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Tir
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Etre
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Est A
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Molecule
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Tf
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DES
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Physical
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518248A1
Family ID 31412483
Probable Assignee Siemens Ag
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF DE CONDUITE DE TIR POUR UN SYSTEME DE DEFENSE
ANTI-AERIENNE
Abstract
_________________________________________________________________
DISPOSITIF DE CONDUITE DE TIR POUR UN SYSTEME DE DEFENSE
ANTI-AERIENNE.
A L'AIDE D'UN CALCULATEUR NUMERIQUE AUQUEL SONT ENVOYEES DES DONNEES
DE POSITION D'UN OBJET VOLANT EN PROVENANCE D'UN DETECTEUR, ON
DETERMINE UN VECTEUR R(T) ASSOCIE AUX POINTS D'IMPACT ENTRE L'OBUS ET
L'OBJET VOLANT, POUR LES DETERMINATIONS DE LA DERIVE DE VISEE,
OBTENUES PAR UN CALCULATEUR POUR LES ARMES A FEU EN UTILISANT UN
INSTANT D'IMPACT PREDETERMINE DE FACON THEORIQUE (T) QUI EST EGAL A LA
SOMME DU TEMPS DE VOL DE L'OBUS (T) ET D'UN TEMPS D'ATTENTE (DT).
APPLICATION NOTAMMENT AUX SYSTEMES DE TIR DE CHARS DE DEFENSE
ANTI-AERIENNE.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne un dispositif de tir pour un systeme de
defense anti-aerienne, utilisant un calculateur numerique auquel des
detecteurs envoient des donnees de position
d'un objet volant.
Dans un dispositif de tir pour des systemes de defense antiaerienne,
le calculateur de la derive de visee prend une importance particuliere
Le probleme du calcul de la derive de visee consiste a deriger l'arme
de maniere que la cible et l'obus se rencontrent au meme instant et au
meme endroit Comme cela est represente sur la figure 1, annexe a la
presente demande, permettant d'expliciter le calcul du vecteur du
point d'impact de rencontre, il faut tenir compte de la balistique de
l'obus pour determiner ce vecteur du point d'impact r T, en plus des
donneE de la cible, que delivre un detecteur Pour determiner par le
calcul la derive de visee, on peut poser les deux equations suivant 1r
T M + VCIBLE Tf () 2 Tf f ( m) ou r (T? ( 2) 2Tf fbalistique(r T) ou T
balistique (Tf) ( 2) Dans la relation 11 r M = Vecteur du point de
mesure VIBLE = Vitesse de la cible V Ci BLE= tesdeleil
Tf = Temps de vol de l'obus (inconnu).
La relation 2 est une fonetion non algebrique determinee de facon
empirique La resolution du systeme des equations ( 1) et ( 2) peut
donc etre realisee mathematiquement uniquement a l'aide
d'un calcul iteratif.
Dans le calculateur de derive de visee, on peut intro-
duire un calculateur analogique et un calculateur numerique pour la
solution du systeme d'equations ( 1) et ( 2) Dans le cas de
l'utilisation d'un calculateur analogique, on utilise en general un
circit comparateur comportant un systeme d'asservissement Un arbre de
calculateur simule le temps de vol de l'obus Un signal,
qui est obtenu a partir de la difference des vecteursde points
d'impac-
conformement a la relation 1 entraine l'arbre jusqu'a ce que le temps
de vol correct de l'obus et par consequent le point
d'impact correct soient determines.
Dans le cas de l'utilisation d'un calculateur numerique,
la solution est obtenue en general selon le procede iteratif.
Cependant, une difficulte reside dans le bref temps de calcul
necessaire, qui apparait par suite de la necessite du fonctionnement
en temps reel.
Par suite des demandes de plus en plus importantes en dispositifs de
tir, il n'est plus possible de satisfaire en general une capacite
suffisante d'adaptation, une precision suffisante et une fiabilite
suffisante de calculateurs
analogiques electromecaniques.
