(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (1) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (1) T3 Int.Cl. F41G 3/1 (006.01) G01P 3/66 (006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 01/3 EP B1 (4) Tytuł wynalazku: Urządzenie i sposób do określania prędkości wylotowej pocisku () Pierwszeństwo: CH 9603 (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 004/49 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 013/01 (73) Uprawniony z patentu: Rheinmetall Air Defence AG, Zürich, CH (7) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 ALDO ALBERTI, Winterthur, CH KLAUS MÜNZEL, Klingnau, CH (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Andrzej Rosa POLSERVICE KANCELARIA RZECZNIKÓW PATENTOWYCH SP. Z O.O. ul. Bluszczańska Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 - - Opis 1 0 [0001] Wynalazek dotyczy urządzenia do określania prędkości wylotowej pocisku według zastrzeżenia 1 oraz sposobu określania prędkości wylotowej pocisku według zastrzeżenia 13. [000] Zastrzega się pierwszeństwo ze szwajcarskiego wniosku patentowego nr /03 z 8 maja 003. [0003] Prędkość wylotowa pocisku jest w strzelectwie zazwyczaj oznaczane przez V0 i jest również nazywana prędkością V0. Chodzi przy tym o tę prędkość, z którą porusza się pocisk wystrzelony z broni lufowej przy wyjściu z lufy broni względem lufy broni na swojej trajektorii. [0004] W ramach niniejszego opisu pod pojęciem broni lufowej należy rozumieć zarówno działa, jak i rury będące wyrzutniami rakietowymi. Pod pojęciem pocisku należy rozumieć wszystkie obiekty latające, które mogą zostać wystrzelone z lufy broni, a więc pociski balistyczne oraz pociski z przynajmniej częściowym napędem własnym. Jako pociski balistyczne rozumie się normalne typowe pociski, które przy uderzeniu detonują, jak i pociski czasowe względnie programowalne, które na przykład, detonują w locie. Pociski mogą być stabilizowane obrotowo i/lub brzechwowo, mogą być przykładowo ukształtowane jako pociski sabotowe, jako pociski pierwotne, które niosą ze sobą wiele pocisków wtórnych, lub jako pociski ćwiczeniowe z rdzeniem i płaszczem. [000] Od prędkości V0 zależą między innymi czas lotu, odległość strzału i położenie punktu trafienia. Dokładna znajomość prędkości wylotowej V0 jest jednak szczególnie ważna w związku z pociskami programowalnymi, ponieważ chwila przekazania kodu programowego do pocisku w celu osiągnięcia pożądanego działania broni zależy od prędkości

3 wylotowej V0. Prędkość wylotowa V0 zależy również od wagi i temperatury ładunku miotającego. [0006] Teoretyczna prędkość wylotowa V0(theor) daje się określić na podstawie obliczeń, gdy są znane wszystkie istotne dane, które dotyczą broni względnie lufy broni oraz pocisku, który ma być wystrzelony. W rzeczywistości prędkość wylotowa V0 prawie zawsze odbiega od obliczonej teoretycznie prędkości wylotowej V0(theor), między innymi dlatego, że zarówno broń względnie lufa broni, jak i pocisk nie zgadzają się dokładnie z danymi będącymi podstawą obliczeń. W szczególności prędkość V0 zmniejsza się wskutek zużycia lufy broni. Stąd nieodzowne jest, aby przy strzelaniu zmierzyć każdorazowo rzeczywistą prędkość wylotową, aby ze względu na zwalczany cel ewentualnie skorygować azymut i uniesienie lufy pocisku i/lub odpowiednio przeprowadzić programowanie pocisku lub przynajmniej następnych pocisków. [0007] Dla pomiaru rzeczywistej prędkości V0 są znane różne urządzenia i sposoby. Często pomiar prędkości V0 oparty jest na zasadzie barier. Taki pomiar V0 jest znany z dokumentu EP A1. Są tu wykorzystywane dwie cewki, które są umieszczone w znanym wzajemnym odstępie, a mianowicie patrząc w kierunku lotu pocisku za poprzecznym przekrojem wylotowym lufy broni. Te cewki względnie ich wzajemny odstęp tworzą bazowy odcinek pomiarowy. Cewki są ogólnie przynajmniej w przybliżeniu umieszczone koncentrycznie względem osi wzdłużnej lufy broni, i ich średnica wewnętrzna jest nieco większa niż kaliber lufy broni. Cewki są przyłączone do źródeł prądu, tak że w obszarze każdej cewki powstaje pole magnetyczne i przy przejściu pocisku można przechwycić indukowane napięcie. Podczas gdy pocisk przelatuje przez obszar cewek, pole magnetyczne jest zakłócane, i możliwe do przechwycenia

