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(11) |
EP 2 718 657 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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18.05.2016 Patentblatt 2016/20 |
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Anmeldetag: 04.06.2012 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2012/060525 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2012/168200 (13.12.2012 Gazette 2012/50) |
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VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR THERMALKOMPENSATION EINES WAFFENROHRES
DEVICE AND METHOD FOR THE THERMAL COMPENSATION OF A WEAPON BARREL
DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE COMPENSATION THERMIQUE D'UN TUBE DE CANON
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
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Priorität: |
07.06.2011 DE 102011106199
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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16.04.2014 Patentblatt 2014/16 |
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Patentinhaber: Rheinmetall Air Defence AG |
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8050 Zürich (CH) |
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Erfinder: |
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- BRUNNER, Dominic
CH-4450 Sissach (CH)
- MEIER, Raffael
CH-8057 Zürich (CH)
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Vertreter: Dietrich, Barbara |
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Thul Patentanwaltsgesellschaft mbH
Rheinmetall Platz 1 40476 Düsseldorf 40476 Düsseldorf (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 0 702 202 GB-A- 2 328 498 US-A1- 2007 068 287
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DE-A1- 3 219 124 JP-A- 7 091 891
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Geschützrohr einer Waffe, beispielsweise einer Revolverkanone
zum Einsatz in der land- oder seegestützten Flugabwehr. Insbesondere betrifft diese
Erfindung ein in einer Rohrwiege und einer Rohrabstützung gelagertes Geschützrohr,
wobei die Rohrwiege zur Stabilisierung, Führung und Schwingungsdämpfung in eine Rohrabstützung
fortgeführt wird, die das Rohr an mehreren Stellen trägt bzw. abstützt.
[0002] Ein Geschütz umfasst in der Regel eine Unterlafette, einen Turm und eine Rohrwiege
mit Rohrabstützung, in der das Rohr gelagert ist (
EP 1 154 219 A). Bei Sonneneinstrahlung ist die obere Seite der Rohrwiege einer grösseren Temperaturerhöhung
ausgesetzt, wohingegen die nicht der Sonneneinstrahlung ausgesetzte untere Seite nur
eine geringere Temperaturerhöhung erfährt. Die sich ergebende Thermaldifferenz führt
zu einer unterschiedlichen thermalen Ausdehnung zwischen der oberen und der unteren
Seite der Rohrwiege, sodass als Resultat ein Rohr mit einer gewissen Länge I sich
um einen gewissen Winkel δ an seinem freien Ende aus der ursprünglichen Rohrachse
heraus nach unten ausgelenkt wird. Diese Auslenkung hängt stark von den Umgebungs-
und Witterungseinflüssen ab und beeinflusst wiederum signifikant die Treffwahrscheinlichkeit
der Waffe.
[0003] Derartige thermale Unterschiede können auch seitlich auftreten - etwa wenn die Waffe
zum Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang primär von der Seite Sonnenstrahlung erfährt
oder auch durch Wind, der die windzugewandte Geschützseite stärker kühlt als die windabgewandte
Seite. Während eines realen Einsatzes werden derartige Effekte in Kombination auftreten.
[0004] Bei jedem Schuss wird das Rohr durch die Explosionsgase beansprucht und gleichzeitig
wird durch die mechanische Reibung zwischen Rohr und Projektil Reibungswärme erzeugt.
Dies führt zu einer Temperaturerhöhung des Rohrs. Dies ist insbesondere der Fall,
wenn die Waffe im Serienfeuer verwendet wird. Dann wird die Wärme am Verschlussende
der Waffe und auf der Rohroberseite - wohin die Wärme durch Konvektion übertragen
wird - konzentriert. Auch dieser schussbedingte Temperaturgradient führt zu einer
Auslenkung des freien Rohrendes aus der Sollposition heraus.
[0005] Einfache passive Lösungen verwenden nach der Lehre der
DE 30 05 117 eine direkt auf das Rohr aufgesetzte Schutzhülle, wobei die Schutzhülle nach der
weitergehenden Lehre der
DE 199 04 417 nicht radialsymmetrisch ausgeführt ist, um asymmetrischer Erwärmung entgegenzuwirken.
