dabei wird auch ein Roll-Nick-Ausgleich vorgenommen.

Mit einen weiteren Roil-Nick-Ausgleich befasst sich die DE 103 08 308 AI Hierbei werden für eine gegenüber einem Inertialsystem verdrehbare Plattform der Azimut- und der Eievati- onswinkel bezüglich der Plattform ermittelt und berücksichtigt. Eine Schiffsbewegungs-Vorhersagevorrichtung offenbart die DE 603 18 394 T2 (EP 1 474 326 B1). Die DE 38 82 347 12 (EP 0 321 127 B1) bezieht sich auf ein elektronisches Neigungsmesssystem. Ein Stabtlisierungssystem für ein Gewehr ist der DE 698 32 339 T2 (EP 0 898 144 B1) entnehmbar.

Die vorgenannten Lösungen weisen den Nachteil auf, dass sie sehr aufwändig sind. Zudem berücksichtigt keine der Lösungen das Treffverhalten bzw. das aus einer Feuersequenz resultierende Trefferbild.

Hier stellt sich die Erfindung die Aufgabe, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs . Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, das Treffverhalten bzw. das Treffbild auf die trägerinduzierten Bewegungen zu optimieren bzw. zu adaptieren. Es wird en optimierter Kompro- miss zwischen der Stabilisierungsperformance und dem Treffverhalten von Maschinenkanonen auf Geschützen (Träger) während der Feuersequenzen angestrebt. Dazu wird von einer historienbasierten, adaptiven Beschleunigungsbegrenzung der vom Messsystem(en) gemessenen Daten ausgegangen.

Während der Zeit, in der kein Waffeneinsatz erfolgt, also auch keine Feuersequenz gestartet wird, werden kontinuierlich die Messdaten des/der Messsystems/(e) gespeichert. Sind diese älter als einige Sekunden, können diese Daten gelöscht und nicht weiter verwendet werden, so dass stets eine aktualisierte Historie an Daten des Messsystems vorhanden und gespeichert ist, die für die Beschleunigungsbegrenzung verwendet werden.

Aus den Messdaten werden die während der Historie maximal auftretenden Beschleunigungen ermittelt. Der somit auf die jeweilige Trägerbewegung kontinuierlich adaptierte Maximalwert der Beschleunigung wird während jeder Feuersequenz verwendet, um die Messdaten des/der Messsystem s(e) in Form einer Beschleunigungsbegrenzung zu limitieren und damit indirekt auch die Reaktion der Geschützregelung, d.h., die Stabilisierung der Rohrseelenachse. Bei der Feuersequenz der Waffe bzw. Maschinenkanone von einem unbeweglichen Geschütz-Träger werden die durch die Rückstoßkräfte induzierten Störungen des Messsystems komplett unterdrückt, da in diesem Fall der Maximalwert der adaptiven Beschleunigungsbegrenzung bei Null liegt. Damit kann keine falsche Reaktion der Geschützregelung erfolgen.

Bei der Feuersequenz der Waffe bzw. Maschinenkanone von einem beispielsweise durch Seegang bewegten Geschütz-Träger werden alle Störungen des Messsystems unterdrückt, die über der zuletzt gemessenen Anregung (Seegang) liegen.

Dadurch wird insgesamt der Zugewinn an Stabilisierungsperformance durch den Einsatz einfacher Messsysteme an die jeweiligen Randbedingungen in optimaler Weise adaptiert, ein hinsichtlich dieser Einflüsse bestmögliches Treffbild (kleinstmöglicher sigma-Wert der Standardabweichung) bei Feuerstößen erzielt.

Vorgeschlagen wird eine Beschleunigungsbegrenzung von geschützträgerinduzierten Bewegungen auf eine Waffe, die auf einem sich bewegenden Träger (z.B. Schiff, Fahrzeug, Hubschrauber etc.) installiert ist. Um zu verhindern, dass derartige Bewegungen in eine Ge- schützregeiung der Waffe eingehen, ist vorgesehen, dass die Bewegung des Trägers während der Zeit, in der kein Einsatz der Waffe erfolgt, gemessen wird. Diese kontinuierlich gemessenen Daten werden gespeichert und daraus einer Historie der maximal auftretenden Beschleunigungen des Trägers ermittelt. Während einer Feuersequenz der Waffe werden dann diese Messdaten für die Geschützregelung berücksichtigt.

Es entfallen zusätzliche Messsysteme zur Verbesserung der Stabilisierung bei trägerinduzierten Bewegungen, die dazu dienen, derartige Bewegungen herausfiltern etc. oder Maßnahmen zur Reduktion der Einflüsse von den RückStoßkräften der Waffe auf das Messsystem während einer Feuersequenz. Der Anteil der durch diese Kräfte verfälschten Messdaten wird schlicht und einfach während dieser Phase„ignoriert".

Anhand eines in Blockbild vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Dargestellt ist eine Waffe bzw. Waffenstation oder ein Geschütz 1 mit wenigstens einem Waffenrohr 2, die / das auf einem Träger 3 befestigt ist. Auf dem Träger oder der Plattform 3 ist zudem wenigstens ein Messsystem 4 integriert. Der Träger 3 ist seinerseits auf einem Deck 5 eines Schiffes (oder einem Fahrzeug oder dergleichen) fest angebracht. Bedingt durch die Bewegung des Schiffes, hervorgerufen durch Seegang, umfasst das System eine nicht näher dargestellte, jedoch bekannte Geschützregelung, um die Waffe auf ein Ziel während des Seeganges konstant bzw. zielgerichtet ausrichten zu können. Das Messsystem 4 kann ein Gyroskop sein. Dieses wird in der Praxis bereits zur Geschützregeiung selbst genutzt.

Die Funktion ist wie folgt:

Während der Zeit, in der kein Einsatz der Waffe 1 erfolgt, werden kontinuierlich Messdaten des Messsystems 4 ermittelt. Diese werden in einen Rechner 6 geschrieben und gespeichert. Aus den Messdaten werden die während der aufgezeichneten Historie maximal auftretenden Beschleunigungen (Beschleunigungswerte) ermittelt.

Wird nun eine Feuersequenz gestartet, werden diese Messdaten als kontinuierlich adaptierter Maximalwert aus dem Rechner 6 herangezogen, die dann für die Begrenzung der Messdaten des Messsystems 4 verwendet werden. Damit werden, die während der Feuersequenz im Messsystem 4 auftretenden Rückstoßkräfte, die wesentlich größer sind als die trägerinduzierten Bewegungen, in der Geschützregelung nicht berücksichtigt. Diese durch die RückStoßkräfte verfälschten Daten werden erfindungsgemäß während der Feuersequenz mit dem Maximalwert der gespeicherten Messdaten begrenzt.

Wie bereits angedeutet, ist die Lösung nicht nur auf den Einsatz auf Schiffen begrenzt, sondern kann auch bei Fahrzeugen in Bewegung, insbesondere im Gelände, etc. Anwendung finden.