4 napięcie zmienia się w zależności od położenia pocisku względem cewki. [0008] To znane urządzenie dwucewkowe do pomiaru V0 ma pewne wady, z których najważniejsze zostaną teraz pokrótce wymienione. Przez umieszczenie dwóch cewek, urządzenie ma stosunkowo duży ciężar i dużą objętość. Również nakład związany z dodatkowymi urządzeniami jest stosunkowo duży z powodu umieszczenia dwóch cewek, ponieważ dla każdej cewki jest potrzebny kanał analizujący. Ponadto urządzenie dla precyzyjnego pomiaru V0 musi mieć określoną długość, ponieważ odstęp cewek jest określony między innymi przez długość pocisku, który ma być wystrzelony. Gdy więc z lufy broni mają zostać wystrzelone również długie pociski, przykładowo pociski podkalibrowe, to cewki są bardziej od siebie oddalone, przy czym w szczególności druga cewka jest bardzo oddalona od wylotu lufy broni. Cewki mogą zostać tak czy owak uszkodzone, i niebezpieczeństwo uszkodzenia cewki wzrasta, im dalej są one oddalone od lufy broni. Gdy istnieje zamiar, aby strzelać amunicją podkalibrową, to trzeba dokonać kosztowych działań konstrukcyjnych, aby zapobiec uszkodzeniu cewek przez elementy sabotu, które bezpośrednio po wystrzeleniu oddzielają się od właściwego pocisku. Gdy mają być wystrzeliwane tylko krótkie pociski, to nie byłby potrzebny długi bazowy odcinek pomiarowy, i cewki mogłyby być umieszczone we względnie małym odstępie od siebie. Istnieje jednak przy tym niebezpieczeństwo, że obydwie cewki wpływają na siebie przez oddziaływania elektromagnetyczne występujące w ich obszarze i przez to uniemożliwiają precyzyjny pomiar V0, lub czynią go kosztownym pod względem sprzętowym. [0009] Ze zgłoszenia patentowego GB znane jest urządzenie do wykonywania pomiaru V0, w którym stosowana jest tylko pojedyncza cewka zamiast dwóch cewek. Ta cewka

5 jest umiejscowiona bezpośrednio przed poprzecznym przekrojem wylotu. W związku z tym położona jest wokół względnie przy lufie broni i jest pod napięcie, tak że w obszarze cewki powstaje pole magnetyczne. Tak jak w opisanym powyżej urządzeniu dwucewkowym, przy przejściu pocisku przez cewkę jest przechwytywane zmienne w czasie indukowane napięcie. Wraz z tym urządzeniem jednocewkowym unika się co prawda niektórych wad urządzenia dwucewkowego, w szczególnie jego względnie duże wymiary i ciężar, niebezpieczeństwo uszkodzenia jest praktycznie wyeliminowane, wzajemne zakłócanie kilku cewek jest wykluczone i jest potrzebny tylko jeden kanał analizujący. Urządzenie to ma tę wadę, że tutaj pole magnetyczne, przez które porusza się pocisk, jest zakłócane przez lufę broni. Poza tym w nowoczesnych broniach powstają przy lufie broi bardzo wysokie temperatury aż do 600 C. Cewki ze zwojami z miedzi, jakie są stosowane w sposób preferowany, nie mogą być w ogóle zastosowane przy umiejscowieniu przy lufie broni, ponieważ mogą być one stosowane tylko przy temperaturach od około 0 C. Kolejną wadą tego układu jest to, że pole magnetyczne cewki jest zakłócane i tłumione przez lufę broni. Taki układ ma więc zmniejszoną wrażliwość. Indukowane napięcie ma mniejszą amplitudę i analiza tak małego sygnału jest niedokładna. [00] Ponadto z dokumentu JP znane jest urządzenie do wykonania pomiaru V0, które ma tylko jedną cewkę. Cewka ta jest, jak zazwyczaj, umieszczona współosiowo do lufy broni, ale znajduje się w samej lufie broni, a mianowicie patrząc w kierunku osi wzdłużnej lufy broni blisko poprzecznego przekroju wylotowego pocisków. Średnica wewnętrzna cewki jest większa niż średnica wewnętrzna lufy broni, tak że normalnie ciągła cylindryczna powierzchnia wewnętrzna lufy broni jest przerwana przez

