DE3702429C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum meßtechnischen Erfassen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der ballistischen Meßtechnik sind verschiedene Methoden bekannt, um verschiedene interessierende Größen in bezug auf ein Projektil oder Teilen hiervon zu bestimmen. Opti­ sche Methoden sind wetter- und tageszeitabhängig sowie aufwendig. Bei induktiven Meßmethoden wird eine Magneti­ sierung des Projektils vorausgesetzt, was jedoch aus ver­ schiedensten Gründen nicht immer möglich ist, z. B. weil das Material nicht magnetisierbar ist (Hartkerngeschosse oder dergleichen). Insbesondere werden bei durch Sprengung erzeugten Projektilen keine oder nur sehr unbefriedigende Ergebnisse erhalten.

Bei einer entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 aus der US-PS 21 46 723 bekannten Vorrichtung wird mittels einer elektri­ schen Ladung eines Projektils durch Influenz auf der Ober­ fläche des Projektils ein elektrisches Feld erzeugt und zur Geschwindigkeitsmessung genutzt. Zur Datenerfassung des Projektils ist es jedoch notwendig, daß ein Sensor (Antenne) das elektrische Feld des Projektils erfaßt und abtastet.

Aus der DE-OS 16 73 382 ist eine weitere Vorrichtung be­ kannt, die zur Bestimmung der Geschoßgeschwindigkeit zwei Induktionsspulen benutzt. Die die Induktionsspulen aufneh­ mende Meßeinrichtung ist jedoch für die Datenerfassung un­ mittelbar mit der Mündung eines Geschützrohres verbunden, weshalb sie nur zur Bestimmung der Geschoßanfangsge­ schwindigkeit geeignet ist. Durch diese Vorrichtung wird kein Weg aufgezeigt, auf induktive Weise die gesam­ te Flugbahn eines Geschosses oder Teilen davon zu erfas­ sen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, die die gesamte Flugbahnbemessung eines Projektils oder Teilen davon durch induktive Erfassung auf einfache und wiederholbare Weise gestattet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird es vorteil­ haft ermöglicht, das Magnetfeld, das dem Projektil oder dessen Teilen durch Luftreibung und/oder bei einer Zündung oder Sprengung erzeugte Gaswolke erteilt wird, zur Signalübertragung und somit zur Flugzeitmessung und Flugbahnerfassung nutzbar zu machen. Dadurch unterscheidet sich die Vorrichtung wesentlich vom Stand der Technik nach der US-PS 21 46 923, weil bei der Erfindung die um­ ständliche Erzeugung eines elektrischen Feldes beispiels­ weise am Projektil durch Influenz entfallen kann.

Die Erfindung ermöglicht es, das umgebende Magnetfeld des Projektils oder Teilen davon während des Überfluges durch ein oder mehrfach entlang der Flugbahn gegebenen­ falls mit vorbestimmtem Abstand hintereinander angeordne­ ten und aus großen Rahmenelementen bestehenden Induk­ tionsspulen abzugreifen. Dadurch ermöglicht es die Vor­ richtung auch, ein eine Splitterwolke umgebendes Magnet­ feld zu erfassen und das zeitliche Auflösen der Splitter­ wolke zu bestimmen.

Die Induktionsspule(n) sind mit einer Auswerteeinrich­ tung verbunden, die einen einfachen Schaltkreis zur Zeitbestimmung und eine Einrichtung zum Bestimmen der Amplitudenextremwerte der Signale aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum meßtechnischen Erfassen eines Projektils.

Fig. 2 zeigt schematisch den Verlauf eines von dem Sensor der Vorrich­ tung von Fig. 1 erzeugten Signals.

Fig. 3 zeigt schematisch die Verwendung mehrerer Sensoren entlang der Flugbahn eines Projektils.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt einen Sensor 1 aus einer auf einen Rahmen 2, der beispielsweise ein einfacher Holzrahmen ist, gewic­ kelten Induktionsspule 3. Der Rahmen 2 kann eine umlaufende Nut 4 zur Aufnahme von wenigen Windungen des die Induktionsspule 3 bildenden isolierten Drahtes aufweisen. Ferner kann der Rahmen 2 einen Ständer 5 aufweisen, der sein Auf­ stellen erleichtert. Die von der Induktionsspule 3 umschlossene Fläche liegt zweckmäßigerweise im Bereich von etwa 1 bis 6 m². Außerdem ist es zweckmäßig, den Rahmen 2 möglichst senkrecht zur Flugrichtung 6 eines zu erfassenden Pro­ jektils 7 anzuordnen.

Die Induktionsspule 3 ist an eine Anpaßschaltung 8 angeschlossen, die einen Vorverstärker 9, einen Filter 10, eine Rauschsperre 11 und einen Lei­ tungstreiber 12 umfassen kann. Über eine Leitung 13 und einen Leitungsempfän­ ger 14 kann das von der Induktionsspule erzeugte Signal auf eine Auswerteein­ richtung 15 gegeben werden, vorzugsweise ein Transiscope, d. h. digitaler Si­ gnalspeicher und Bildschirmanzeige, so daß eine visuelle Auswertung vorgenommen werden kann. Außerdem kann ein Rechner 16 und/oder ein Zeitmeßglied 17 ange­ schlossen sein, um eine automatische Auswertung durchzuführen.

