DE3545830C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schußsimulator zum Üben des Richtens mit einer einen Laserentfernungsmesser aufweisenden Schußwaffe, der eine auf der Aussendung und dem Empfang von elektromagnetischer Strahlung beruhende Einrichtung zur Vermessung eines kooperativen Ziels umfaßt.

Ein Schußsimulator hat die Aufgabe, beim Übungsrichten und im Manöver den scharfen Schuß durch einen Vermessungsvorgang nachzubilden, der Aufschluß geben soll über das mutmaßliche Trefferbild. Dabei ist es wichtig, daß an der Waffe selbst geübt werden kann und deren Eigenschaften durch den Schuß­ simulator so wenig wie nur irgend möglich geändert werden.

Bekannte Schußsimulatoren (DE 31 13 068 A1) machen mechanische oder elektri­ sche Steuerungsverbindungen zwischen Waffe und Simulator erforderlich, die der Auslösung des simulatorseitigen Meß­ vorgangs dienen und erfordern daher beim Einsatz der Waffe zu Übungszwecken gewisse Eingriffe in das Waffensystem, die insbesondere dann schwierig oder unstatthaft sein können, wenn es sich um eine Waffe mit weitgehend automatisiertem Feuerleitsystem handelt, bei dem die Auslösung der Ent­ fernungsmessung selbsttätig von der Auslösung des Schusses gefolgt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schußsimu­ lator der eingangs genannten Art zu schaffen, der das Üben mit einem solchen Waffensystem praktisch ohne Änderung des­ selben ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Schuß­ simulator zum unmittelbaren Empfang des von dem Waffensystem ausgehenden Laserstrahls eingerichtet und sein Vermessungs­ vorgang dadurch auslösbar ist.

Die Erfindung verzichtet auf Steuerungsverbindungen, die irgendwelche Änderungen am Waffensystem erfordern würden und erlaubt es sogar, das Waffensystem auch bezüglich der Aussendung des Meßlaserstrahls unverändert zu lassen, weil dieser Laserstrahl selbst diese Verbindung bewirkt. Für die Ausrüstung der Waffe mit dem Schußsimulator und für ihre Umstellung zu Übungszwecken braucht der Schußsimulator nur in solcher Weise an sie angesetzt zu werden, daß er den von der Waffe ausgesandten Laserstrahl empfangen kann. Wenn das Objektiv des Laserstrahlsenders an der Waffe in solcher Weise angeordnet ist, daß der Schußsimulator in unmittelbarer Nähe desselben befestigt werden kann, kann in den Schußsimulator ein Empfänger für den waffenseitigen Laserstrahl integriert sein, der das Objektiv überdeckt. Stattdessen kann auch ein gesonderter Empfänger vorhanden sein, der an dem Objektiv angebracht werden kann und in beliebiger Steuerungsverbindung mit dem Simulator steht.

Zwar wäre es denkbar, daß der Simulator von einem Teil des von der Waffe empfangenen Laserstrahls seinerseits aktiv Gebrauch macht, indem er ihn zu Meßzwecken umformt und aussendet. Zweckmäßiger ist es jedoch im allgemeinen, wenn der Simulator mit einem eigenen Laserstrahlsender ausgerüstet ist, der lediglich durch den Empfang des waffenseitigen Laserstrahls ausgelöst wird. Dadurch wird der Schußsimulator hinsichtlich seiner Meß­ funktion unabhängig von dem von der Waffe empfangenen Laserstrahl.

Der für den Gefechtsfall vom Waffensystem erzeugte Laser­ strahl hat eine hohe, augenschädigende Intensität und darf deshalb im Übungsfall nicht ausgesandt werden. Es ist deshalb zweckmäßig, die simulatorseitige Empfangs­ einrichtung zu verbinden mit einer Einrichtung zum Ab­ schirmen dieses Laserstrahls. Hingegen kann der vom Schußsimulator ausgesandte Laserstrahl eine wesentlich geringere Intensität unterhalb der Augenschädigungsgrenze haben, weil er mit einem sogenannten kooperativen Ziel zusammenwirkt, das mit einem oder mehreren Retrospiegeln ausgerüstet ist, die das empfangene Licht in die Her­ kunftsrichtung zurücksenden.

In manchen Fällen, beispielsweise beim Üben des Notbetriebs, ist es nicht erforderlich oder erwünscht, waffenseitige Komponenten nach Auslösung des simulierten Schusses am Meßvorgang zu beteiligen. In anderen Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, die Funktion des Waffensystems mit Ausnahme des eigentlichen Schusses voll beizubehalten, insbesondere die Funktion des waffenseitigen Entfernungs­ messers. Zu diesem Zweck kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß das von dem Schußsimulator empfangene Ent­ fernungsmeß-Echosignal dem waffenseitigen Entfernungsmeß- Laserempfänger übermittelbar ist. Einer direkten Weiter­ leitung des von dem Simulator empfangenen Laserstrahlechos ist im allgemeinen eine indirekte Übermittlung vorzuziehen, insbesondere mittels einer vom Empfang des Entfernungs­ meßechos auslösbaren Einrichtung zum Erzeugen einer waffenseitig empfangbaren Laserstrahlung.