[0006] Die
DE 1918 422 offenbart eine Wärmeschutzhülle aus einer das Kanonenrohr in geringem Abstand umgebenden
Metallhülle, wobei als Wärmeisolation die ruhende Luftschicht zwischen dem Geschützrohr
und der Metallhülle fungiert. Diese Lösungen sind statisch und können nicht auf veränderliche
Umgebungsbedingungen reagieren.
[0007] Doppelwandige Geschützhüllen führen nach der Lehre der
WO 97 / 47 939 bzw. der
US 4,753,154 ein Arbeitsfluid zwischen den beiden Hüllenflächen entlang, um die Wärmeabfuhr aus
dem Schuss zu verbessern. Auch diese Systeme arbeiten ungeregelt und rein passiv.
[0008] Aktive Heizelemente direkt auf dem Waffenrohr aufgebracht offenbaren die
DE 32 19 124 sowie
GB 2,328,498. Die Heizstreifen parallel zur Rohrachse überkompensieren äussere Temperatureffekte,
indem sie das Rohr auf eine Temperatur heizen, die etwa 10°C über der mittleren Umgebungstemperatur
liegt. Die Auslenkung des Rohrs aus der Normlage wird beispielsweise über optische
Methoden ermittelt. Damit ist dieses Verfahren sehr energieaufwändig und gleichzeitig
sehr träge, die optischen Methoden sind anfällig gegenüber der mechanischen Systembelastung
bei der Schussabgabe.
[0009] Den schussbedingten Temperaturanstieg misst nach
DE 44 33 627 ein Thermoelement, welches in die Wand des Ladungsraumes per Sackbohrung eingebracht
wird. Zum einen wird die mechanische Stabilität durch die Bohrung beeinträchtigt,
zum anderen kann kein Temperaturgradient über die Rohrlänge aufgenommen werden.
[0010] Der japanische Abstract
JP 7-91891 offenbart eine aktive Vermessung der Rohrdurchbiegung mittels optischer Systeme und
gleichzeitig eine Kompensation der Rohrbiegung über einen an beiden Enden des Waffenrohrs
wirkenden Hydraulikzylinder. Dieses Verfahren ist sehr aufwändig. Darüber hinaus kann
eine Kompensation nur in der Ebene stattfinden, die durch die Rohrachse und die Mittelachse
des Hydraulikzylinders gebildet wird. Daher ist keine allgemeine Kompensation in Azimut
und Elevation möglich.
[0011] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen,
mittels derer eine einfache und sehr kostengünstige Kompensation einer thermisch induzierten
Rohrverbiegung auch während der Schussabgabe möglich ist.
[0012] Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 in Hinblick auf
die Vorrichtung und Patentanspruch 6 in Hinblick auf das Verfahren. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
[0013] Bekanntlich neigt sich das Waffenrohr bei Sonneneinstrahlung nach unten. Diese Deformation
wird durch Temperaturunterschiede zwischen der oberen und unteren Seite der Rohrabstützung
und der Wiege verursacht. - Der Effekt der Rohrabstützung und der Effekt der Wiege
können grundsätzlich als separate Probleme betrachtet werden; sollten jedoch zur Ermittlung
der totalen Rohrneigung superponiert werden.
[0014] Der Erfindung liegt daher die Idee zugrunde, Temperatursensoren einzusetzen und somit
ein System zur Temperaturkorrelation zu schaffen. Das System ist dabei technisch in
der Lage, Ermittlung der Temperaturdifferenzen zwischen der oberen und unteren Seite
der Rohrabstützung (der gegenüberliegenden Sensoren) zu ermitteln sowie zwischen der
rechten und linken Seite der Rohrabstützung (der gegenüberliegenden Sensoren). Die
Berechnung der Rohrneigung wird mittels der Temperaturdifferenzen durchgeführt. Die
Kompensierung der Rohrneigung erfolgt dann über den Inklinationswert, wobei die Kompensierung
durch Änderung der Ausrichtung der Rohres in Azimut und / oder Elevation erfolgt.