6 szczelinę powietrza w miejscu cewki. Pociski do wystrzelenia mają na swoim obwodzie pierścień ferromagnetyczny. Długość osiowa szczeliny powietrza względnie pierścienia ferromagnetycznego tworzy bazowy odcinek pomiarowy. Mierzony jest przebieg zmiany pola magnetycznego cewki. Przy przejściu pierścienia ferromagnetycznego przez obszar cewki względnie szczeliny powietrza uzyskuje się zwarcie w obwodzie magnetycznym, natężenie pola wzrasta, i dlatego można stwierdzić impulsową zmianę prądu. Ponieważ bazowy odcinek pomiarowy względnie ferromagnetyczny pierścień ma w kierunku osiowym tylko mały wymiar, impulsowa zmiana trwa krótko. To urządzenie do przeprowadzenia pomiaru V0 jest związane z lufą, realizowany przy jego pomocy sposób pomiaru może być realizowany tylko wtedy, gdy są stosowane specjalne pociski, mianowicie takie z pierścieniami ferromagnetycznymi. [0011] Dokument US 4,8,397 A dotyczy urządzenia i opisuje sposób pomiaru prędkości pocisku w lufie broni. Urządzenie obejmuje izolowaną cewkę, która jest umieszczona na przedzie końca lufy broni przy wylocie. Cewka jest połączona elektrycznie z oscylatorem, który podaje sygnał do cewki. Oddziałuje on na przechodzący przez cewkę pocisk. Środki do pomiaru czasu współdziałają z oscylatorem, aby stworzyć sygnał czasowy. Wykorzystywane jest to, że sygnatura pocisków powoduje zmianę sygnałów. Sygnatura pocisku powoduje pierwszy i drugi wzrost oraz jeden spadek sygnału do zera. Obydwa wzrosty są analizowane w czasie. Z różnicy czasu jest wtedy określana prędkość. [001] Z dokumentu CH A znane jest urządzenie do pomiaru prędkości pocisków. Znajduje się ono na końcu lufy jako cylindryczna głowica pomiarowa z dwoma wbudowanymi czujnikami pola magnetycznego, które znajdują się w

7 obszarze oddziaływania podstawowego pola magnetycznego, które jest przykładowo wytwarzane przez dwa magnesy trwałe. Następujące po sobie sygnały wyjściowe czujników są wykorzystywane do pomiaru odstępu czasowego, podczas którego pocisk pokonuje określony odcinek. Przy zastosowaniu tylko jednego czujnika pola magnetycznego jest wykorzystywane ujemne napięcie szczytowe do wywołania licznika, podczas gdy dodatnie napięcie szczytowe ponownie zatrzymuje licznik. Odstęp czasowy między minimum i maksimum służy przy tym jako funkcja zmiany pola magnetycznego przy przejściu pocisku. [0013] Celem wynalazku jest teraz zapewnienie urządzenia i sposobu do realizacji pomiaru V0, przez który unika się wad znanych urządzeń jedno- i dwucewkowych oraz z tylko jednym czujnikiem są otrzymywane wyniki pomiarów niezależne od pocisku. [0014] Osiągnięcie tego celu następuje według wynalazku dla urządzenia przez cechy zastrzeżenia patentowego 1 i dla sposobu przez cechy zastrzeżenia patentowego 13. Korzystne rozwinięcia oraz korzystne szczegóły są zdefiniowane każdorazowo w zastrzeżeniach zależnych. [001] W sposób oczywisty najważniejsza cecha, którą różni się nowe urządzenie od opisanych wyżej znanych urządzeń dwucewkowych, polega na tym, że jest potrzebna tylko jedna cewka. W nowym urządzeniu, przez które nie jest tworzona bariera, są dostępne tylko sygnały jednej cewki, tak że do analizy danych udostępnionych przez cewkę jest również stosowany nowy sposób. [0016] Cewka nie przylega na zewnętrznej stronie lufy broni, lecz jest ona umieszczona, patrząc w kierunku ruchu pocisku, za poprzecznym przekrojem wylotu lufy broni. Tam temperatury są tak niskie, że mogą być stosowane cewki ze zwojami miedzianymi. Korzystnym przy umiejscowieniu cewki

8 za poprzecznym przekrojem wylotu jest również to, że lufa nie wpływa na pole magnetyczne. Tym samym częstotliwość odpowiedniego sygnału jest mniejsza i otrzymuje się przy analizie lepsze wyniki. [0017] Nowe urządzenie z tylko jedną cewką jest znacznie krótsze niż znane urządzenie dwucewkowe, i jest również odpowiednio lżejsze. Nakład związany z dodatkowymi urządzeniami jest zmniejszony w porównaniu do stanu techniki, ponieważ do analizy jest potrzebny tylko jeden kanał analizujący. Niebezpieczeństwo uszkodzenia cewek jest mocno zmniejszone, ponieważ nie musi być umieszczona żadna cewka w stosunkowo dużym odstępie od wylotu lufy pocisku. [0018] Nowy sposób jest taki, że nie jest potrzebny przy urządzeniu bazowy odcinek pomiarowy. Urządzenie nadaje się więc również dla względnie długich pocisków, przykładowo dla pocisków podkalibrowych. [0019] Dokładność nowego sposobu jest przy odpowiednio wysokiej dokładności wytworzenia wszystkich części wystarczająca dla każdego praktycznego zastosowania. Pewne niedokładności mogą być spowodowane tym, że wytwarzane pole magnetyczne nie jest całkiem stałe, i że pociski, które ze swojej strony tworzą parametry dla pomiaru V0, mogą się zawsze niewiele różnić od siebie. Dodatkowo działa hamulec wylotowy, gdy pocisk opuszcza lufę broni, przez co powstają nieznane minimalne ruchy, które mogą spowodować interferencję udostępnionego sygnału pomiarowego. [000] Szczegóły i zalety wynalazku zostaną teraz szczegółowo opisane na podstawie przykładów wykonania oraz z odniesieniem się do rysunku. Fig. 1 przedstawia lufę broni z urządzeniem według wynalazku, w sposób uproszczony i schematyczny; Fig. przedstawia w lewej połowie Figury trzy figury