Da die Genauigkeit der Vermessung abhängig von der Diver­ genz des zur Messung benutzten Laserstrahls ist, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß eine entfernungskom­ pensierende Optik verwendet wird, die die Divergenz des Strahls jeweils so einstellt, daß er im Zielbereich eine bestimmte, optimale Querschnittsgröße besitzt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß er im Zielbereich ein Querschnittsmaß von 4 × 4 m, unabhängig von der jeweiligen Zielentfernung, aufweist. Der Begriff Laserstrahl soll in diesem Zusammenhang auch ein Strahlbündel oder eine Strahl­ matrix umfassen, die durch abtastende Bewegung eines ein­ zelnen Strahls oder durch Zusammensetzung aus einer Mehrzahl von Einzelstrahlen zustande kommt.

Zweckmäßigerweise ist der Schußsimulator gegenüber der Waffe um den Aufsatzwinkel korrigierbar, um die der ballistischen Bahnkrümmung entsprechende Überhöhung der Rohrseelenachse gegenüber der Ziellinie auszugleichen.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, deren einzige Figur einen schematischen Längsschnitt zeigt.

Die Feuerblende 1 enthält die Richtoptik 7, deren Be­ wegung um die Achse 8 sich über die Verbindung 9 dem ebenfalls in der Feuerblende enthaltenen Laser-Ent­ fernungsmeßgerät 10 mitteilt, das für die Entfernungs­ messung im Gefechtsfalle bestimmt ist und einen Laser­ sender 11 und einen Enfernungsmeßempfänger 12 enthält, die in üblicher Weise mit dem Trigger 13 und der bei 14 lediglich allgemein angedeuteten Waffenrichtanlage ver­ bunden ist.

Der Feuerblende 1 ist der Schußsimulator vorgesetzt, der aus den miteinander fest verflanschten Moduln 15 bis 20 zusammengesetzt und mit der Feuerblende einerseits über das Gelenk 21 verbunden und andererseits daran abgestützt ist durch den Stützzapfen 22, der mittels des Motors 23 zur Kompensation des Aufsatzwinkels (Superelevation) verstellbar ist.

Modul 15 des Simulators enthält ein Element 24 zum Ab­ sorbieren des von dem Gerät 10 nach Betätigung des Triggers 13 erzeugten, für Übungszwecke zu intensiven Laserstrahls, das in der Art eines Balgs angedeutet ist, aber beliebige für den angegebenen Zweck geeignete Natur haben kann.

Modul 16 des Schußsimulators enthält einen für Übungs­ zwecke ausreichenden Laserstrahler 26, der über das Organ 27 von dem durch das Lasergerät 10 erzeugten Laser­ strahl auslösbar ist. Der so erzeugte Laserstrahl durch­ läuft zunächst eine Variooptik 28, die - selbsttätig gesteuert von der Entfernungsmessung - die Divergenz des Laserstrahls bzw. Strahlbündels derart einstellt, daß dessen Querschnitt stets oder wenigstens innerhalb eines wesentlichen Entfernungsbereichs in der Zielebene eine vorbestimmte Größe hat. Zu diesem Zweck ist die Stellung der beiden Glieder der Optik 28 längs der optischen Achse durch eine Gewindespindel 29 bestimmt, die mittels des Motors 30 abhängig von einem von der Entfernungsmeßeinheit 31 ausgehenden Signal steuerbar ist.

Der Laserstrahl durchläuft ferner die Optik 32, die mittels der Motoren 33, 34 um zwei zueinander senkrecht stehende Achsen derart verstellbar ist, daß die Achse des ausgehenden Laserstrahls im Winkel verstellbar ist, nämlich zur Ausführung einer Such- und/oder Folgefunktion.

Die beschriebene Optik dient auch dem Empfang des vom zielseitigen Retroreflektor zurückgesandten Signals, das über einen Strahlenteiler der Enfernungsmeßeinheit 31 zugeführt ist, die die in dem Simulator benötigten Ent­ fernungsmeßdaten liefert, u. a. für die Verstellung der Variooptik 28 sowie gewünschtenfalls für die Kompensation der Superelevation des Simulators gegenüber der Waffe (Feuerblende 1), um zu gewährleisten, daß der Laserstrahl trotz der ballistisch bedingten Rohrüberhöhung auf das Ziel gerichtet sein kann. Außerdem veranlaßt die Ent­ fernungsmeßeinheit 31 sofort beim Eingang des Laserechos die Zündung einer Diode 35, deren Lichtsignal über das Prisma 36 dem Entfernungsmeßempfänger 12 des Lasergeräts 10 zugeleitet wird. Auf diese Weise erhält auch das Waffensystem, insbesondere der Rechner der Waffenricht­ anlage 14, die erforderlichen Entfernungsmeßdaten, so daß das Waffensystem so benutzt werden kann, als sei der Schußsimulator nicht vorhanden.