Gleichzeitig kann eine Überwachung der Temperatursensoren und der Databox eingebunden
werden.
[0015] Die Temperaturkompensationsfunktion wird als zusätzlicher Parameter in die Waffensteuerung
und insbesondere in die Berechnung von Azimut und Elevation der Waffe verwendet. Damit
kann eine temperaturbedingte Rohrauslenkung direkt durch die Servomotoren der Waffe
kompensiert werden. Damit ist das erfindungsgemässe Verfahren sehr schnell; es regelt
mit der üblichen Geschwindigkeit von bis zu mehreren 10° pro Sekunde.
[0016] Gleichzeitig kann das Verfahren während des Schiessens eingesetzt werden. Es ist
nicht notwendig, die Waffe aus dem schiessbereiten Zustand in einen nicht schiessbereiten
Wartungszustand zu versetzten, um die Rohrkompensation vorzunehmen. Damit erhöht sich
die Einsatzdauer der Waffe.
[0017] Für die erfindungsgemässe Vorrichtung sind nur wenige technische Modifikationen vorzunehmen.
Im Wesentlichen genügt auf der Hardwareseite die Installation bekannter Temperaturfühler
sowie deren Verbindung mit der Databox. Damit ist die Vorrichtung sehr kostengünstig.
[0018] Die Rohrkompensation induziert keine neuen Biegemomente oder Spannungen im Rohr.
Damit erhöht sich die Lebensdauer der Waffe.
[0019] Der Ausfall einzelner Sensoren kann über ein mathematisches Modell kompensiert werden,
da von einer stetigen Temperaturverteilung in der Rohrwiege und Rohrabstützung ausgegangen
werden kann (Plausibilitätscheck). Der Auswertalgorithmus enthält aber diverse Rückfallebenen
für den Fall, das mehrere Sensoren ausfallen. Damit ist das System besonders stabil
gegenüber dem Ausfall einzelner Sensordaten.
[0020] In Weiterführung der Erfindung wird der zeitliche Verlauf der Temperaturkorrelationsfunktion
aufgezeichnet und wird für spätere Wartungsarbeiten auslesbar im Geschützrechner gespeichert.
Dadurch kann die thermische Belastung des Geschützes im Nachhinein protokolliert werden
oder Fehler im Berechnungsalgorithmus können aufgedeckt werden.
[0021] Entsprechend den militärisch üblichen Temperaturbereichen sind die Sensoren und die
Databox für eine funktionstüchtige Arbeitsweise ausgelegt, üblicherweise von -46°C
bis +120°C. In diesem Temperaturbereich werden die Messungen mit einer ausreichend
hohen Auflösung und Genauigkeit durchgeführt. Auflösung und Genauigkeit ergeben sich
aus dem verwendeten mathematischen Modell, eine Auflösung von 0.1°C und eine Genauigkeit
von 0.2°C haben sich in der Praxis als ausreichend erwiesen.
[0022] Die vorliegende Idee zeichnet sich somit aus durch:
- sehr einfache Messmethode mit herkömmlichen Temperaturfühlern; das System ist kostengünstig
und stabil
- Redundanzen in den Fühlern bei grosser Ausfallsicherheit des Systems gegenüber dem
Ausfall einzelner Messfühler
- sehr schnelle Kompensation der Rohrdeformation über Geschützantriebe
- Einsatz während des Schiessens möglich, auch bei Serienfeuer
- Kompensation von Azimutfehlern genauso wie von Elevationsfehlern aufgrund der thermisch
induzierten Rohrdeformation
- keine mechanische Beeinträchtigung des Rohrs bzw. der Rohrlagerung durch Messmittel.
[0023] Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert
werden. Es zeigt:
Fig. 1 einen Geschützturm nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 den Geschütztrum mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Rohrwiege und
der Rohrabstützung,
Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung der Anordnung der Sensoren aus Fig. 2,
Fig. 4 eine Blockbilddarstellung des Verfahrens.