9 częściowe, z których każda zawiera pocisk przy wyjściu z lufy broni w trzech różnych położeniach względnie w trzech następujących chwilach, a w prawej połowie Figury przebieg napięcia jako funkcji czasu przy przejściu pocisku przez cewkę urządzenia według wynalazku; Fig. 3 przedstawia pierwszy przykład wykonania urządzenia według wynalazku, przy czym analiza udostępnionych przez cewkę wielkości następuje analogowo, przedstawiony jako schemat połączeń; oraz Fig. 4 przedstawia drugi przykład wykonania urządzenia według wynalazku, przy czym analiza udostępnionych przez cewkę wielkości następuje cyfrowo, przedstawiony tak samo jak Fig. 3. [001] W odniesieniu do Fig. 1 zostanie opisana postać wykonania wynalazku oraz funkcjonowanie sposobu według wynalazku. Na Fig. 1 jest przedstawione urządzenie do określenia prędkości V0 pocisku 1 przy wylocie z lufy 11 broni. Urządzenie zawiera cewkę 1, które ma uzwojenie, i które jest umieszczone w obszarze wylotu wokół osi wzdłużnej 11.1 lufy 11 broni. Uzwojenie 1 cewki może składać się, w zależności od postaci wykonania, z jednego lub wielu zwojów. Przewidziane jest urządzenie zasilające 1, aby podawać stały prąd I do uzwojenia cewki 1. Prąd I, który płynie przez uzwojenie cewki 1, wytwarza pole magnetyczne H w otoczeniu cewki 1. To pole magnetyczne H jest przy przejściu pocisku 1 przez cewkę 1 zakłócane i przez to zmieniane. Przy odpowiedniej analizie, jaką poniżej wyprowadzono można stwierdzić w sposób niezawodny i dokładny prędkości V0 z zakłócenia względnie zmiany pola magnetycznego H.

10 -- [00] Pocisk 1 indukuje przy przejściu przez cewkę 1 napięcie U(t) w uzwojeniu cewki 1. To indukowane napięcie U(t) może zostać określone w następujący sposób: U dφ dφ dx dφ = (1) dt dx dt dx () t N = N = N V 0 [003] Gdzie: 1 N: liczba zwojów uzwojenia cewki 1 [-]; x: pokonana odległość pocisku w kierunku strzału [m]; V0: prędkość wylotowa, zwana również prędkością V0, [m/s]; Φ: strumień magnetyczny [wolt s]. [004] Zmiana strumienia w czasie dφ/dx jest proporcjonalna do zmiany natężenia pola magnetycznego dh(x)/dx, która może być w przybliżeniu określona za pomocą prawa Biota-Savarta w następujący sposób: dφ dx = DG π μ0 μr 4 dh ( x) dx () [00] Gdzie: 0 DG: średnica pocisku 1 [m]; µ0: stała indukcji [H/m=Vs/Am)]; µr: przenikalność; H: natężenie pola magnetycznego [A/m]; [006] Dla H(x) otrzymuje się według prawa Biota-Savarta: I D N H ( x) = (3) 3 / D 8 x +

11 -11- [007] Gdzie: D: średnica cewki 1 [m] I: prąd płynący przez cewkę 1 [A] [008] Gdy zróżniczkuje się równanie (3) względem x, to zmiana natężenia pola magnetycznego będzie wyrażona funkcją x: dh dx ( x) = I D N 8 x 3 x D + / (4) [009] Z równań (1), () i (4) wynika związek dla indukowanego napięcia U(t) podczas przejścia pocisku 1 przez cewkę 1 o następującym wyrażeniu: U () t = VK DG π I D N μ0 μr 4 8 x 3 x D + / () 1 [00] Gdzie: K: oznacza zmniejszenie napięcia wskutek występujących prądów wirowych w obudowie pocisku 1. 0 [0031] Znaczenie wyprowadzonych wyżej równań zostanie teraz wyjaśnione w odniesieniu do Fig.. Dla wyjaśnienia przebiegu U(t) napięcia jest miarodajne w szczególności równanie (4): [003] Dla x = 0 obowiązuje: Pocisk 1 znajduje się, patrząc w kierunku ruchu, w środku cewki 1 względnie środkowy przekrój poprzeczny pocisku 1 mieści się, patrząc w kierunku ruchu, w środkowym przekroju poprzecznym cewki 1 i indukowane w cewce 1 napięcie U(t) wynosi zero. Ma to miejsce w chwili t = ta. [0033] Dla x < 0 obowiązuje:

12 Pocisk 1 znajduje się, patrząc w kierunku ruchu, na lewo od środka cewki 1 i wlatuje w cewkę 1 z prędkością V0. Indukowane napięcie U(t) wzrasta w sposób ciągły wraz ze wzrostem x i osiąga wartość maksymalną. Następnie napięcie U(t) znowu spada i osiąga przejście przez zero przy x = 0, gdy pocisk 1 znajduje się centralnie w cewce 1. [0034] Dla x > 0 obowiązuje: Pocisk znajduje się na prawo od środka cewki 1 i indukowane napięcie U(t) maleje w sposób ciągły wraz ze wzrostem x i osiąga wartość minimalną. Gdy pocisk 1 przemieszcza się znowu na zewnątrz cewki 1, to indukowane napięcie U(t) znowu wzrasta i dla dużych wartości x dąży do 0 woltów. [003] Z równania () może być w przybliżeniu obliczony przebieg indukowanego napięcia U(t). Nie zostały uwzględnione w powyższym rozważaniu prądy wirowe, które powstają w płaszczu pocisku 1 podczas przejścia pocisku 1 przez cewkę 1, i które wytwarzają pole przeciwne. To pole przeciwne osłabia pierwotne pole i zmniejsza amplitudę indukowanego napięcia U(t) w cewce 1. To zmniejszenie napięcia jest w równaniu () uwzględniane przez wielkość K. Wielkość K względnie tutaj współczynnik K jest określany jako wielkość korelacyjna i może według wynalazku zostać określony eksperymentalnie i/lub obliczeniowo. Każdy typ pocisku ma inną, charakterystyczną dla niego wielkość korelacyjną K, lub, innymi słowy, wielkość korelacyjna K charakteryzuje typ pocisku. Gdy wiadomo wcześniej, jaki typ pocisku jest wystrzeliwany, można na podstawie indukowanego napięcia U(t) wypowiedzieć się na temat prędkości V0 pocisku 1. Wyprowadzenie prędkości V0 są wyjaśnione poniżej. [0036] Do obliczenia prędkości V0 jest mierzona długość przedziału (TZ) czasu opóźnienia, wychodząc z

13 -13- przedstawionego na Fig. punktu startowego P1, w którym amplituda indukowanego napięcia wynosi U(t) = + U1. Gdy tylko amplituda indukowanego napięcia U(t) osiągnie wartość -U1, pomiar czasu jest zatrzymywany. [0037] Obowiązują więc następujące dwa równania (6) i (7) dla określenia x1 oraz x. DG π I D N V 0 K μ0 μr 4 8 x1 3 x1 D + / U1 = 0 (6) DG π I D N V 0 K μ0 μr 4 8 x 3 x D + / + U1 = 0 (7) [0038] Poza tym obowiązuje: 1 0 x x1 V 0 = TZ (8) [0039] Z układu równań trzech równań (6), (7) i (8) wynikają poszukiwane wartości V0, x1 i x. [0040] To teoretyczne wyprowadzenie zostanie teraz zastosowane do przykładu wykonania z Figur 1 i. [0041] Przy przejściu pocisku 1 przez pole magnetyczne H cewki 1 jest indukowany impuls U(t) napięcia, jak pokazano na Fig.. Czas trwania impulsu U(t) napięcia jest skorelowany z prędkością V0 i długością L pocisku 1. Przewidziane jest urządzenie analizujące 16, które przechwytuje impuls U(t) napięcia na cewce. Aby teraz móc orzec o prędkości V0, są z góry określane dwa punkty P1, P impulsu U(t) napięcia i jest określany odstęp czasowy względnie przedział (TZ) czasu z punktu P1 do punktu P. Z odstępu czasowego TZ jest obliczana prędkość V0 pocisku 1.