Die Entfernungsmeßeinheit 31 des Simulators ist nur kurz­ zeitig bei Beginn des Übungsvorgangs eingeschaltet, nämlich für die Entfernungsmessung. Wenn nachfolgend der Laser im Rahmen des Simulationsvorgangs für andere Zwecke benutzt wird, nämlich für die Vermessung des Zielorts, ist sie zweckmäßigerweise abgeschaltet, um nicht zu Fehlsignalen zu führen.

Modul 18 des Schußsimulators ist der Richtoptik 7 vor­ geschaltet und enthält einen sehr dünnen Strahlenteiler 40, dessen Bedampfung zweckmäßigerweise so gewählt ist, daß das von außen eingehende Licht im sichtbaren Spektralbe­ reich praktisch nicht reflektiert wird und der Spiegel in der Richtoptik daher nicht wahrgenommen wird. Die normale Funktion der Richtoptik wird daher durch den Schußsimulator nicht beeinträchtigt. Reflektiert wird hingegen der Infrarotbereich des verwendeten Laserlichts, und zwar wird dies dem Objektiv 41 einer im Modul 17 enthaltenen TV-Kamera 42 zugeführt.

Im Modul 19 befindet sich ein TV-Monitor 43, dessen Bild über die Rückseite des Strahlenteilers 40 in die Richt­ optik 7 eingespiegelt wird. Der Schütze nimmt daher innerhalb des von ihm unmittelbar durch die Richtoptik wahrgenommenen Zielbildes auch die auf dem Monitor 43 erscheinenden Zeichen wahr.

Dem Monitor 43 ist ein Speicher 44 und ein Symbolgene­ rator 45 für Symbol- oder Phantombilder sowie ein Rech­ ner 46 zugeordnet.

Bei Beginn des Übungsvorgangs findet zunächst die Ent­ fernungsmessung statt mit nachfolgender Einstellung der Variooptik 28. Im automatischen Betrieb des Waffensystems wird auch die Superelevation der Waffe von der Waffen­ richtanlage eingestellt. Da für den Schußsimulator ledig­ lich die Ziellinie von Belang ist, wird die Superelevation bei dem Schußsimulator wieder kompensiert durch Verstellung des Stützzapfens 22. Wenn die Superelevation kleiner ist als der halbe Divergenzwinkel des Laserstrahls, kann gegebenenfalls darauf verzichtet werden, weil die Be­ leuchtung des Ziels auch ohne eine solche Kompensation gewährleistet ist. Selbstverständlich muß die Supereleva­ tion dann bei der Vermessung der Zielposition berück­ sichtigt werden. Wichtig ist jedenfalls, daß der im Modul 16 erzeugte und empfangene Laserstrahl auf das Ziel gerichtet bleibt bzw. bei abtastender Funktion das Ziel überstreicht, um die Position des Ziels in bezug auf die Trefferposition feststellen zu können.

Das daraus resultierende Signal gibt den Richtfehler an und wird benutzt zur Steuerung des Monitorbildes in solcher Weise, daß der Schütze in der Richtoptik das vermeintliche Aufblitzen des Treffers an derjenigen Stelle des in der Richtoptik beobachteten Bildes wahrnimmt, an der der Auftreffpunkt des Geschosses (bezogen auf die Zielebene) liegen würde.

Der Spiegel 40, der vor der Richtoptik als Strahlenteiler benutzt wird, kann wegklappbar sein, um das Monitorbild im Falle von Störungen gänzlich ausschalten zu können.

Die Optiken in den Modulen 16 und 18 können unter Verwendung entsprechender Strahlenteiler ineinander integriert sein, um die Achsenversetzung zu vermeiden.

Claims (8)

1. Schußsimulator zum Üben des Richtens mit einer einen Laser­ entfernungsmesser aufweisenden Schußwaffe, der eine auf der Aussendung und dem Empfang von elektromagnetischer Strahlung beruhende Einrichtung zur Vermessung eines kooperativen Ziels umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schußsimulator zum unmittelbaren Empfang des von der Waffe ausgehenden Laserstrahls eingerichtet und sein Vermessungsvorgang dadurch auslösbar ist.

2. Schußsimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem eigenen Laserstrahlsender ausgerüstet ist.

3. Schußsimulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß er eine Einrichtung zum Abschirmen des von der Waffe ausgehenden Laserstrahls umfaßt.

4. Schußsimulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von ihm empfangene Entfernungsmeß- Echosignal dem waffenseitigen Entfernungsmeß-Laserempfänger übermittelbar ist.

5. Schußsimulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er eine vom Empfang des Entfernungsmeßechos auslösbare Einrichung zum Erzeugen von waffenseitig empfangbarer Laser­ strahlung umfaßt.

6. Schußsimulator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahlsender (16) eine ent­ fernungskompensierende, die Querschnittsgröße des Laser­ strahls im wesentlichen konstant haltende Optik (28) umfaßt.

7. Schußsimulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er auf die Feuerblende eines Geschützes aufsetzbar ist.

8. Schußsimulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß seine Elevation gegenüber der Waffe um die Rohrüberhöhung korrigierbar ist.