[0024] Fig. 1 zeigt ein herkömmliches Revolvergeschützt 10 mit einem Geschützturm 1, einer
Unterlafette 2, einer Rohrwiege 3 sowie als Verlängerung der Rohrwiege 3 eine Rohrabstützung
4. Die Rohrabstützung 4 besteht im Wesentlichen aus einem Gitterrohrrahmen (nicht
näher dargestellt) und kann, wie das gesamte Geschützt 10 mit einer Schutzhülle (nicht
näher dargestellt) verkleidet sein.
[0025] Nach Fig. 2 wird ein derartiges Geschütz 10 mit mehreren Temperatursensoren p1- pn,
bevorzugt wird eine Anzahl von 16, im Bereich der Rohrwiege 3 und Rohrabstützung 4
versehen. Mittels der 16 Sensoren (p1-p16) wird bei der Rohrabstützung 4 (zwölf Sensoren)
und bei den Wiegenwänden 3 (vier Sensoren) die Temperatur gemessen. Steckerboxen 5
fassen die Signale der Temperatursensoren p1 -p16 aus Rohrabstützung 4 und Wiege 3
zusammen und übertragen diese per Datenverbindungen 6 zur Databox 7, worin die die
analogen Signale der Temperatursensoren digitalisiert werden. Anschliessend sendet
die Databox 7 die Daten über den Ethernetlink 8 zur GCU 9 (DVS). Die GCU kompensiert
dann die Deformation mittels eines Offsets zum Horizont (Inklinationswert-Anpassung).
Die Databox 7 umfasst einen Analog/Digitalwandler und einen Server mit Ethernet.
[0026] Die Anordnung der Sensoren in Rohrwiege und Rohrabstützung sowie die Verbindung der
Komponenten wird nachfolgend beschrieben. - Ausgehend von Fig. 3. werden im Wesentlichen
senkrecht zur Rohrachse vier Ebenen definiert, wobei eine Ebene E4 bevorzugt in der
Rohrwiege und drei Ebenen E1-E3 bevorzugt in der Rohrabstützung liegen. Die Ebenen
tragen jeweils vier grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannte Temperatursensoren
(z.B. PT 100), welche vorzugsweise im Bereich der Ecken der Ebenen angeordnet sind.
Die erste Ebene E1 in der Nähe der Rohrmündung trägt die vier Sensoren p1-p4, die
nächste Ebene in Richtung Rohrwiege E2 trägt die Sensoren p5-p8 usw. Die Sensoren
sind über Datenleitungen 6 mit der Databox 7 verbunden. Die Databox 7 digitalisiert
die analogen Signale der Temperatursensoren und sendet die Temperaturdaten über einen
Datalink 8 zur GCU 9. Mit Hilfe dieser Anordnung ist es möglich, die Temperaturverteilung
an Rohrwiege 3 und Rohrabstützung 4 zu messen.
[0027] Die Werte der Temperaturmessfühler p1-p16 werden digitalisiert und an die Datenverarbeitungseinrichtung
(GCU 9) übertragen. Gleichzeitig werden sie mit den jeweiligen Ablagewerten des Rohrs
11 verglichen. Für die temperaturinduzierte Rohrauslenkung wurde ein mathematisches
Modell erarbeitet, welches mit Optimierungsparametern den Zusammenhang zwischen den
Temperaturwerten der Messfühler p1-p16 und der Gesamt-Rohrauslenkung herstellt.
[0028] Der Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens ist zusammengefasst in Fig. 4 dargestellt.