14 -14- Przy tych obliczeniach jest uwzględniana wielkość korelacyjna K, która jest specyficzna dla typu wystrzelonego pocisku. [004] Przedział (TZ) czasu jest zależny między innymi od następujących wielkości: - długość L pocisku 1; - średnica DG pocisku 1; - materiał i właściwość (np. przenikalność µr) pocisku 1; - prąd I cewki; - budowa cewki 1 - umiejscowienie cewki 1 względem lufy 11 broni, 1 0 [0043] Pierwszy przykład wykonania odpowiedniego urządzenia analizującego 16 jest przedstawiony na Fig. 3. Ilustracja przedstawia schematyczny diagram blokowy. Szczegóły diagramu blokowego, jak na przykład, wybór i wymiarowanie konkretnych elementów konstrukcyjnych, zależą od wybranej postaci wykonania wynalazku. W przedstawionym przykładzie wykonania urządzenie zasilające 1 zaprojektowany jako źródło prądu stałego cewkę 1, która jest tutaj dodatkowo oznaczona przez L, o stałym prądzie I cewki. W tym celu jest przyłożone napięcie zasilające V1 do urządzenia zasilającego względnie do źródła 1 prądu stałego. Na jednej stronie uzwojenia 1.1 cewki jest przechwytywane indukowane napięcie U(t) za pomocą odpowiedniego odprzężenia 13. Odsprzężenie 13 może być, na przykład, utworzone przez opornik R i/lub cewkę L1 z siecią różnych elementów cząstkowych. Napięcie U(t) jest doprowadzane do urządzenia 16.1 w celu przetworzenia sygnału, które zawiera na przykład, przetwornik impedancyjny i/lub wzmacniacz. Mogą być tutaj również przewidziane dalsze elementy konstrukcyjne, na przykład, aby filtrować sygnał U(t).

15 Sygnał wyjściowy u(t) przetworzenia sygnału jest w przedstawionej postaci wykonania doprowadzany do dwóch komparatorów 16. i Pierwszy komparator 16. porównuje napięcie u(t) z pierwszym napięciem odniesienia U1 a drugi komparator 16.3 porównuje napięcie u(t) z drugim napięciem odniesienia -U1. W tym przykładzie napięcia odniesienia są rozmieszczone symetrycznie względem osi U = 0. Napięcia odniesienia mogą mieć jednak również różne wartości (np. +U1 i -U). [0044] Dwa impulsy TTL, lub inne wielkości, które są skorelowane z odstępem czasowym względnie przedziałem (TZ), mogą być doprowadzane, na przykład, przez połączenie 17 do analizy względnie układu logicznego 18 (na przykład, FPGA; field programmable array). Podczas analizy, która może następować analogowo lub cyfrowo, określana jest wtedy prędkość V0 na podstawie odstępu czasowego TZ i wielkości korelacyjnej K. [004] Na Fig. po prawej stronie przedstawiony jest uproszony przebieg napięcia U(t) w czasie t. Przebieg napięcia ma pierwszą część K1 krzywej w dodatnim zakresie napięcia, przejście przez zero przy t = ta i drugą część K krzywej w ujemnym zakresie napięcia. Napięcie rośnie od 0 woltów, im bardziej pocisk 1 wchodzi w pole magnetyczne cewki 1. Napięcie U(t) osiąga wtedy maksimum i następnie spada znowu do przejścia przez zero. Chwila przejścia przez zero jest oznaczona przez t = ta. Od chwili t = ta napięcie nadal spada i osiąga minimum. Przy wychodzeniu pocisku 1 z pola magnetycznego cewki 1 indukowane napięcie U(t) maleje znowu do 0 woltów. Chwila, w której indukowane napięcie U(t) osiąga znowu wartość 0, jest oznaczona przez tb. [0046] Przedstawiona na Fig. krzywa U(t) jest charakterystyczna dla określonego typu pocisku, przy czym należy wspomnieć, że chodzi o mocno schematyczną krzywą.

16 Zostały ustalone obydwa punkty P1 i P, a mianowicie w przedstawionym przykładzie punkt P1 przy wrastającym odcinku pierwszej części K1 krzywej i punkt P przy wrastającym odcinku drugiej części K krzywej. Obydwa punkty P1 i P są w tym przykładzie rozmieszczone symetrycznie względem indukowanego napięcia, to znaczy U(P1) = - U(P). [0047] Korzystnie punkty P1 i P są ustalane tak, że mieszczą się w obszarze największego nachylenia krzywej U(t). Punkty te mogą zostać znalezione przez to, że jest tworzona druga pochodna krzywej U(t) i w ten sposób są wyszukane maksima nachylenia. W szczególności gdy wybierze się punkty P1 i P w stromym obszarze krzywej U(t), przedział (TZ) czasu może zostać określony dokładniej, niż gdyby punkty mieściły w obszarach krzywej U(t), w których krzywa ma tylko niewielkie nachylenie. [0048] Kolejny przykład wykonania odpowiedniego urządzenia analizującego jest przedstawiony na Fig. 4. Źródło prądu stałego 1 zasila cewkę 1 stałym prądem I cewki. W tym celu do źródła prądu stałego 1 jest przyłożone napięcie zasilające V. Indukowane napięcie U(t) jest przechwytywane. Napięcie U(t) jest doprowadzane do urządzenia do przetworzenia sygnału pomiarowego, które w przedstawionej postaci wykonania zawiera wzmacniacz 16.1 i/lub przetwornik impedancyjny. Mogą być tutaj przewidziane również dalsze elementy konstrukcyjne, aby na przykład, przefiltrować sygnał U(t). Wzmacniacz 16.1 udostępnia wzmocniony sygnał u(t), który przez przetwornik analogowocyfrowy 16.4 jest przekształcany na sygnał cyfrowy. Sygnał cyfrowy jest przez magistralę 17 doprowadzany do urządzenia przetwarzającego 16.7, na przykład, komputera. Urządzenie przetwarzające 16.7 otrzymuje z pamięci 16. lub rejestru względnie tabeli informację o typie wystrzelonego pocisku