L'invention a pour but de permettre, pour un dispositif de tir du type
indique plus haut, une determination
simplifiee de la derive de visee, en evitant le procede d'iteration.
Ce probleme est resolu conformement a l'invention grace au fait que
pour determiner la derive de visee pour les armes defensives,
a partir des donnees detectees d'un objet volant, la determina-
tion d'un vecteur depointsd'itpact s'effectue Eputilisant un instant
d'impact predetermine de facon hypothetique et qui se compose de la
somme du temps de vol de l'obus et d'un temps d'attente.
En introduisant un temps d'attente tw on peut eviter une solution,
necessitant un certain temps, du systeme indique plus haut de
relations 1 et 2, pour le calcul deladerive de visee a
l'aide d'un calculateur numerique Pour la determination de la deri-
ve de visee on peut maintenant donner une seule relation dans laquelle
t O designe l'instant de la mesure de la cible et t 1
designe l'instant predetermine d'impact.
r T(tl) = r M(to), VCIBLE(to) (t 1 t 0) ( 3) Cette relation peut etre
resolue immediatement etant donne que toutes les grandeurs situees
dans le membre de droite sont connues A cet effet, lors de la
detection d'un objet volant par le detecteur effectant la mesure, on
ajoute a un temps de vol approche de l'obus et calcule a partir des
donnees de la cible, l'intervalle de temps a t d'une valeur telle que
la somme du temps de vol approchee de la cible et de A t est egale ou
superieure
au temps de vol de l'obus jusqu'au point d'impact Avec la connais-
sance duvecteur depointsd'impact 7 r T(tl), qui est determine dans le
calculateur de la derive de visee, on peut positionner les armes et
determiner de facon simple le temps de vol exact de l'obus jusqu'a ce
point d'impact et le temps d'attente Le declenchement du premier tir
doit s'effectuer au bout du temps d'attente t:
W
tw = (t 1 t 0) Tf.
Lors de toutes les operations ulterieures de calcul, le temps de vol
exact de l'obus, qui est calcule pendant l'operation precedene, est
utilise en tant que valeur approchee du temps de vol de la cible &t et
par consequent le temps d'attente tw
325 248
peuvent etre alors fortement reduits.
Le choix des instants d'impact t 1 doit s'effectuer selon les criteres
suivants:
1 L'intervalle de temps t 1 to existant entre l'ins-
tant d'impact et l'instant de mesure doit etre superieur au temps
de vol de l'obus Tf jusqu'au point d'impact.
2 La difference de temps entre deux instants d'impact successifs doit
etre faible, c'est a dire que la distance entre
deux points d'impact successifs, devient faible.
La difference par rapport aux procedes de visee usuels jusqu'alors,
reside dans le fait qu'aucune trajectoire continue d'impact n'est
produite comme dans le cas du calculateur analogiqu (ni aucune
trajectoirede points d-impact quasi continue dans le cas du
calculateur numerique selon le procede d'iteration), mais qu'il se
produit une exploration de la trajectoire de points d'nimpact Outre
l'avantage du calcul simplifie de la derive de visee, on obtient
egalement un algorithme approprie de reglage pour la commande de
l'arme Le resultat obtenu lors du procede d'iteration est la position
de consigne de lrme a l'instant present Dans le cas du procede
d'exploration de trajectoire, conformement a 1 'inventionla position
de consigna est fournie pour un instant qui se situe encore dans
l'avenirde sorte qu'un asservissement sans ecart de reglage est
possible en principe La marge de temps resulte de la difference entre
la predetermination du temps (t 1 to) et le temps de vol de l'obus TG
(ordre de grandeu: ms) A titre d'exemple on a decrit
ci-dessousetrepresentesd-ie quemeritaux dessins annexes une forme de
realisation de l'objet de
_
l'invention.
La figure 1, dont il a deja ete fait mention, sert
a expliciter le calcul du vecteur du point d'impact.