Ein an der Induktionsspule 3 meßbarer Impuls hat eine maximale Spannung in der Größenordnung von einigen 100 µV, wenn ein Projektil 7 nahe an der In­ duktionsspule 3 vorbei oder durch diese hindurch fließt. Fig. 2 zeigt einen Spannungsimpuls, wie er von der Induktionsspule 3 in Abhängigkeit von der Zeit t bzw. dem Flugweg s erzeugt wird. Die Zeit t ₀ bzw. der Weg s ₀ auf der Abs­ zisse stellen den Punkt dar, in dem das Projektil 7 die Induktionsspule 3 passiert. An dieser Stelle würde der Nulldurchgang des Signals erfolgen, wenn das Projektil 7 konstante elektrische Ladung hätte. Da die elektrische Ladung durch die Luftreibung aber kontinuierlich zunimmt, wird hierdurch der Null­ durchgang des Signals etwa nach rechts - bezogen auf den zurückgelegten Weg in Flugrichtung - zu t ₁ bzw. s ₁ verschoben. Falls diese Verschiebung in der Meß­ ungenauigkeit untergeht, braucht sie nicht berücksichtigt zu werden. Falls not­ wendig, läßt sich jedoch auch eine entsprechende Korrektur vornehmen, da die Amplituden des positiven und des negativen Zweiges des Signals aus dem glei­ chen Grunde nicht die gleichen absoluten Maximalwerte U _max , U _min besitzen, so daß sich aus der Differenz hierzwischen ein Korrekturwert zur Ermittlung des Zeitpunkts t ₀ für den Vorbeiflug des Projektils 7 etwa durch den Rechner 16 errechnen läßt.

Wenn zwei oder mehr Sensoren 1 in vorbestimmten Abständen entlang der Flugbahn des Projektils 7 vorhanden sind, vgl. Fig. 3, kann der Amplitudenun­ terschied ebenfalls zur Bestimmung der Ladungsänderung während des Flugs des Projektils 7 und damit zur Korrektur der Zeitdifferenz zwischen zwei Null­ durchgängen der Signale von zwei Sensoren 1 verwendet werden. Bei größerem Flugweg des Projektils 7 nähert sich dessen elektrische Ladung einem Maximal­ wert, so daß eine Korrektur des Nulldurchgangs nur bei geringeren Entfernungen von der Abschuß- oder Sprengungsstelle etwa bis 60 bis 80 m sinnvoll ist.

Mit einer Anordnung gemäß Fig. 3 kann die Geschwindigkeit eines Projek­ tils 7 in verschiedenen Abschnitten seiner Flugbahn 18 bestimmt werden.

Die Messung ist witterungs- und tageszeitunabhängig und erfordert keine Magnetisierung des Projektils 7. Selbst wenn das Projektil 7 die Induktions­ spule 3 trifft, ist ein auswertbares Signal vorhanden, da der Nullpunkt des Signals erreicht wurde. Die Messungen können auch in einem Abstand von wenigen Metern von einem Sprengpunkt oder einer Abschußstelle vorgenommen werden. Die Kosten für die Induktionsspule 3 sind sehr gering, so daß diese nicht gegen Beschädigung geschützt werden muß. Auch taumelnde bzw. sich überschlagende Projektile erzeugen immer Impulse gleicher Polarität im Gegensatz zu magneti­ sierten Projektilen, die zwei Magnetpole aufweisen. Auch lassen sich Geschosse mit elektronischen Zündern bzw. mit interner Elektronik, bei denen bei Magne­ tisierung die Gefahr bestünde, die Elektronik zu beschädigen oder den Zünder auszulösen, meßtechnisch über die elektrische Aufladung erfassen.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum meßtechnischen Erfassen eines Projektils oder Teilen hiervon mit einem Sensor zur Erfassung eines während des Vorbeifluges das Projektil oder Teilen davon umgebenden elektrischen Feldes, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Flugbahnerfassung im Bereich der Flugbahn wenigstens eine als Sensor (1) ausgebildete und ein vom Projektil oder Teilen davon erzeugtes Magnetfeld erfassende Induktionsspule (3) angeordnet ist, die aus wenigen Windungen besteht, einen großen Spulendurchmesser aufweist und auf einem Rahmen (4) angeordnet sowie mit einer Auswerteeinrichtung (15, 16) gekoppelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei als Rahmen (4) ausgebildete Induktionsspulen mit vorbestimmtem Abstand hintereinander im Bereich der Flugbahn (18) angeordnet sind und die Auswerteeinrich­ tung (15, 16) einen Schaltkreis (17) zum Bestimmen der Länge des Zeitabschnittes zwischen den beiden Nulldurchgängen der Signale der Induktionsspulen (3) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte­ einrichtung (15, 16) eine Einrichtung zum Bestimmen der Amplitudenextremwerte der Signale der Induktions­ spulen (3) aufweist.