17 Ta informacja jest udostępniana przez połączenie Może być ona przekazana do urządzenia przetwarzającego 16.7, na przykład, w postaci krzywej U(t) obowiązującej dla aktualnie wystrzeliwanego typu pocisku oraz położenia punktów P1 i P. Również wielkość korelacyjna K może być udostępniona przez połączenie Urządzenie przetwarzające 16.7 określa następnie z informacji przedziału (TZ) czasu i z użyciem wielkości korelacyjnej K również prędkość wylotową V0 pocisku 1. [0049] Urządzenie przetwarzające 16.7 może otrzymać informację przekazaną od komputera głównego lub od urządzenia pomiarowego o typie pocisku, który ma być wystrzelony. [000] Według wynalazku sam pocisk 1 służy więc jako bazowy odcinek pomiarowy. Oddzielne cewki, które są rozmieszczane w pewnej odległości od siebie, a tym samym tworzą bazowy odcinek pomiarowy, i przez które pocisk przelatuje po kolei tak, żeby dokonać pomiaru czasu start-stop na zasadzie barier, nie są już wymagane. [001] Zaletą wynalazku jest to, że nie występują już dwie cewki, które mogą wzajemnie na siebie oddziaływać. Ponieważ według wynalazku pracuje się z tylko jedną cewką, jak wspomniano wyżej, długość urządzenia pomiarowego V0 jest znacznie mniejsza niż w dotychczasowych rozwiązania. [00] Kolejną zaletą wynalazku, jak również wspomniano wyżej jest to, że wystarczy jeden kanał pomiarowy, aby dokonać pomiaru V0. [003] Urządzenie z tylko jedną cewką jest mniej podatne na zakłócenia lub uszkodzenia.

18 Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie () do określania prędkości wylotowej (V0) pocisku (1) przy wyjściu z lufy (11) broni, z cewką (1), która patrząc w kierunku ruch pocisku (1), może być umieszczona za poprzecznym przekrojem wylotu wokół osi wzdłużnej (11.1) lufy (11) broni, z urządzeniem zasilającym (1) do dostarczania prądu (I) do cewki (1), aby wytworzyć pole magnetyczne (H) oraz z urządzeniem analizującym (16), które jest przeznaczone do tego, aby przechwycić na cewce (1) impuls (U(t)) napięcia, który jest indukowany przy przejściu pocisku (1) przez pole magnetyczne cewki (1), przy czym rejestrowane są dwa z góry określone punkty (P1, P) impulsu (U(t)) napięcia, określany jest przedział (TZ) czasu między dwoma punktami (P1, P), oraz obliczana jest prędkość wylotowa (V0) pocisku (1) z przedziału (TZ) czasu, znamienne tym, że czas trwania impulsu napięcia cewki (1) jest skorelowany z prędkością wylotową (V0) i długością (L) pocisku (1), przy czym przebieg impulsu (U(t)) napięcia oraz położenie z góry określonych punktów (P1, P), które zależą od typu pocisku (1), są z góry określone w pamięci (18,), rejestrze lub w tabeli, a urządzenie analizujące (16) otrzymuje informację przekazaną od komputera głównego lub od urządzenia pomiarowego o pocisku (1), który ma być wystrzelany.. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że urządzenie analizujące (16) zawiera środki (16.7) do pomiaru czasu, aby móc określić przedział (TZ) czasu dwóch punktów (P1, P). 3. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że urządzenie analizujące (16) zawiera układ komparatora (16., 16.3), który jest tak zaprojektowany, że wyprowadza