La figure 2 represente un diagramme vectoriel simplifie pour la
determination de la derive de visee avec introduction
d'un temps d'attente.
La figure 3 represente un schema bloc pour un caleulatei de commande
de tir, qui fonctionne selon le principe mettant en
oeuvre un temps d'attente.
La figure 4 montre un schema permettant d'expliciter la simulation de
la trajectoire des points d'impact a partir de
points d'exploration.
Le detecteur d'un dispositif de defense A (figure 2), par exemple un
char de defense antiaerienne, localise a l'instant t O un objet volant
M Le vecteur associe du point de mesure est designe par r M Pendant le
temps de vol d'un obus tire par le dispositif de defense A, l'objet
volant (cible) parcourt le chemin VCIBLE Tf et atteint l'emplacement T
de la cible a l'instant t O + Tf Par suite de l'introduction d'un
temps d'attente twse trouve predetermine un instant d'impact Tl qui
est designe
par le vecteur d'impact r T(Tl).
En reference a la figure 3, on va expliciter de facon detaillee le
mode de fonctionnement de principe du calculateur de tir pour la
determination de la derive de visee selon le principe du temps
d'attente A partir des donnees de cible r M, i M, livrees par le
detecteur, a l'instant to, on realise une determination de l'instant
d'impact t 1 Cet instant d'impact doit etre choisi de telle maniere
que la duree t 1 soit toujours
superieure au temps de vol de l'obus Tf jusqu'au point d'impact.
Les donnees de cible fournies par le detecteur parviennent a l'entree
du calculateur de tir, dans un etage l servant a la
transfoimuiondescocordonnees et ensuite aux calculateurs de la derive
de visee 2, pour le calcul de la vitesse et de acceleration,
etdansunetage 3 dans lequel un temps -de vol
approche de l'obus Tfo est calcule a-partir des donnees de la cible.
A un temps de vol approche suivant de l'obus Tfo est ajoute un
intervalle de temps t cite possedant une valeur telle que la relation
(Tfo +a ht) = Tf est satisfaite L'instant d'impact tl, obtenu a la
sortie de l'etage 4, parvient dans le calculateur de derive de visee
2, qui determine conformement a la relation( 3), le vecteur du point
d'impact r T (t 1).
Dans l'etage 5, se trouve calcule a partir de la,
l'angle du canon qui est retransmis, apres une nouvelle transforma-
tion de coordonnees, aux appareils de pointage de l'arme.
Simultanement le temps de vol de l'obus Tf et le temps d'attente t
sont determines dans les etages 6 et 8 a partir du vecteur du w
point d'impact.
Dans le cycle de calcul suivant, le temps de vol de l'obus Tf quiest
obtenu a la sortie du calculateur 6 du temps de vol de l'obus, est
utilise comme valeur approchee pour
une meilleure determination de l'instant d'impact dans l'etage 7.
Apres inversion du commutateur S, le calculateur de derive de visee 2
recoit l'instant d'impact T 1 de la sortie de l'etage 7 On peut
reduire l'intervalle de temps At a environ O,Ols. Sur la figure 4, on
a represente le mode de mise en oeuvre du procede a temps d'attente,
pour la determination de
points d'explorations d'une trajectoire TB de points d'impact.
Aux instants t Mesure ( 1)' t Mesure ( 2)' t Mesure (i)' qui corres-
pondent aux points a, b, c de la trajectoire de vol F de la cible,
il se produit a des intervalles de par exemple 20 ms, une intro-
duction des donnees de la cible dans le calculateur de derive de visee
L'instant du debut du caleul de la derive de visee est t Mesure ( 1) A
partir de la premiere mesure de la cible a l'instant t Mesure ( 1) on
determine le premier point d'impact T 1 a l'instant t Impact ( 1) Le
temps d'attente est choisi relativement important
pour ce premier instant d'impact (Environ 0,05 A 0,5 s).