19 pierwszy impuls po zarejestrowaniu pierwszego punktu (P1) spośród dwóch z góry określonych punktów (P1, P) i wyprowadza drugi impuls po zarejestrowaniu drugiego punktu (P) spośród dwóch z góry określonych punktów (P1, P), przy czym przedział (TZ) czasu odpowiada okresowi czasu między pierwszym impulsem i drugim impulsem, a impulsy są korzystnie sygnałami TTL. 4. Urządzenie według zastrzeżenia 3, znamienne tym, że układ komparatora (16., 16.3) jest tak zaprojektowany, że po zarejestrowaniu pierwszego punktu (P1) spośród dwóch z góry określonych punktów (P1, P) przeprowadza porównanie z amplitudą napięcia pierwszej wartości progowej (U1) i po zarejestrowaniu drugiego punktu (P) spośród dwóch z góry określonych punktów (P1, P) przeprowadza porównanie z amplitudą napięcia drugiej wartości progowej (-U1).. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń od 1 do 4, znamienne tym, że urządzenie zasilające (1) zawiera źródło prądu stałego. 6. Urządzenie według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że urządzenie analizujące (16) zawiera przetwornik analogowocyfrowy (16.4), w celu próbkowania impulsu (U(t)) napięcia oraz przekształcania go na wartość cyfrową. 7. Urządzenie według zastrzeżenia 6, znamienne tym, że urządzenie analizujące (16) zawiera cyfrowe urządzenie przetwarzające (16.7), które jest tak zaprojektowane, że zarejestruje dwa z góry określone punkty (P1, P) impulsu (U(t)) napięcia, i tym, że odpowiadające im wartości cyfrowe są analizowane przez porównanie z zapisanymi, z góry określonymi, wartościami. 8. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń od 1 do 7, znamienne tym, że impuls (U(t)) napięcia ma pierwszą część

20 - 0 - (K1) krzywej, przejście przez zero oraz drugą część (K) krzywej, przy czym przejście przez zero jest skorelowane z chwilą (t = ta), w której pocisk (1) znajduje się centralnie w cewce (1). 9. Urządzenie według zastrzeżenia 8, znamienne tym, że pierwszy punkt (P1) spośród dwóch z góry określonych punktów (P1, P) mieści się w obszarze pierwszej części (K1) krzywej, a drugi punkt (P) spośród dwóch z góry określonych punktów (P1, P) mieści się w obszarze drugiej części (K) krzywej.. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń od 1 do 8, znamienne tym, że impuls (U(t)) napięcia ma przebieg, który zależy od średnicy (D) cewki, wymiarów (L, DG) pocisku (1), przenikalności (µr) pocisku (1) oraz od prądu (I). 11. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń od 1 do, znamienne tym, że istnieje możliwa do wcześniejszego wyznaczenia wielkość korelacyjna (K) między prędkością wylotową pocisku (1) i przedziałem (TZ) czasu dwóch punktów (P1, P), która jest stosowana przy obliczaniu prędkości wylotowej (V0). 1. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń od 1 do 11, znamienne tym, że urządzenie analizujące (16) zawiera środki (16.7), żeby umożliwić dla każdego nowego typu pocisku (1) przeprowadzenie obliczenia wyrównawczego między prędkością wylotową (V0) i przedziałem (TZ) czasu. 13. Sposób określania prędkości wylotowej pocisku (1) przy wyjściu z lufy (11) broni, przy czym cewka (1), patrząc w kierunku ruchu pocisku (1), znajduje się za poprzecznym przekrojem wylotowym wokół osi wzdłużnej (11.1) lufy (11) broni, z następującymi etapami: dostarczania prądu (I) do cewki (1), w celu

21 - 1 - wytwarzania pola magnetycznego (H), przemieszczania się pocisku (1) przez pole magnetyczne (H) cewki (1), przechwycenia impulsu (U(t)) napięcia, który jest indukowany przy przejściu pocisku (1) przez pole magnetyczne (H) cewki (1) i którego czas trwania jest skorelowany z prędkością wylotową (V 0 ) i długością (L) pocisku (1), określania odstępu czasowego (TZ) między dwoma punktami (P1, P) impulsu (U(t)) napięcia, przy czym punkty (P1, P) są z góry określone, oraz przebieg impulsu (U(t)) napięcia i położenie z góry określonych punktów (P1, P), które zależą od typu pocisku (1), są z góry określone w pamięci (16.), w rejestrze lub w tabeli, przekazywania, z komputera głównego lub urządzenia pomiarowego do urządzenia analizującego (16), informacji o pocisku (1), który ma być wystrzelony, udostępnienia wielkości korelacyjnej (K), która jest charakterystyczna dla danego typu pocisku (1), określenia prędkości wylotowej (V0) pocisku (1) przy zastosowaniu wielkości korelacyjnej (K) i przedziału (TZ) czasu. 14. Sposób według zastrzeżenia 13, znamienny tym, że typ pocisku (1) jest wykrywany automatycznie lub jest wprowadzany ręcznie. 1. Sposób według zastrzeżenia 13 albo 14, znamienny tym, że przed określeniem odstępu czasowego (TZ) impuls (U(t)) napięcia jest poddawany konwersji analogowo-cyfrowej. Rheinmetall Air Defence AG Pełnomocnik:

22 - -

23 - 3 -