Les lignes temporelles ZL passant par tous les instants d'impact sont
representees par des arcs de cercle concentriques autour du point a de
la trajectoire au debut du calcul de la derive de visee Le premier
instant d'impact t Impact ( 1) est conserve jusqu'a ce que le temps
d'attente tw tombe au-dessous d'une valeur minimale determinee (par
exemple 0,05 S sur la figure 4 Sur la premiere ligne ZL, qui
correspond aux instants d'impact t Impact ( 1) a t Impact(i)' se
trouvent situes les points d'impact T 1 l Ti Bien que l'instant
d'impact soit conserve, l'ecart des points d'impact par rapport a la
trajectoire de vol F varie pendant cet intervalle de temps de T 1 en
passant par T 2 jusqu'a T par suite des donnees de mesure de la cible,
qui varient
une telle permanence (par exemplea lacadence de 20 ms).
Ce n'est qu'apres que le temps d'attente tw est tombe au-dessous de la
duree minimale, que l'instant d'impact suivant t Tmpact (i+l) est
etabli a partir de t Impact (i) et d'une progression du temps (par
exemple 0,02 s) Il en resulte des points d'exploration de la
trajectoire TB de points d'impact, a des intervalles de temps de par
exemple 0,02 s, ce qui fournit,
pour une vitesse de la cible de 300 m/s des ecarts de 6 m.
Les ecarts des points d'impact T 1 a Ti par rapport a la trajectoire
de vol F caracterisent le processus transitoire lors du calcul de la
derive de visee A l'etat permanent, la trajectoire des points d'impact
est pratiquement identique a la trajectoire
de vol de la cible.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Dispositif de tir pour un systeme de defense anti-aerienne utilisant
un calculateur numerique, auquel des detec Heurs envoient des donnees
de position d'un objet volant, caracterise par le fait que pour la
determination de la derive de visee pour les armes de defense, la
determination d'un vecteur r T(tl) associe aux points d'impact
s'effectue, a partir des donnees d'un objet volant fournies par les
detecteurs, moyennant l'utilisation d'un instant d'impact (t 1)
predetermine defacon theorique et qui est la somme du temps de vol de
l'obus (Tf) et d'un temps a'attente (tw ' 2 Disuesitif de conduite de
tir suivant la revendicati 1, caracterise par le Fait que, lors de la
detection d'un objet volant par un deetect-eur, a un temps de vol
approche de l'obus (To), calcule a partir des donnees de la cible, se
trouve ajoute un intervalle de temps st) d'une valeur telle que la
somme du temps de vol je 1 'obu S (Tf) et de l'intervalle de temps (t)
est egale ou superieure au temps vol de el'obus (T) jusqu'aux points
d'impact, et que le temps de vol de l'obus (Tf), le temps dl'attente
(-t et 1 angle du canon sont determines apres determina tion du
vecteur (r T (ti Y) associe aux points d'impact dans le T J,
calculateur de la d(rive de visee, 3 Dispositif de conduite de tir
suivant l'une des
revendications O ou 2, ca- raetris par le fait que le temps de vol
de l'obus (Tf) est utilise dans le cycle de calcul suivant en tant
que valeur approcree pollur la determination du point d'impact.
4 Dispositif de tir suivant l'une queleonq,
des revendications I a 3 caracterise par le fait qu'une simulation
d'une trajectoire de points d'impact est realisee d partir de
points d'exploration.
Dispositif de tir suivant une quelconque
des revendications 1 a 4, earacterise par le fait qu'une predeter-
mination est realisde dans le systeme de commande de l'arme de maniere
a determiner d'avance la position de consigne et l'instant
auquel cette position doit etre atteinte.
6 Dispositif de tir suivant une quelconque
des revendications I a 5, caracterise par le fait que le declenche-
ment du premier tir par un systeme de commande d'execution est retarde
du temps d'attente (tw) de maniere que l'objet volant et
l'obus se rencontrent W l'instant prdtermin de faon thorique.
l'obus se rencontrent a 'L'instant predetermine de facon theorique.
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