Für den Fachmann ist aus dem darin dargestellten allgemeinen Algorithmus ohne weitere
Anstrengung ersichtlich, wie die Kompensation des Azimut-Fehlers bzw. einer Mischform
dieser beiden ausgestaltet sein müsste, sodass auf eine explizite Angabe hier verzichtet
werden kann. Die Erfindung bezieht sich in gleicher Weise auf die Kompensation des
Azimut-Fehlers. - Die numerischen Gewichtsparameter a, b, g werden vorab entweder
in das System (GCU) eingegeben oder beim Vermessen und Einrichtung des Geschützes
10 bestimmt und in das mathematische Modell übernommen.-
[0029] Die Temperaturwerte werden polynomisiert, um eine Längenbetrachtung für die Abbildung
des Rohrfehlers zu erhalten. Die GCU 9 erhält von der Databox 7 Temperaturwerte T
mit jeweils einem Index für den betreffenden Sensor. Damit werden gemittelten Temperaturdifferenzen
in Elevation von jeder Sensorebene E1 bis E4 der Rohrabstützung und der Wiege ermittelt.
Parallel dazu wird ermittelt, ob und wie viele der Sensoren funktionstüchtig sind
und plausible Werte liefern.
Von
[0030] 
bis

ergeben sich die Temperaturdifferenzen in den Ebenen E1 bis E4. Die Rohrneigung V
für jede Sensorebene ergibt sich aus der Anwendung der folgenden Korrelation, wobei
die a und b numerische Anpassungsparameter sind. Es ergeben sich:
von
[0032] Anschliessend wird die ermittelte gesamte Rohrneigung wird für jede Sensor-Ebene
E1- E4 gewichtet. Dadurch wird die Plausibilitätsüberwachung vereinfacht und um die
Modularität zur Berechnung der gesamten Rohrneigung (falls eine Sensor-Ebene ausfällt)
zu gewährleistet. Es ergibt sich:

und

mit den numerisch anzupassenden Wichtungsparametern g.
[0033] In einer weiteren Ausführungsform wird zusätzlich die inhärente Trägheit des Systems
berücksichtigt. Diese entsteht dadurch, dass die Messfühler p1-p16 wesentlich schneller
Temperaturänderungen anzeigen können, als sich dieser Gradient in Rohr 11 und Rohrabstützung
4 bzw. Rohrwiege 3 ausgleichen kann. Zur Berücksichtigung des zeitlichen Messverzuges
wird ein sog. D-Anteil zur Steuerung addiert. Dieser setzt sich zusammen aus der ersten
numerischen Ableitung der zuvor genannten P-Anteile der Rohrabstützung 4 und der Wiege
3.

und

[0034] Dieser wird mit den D-Parametern multipliziert.

und

wobei die D-Parameter wiederum numerische Fit-Parameter sind. Die gesamte Rohrneigung
ermittelt sich aus der Summe der P-Anteile und D-Anteile der Rohrabstützung und der
Wiege.

1. Vorrichtung zur Thermalkompensation eines Waffenrohres (11) eines Geschützes (10)
mit wenigstens einem Waffenrohr (11), das in einer Rohrwiege (3) sowie als Verlängerung
der Rohrwiege (3) in einer Rohrabstützung (4) gelagert ist, wobei mehrere Temperatursensoren
(p1-p16) an der Rohrwiege (3) und der Rohrabstützung (4) eingebunden sind, die über
Datenleitungen (6) mit einer Databox (7) und die Databox (7) mit einer Datenverarbeitungseinrichtung
(9) verbunden sind, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung (9) eine Rohrneigung mittels
Temperaturdifferenzen berechnet und zur Thermalkompensation auf Aktuatoren zur Änderung
der Ausrichtung des Waffenrohres (11) einwirken kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 16 Temperatursensoren (p1-p16) eingebunden sind, wobei Variationen in der Anzahl
möglich sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen senkrecht zur Rohrachse Ebenen bevorzugt vier Ebenen (e1-E4) definiert
werden, wobei vorzugsweise eine Ebene (E4) in der Rohrwiege (3) und vorzugsweise drei
Ebenen (E1-E3) in der Rohrabstützung (4) liegen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (p1-p16) im Bereich der Ecken der Ebenen (E1-E4) angeordnet
sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrabstützung (4) gestellartig ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren geschützeigene Stellmotore sind, mit denen das Waffenrohr (1) in Azimut
und / oder Elevation ausrichtbar ist.
7. Verfahren zur Thermalkompensation eines Waffenrohres (11) eines Geschütztes (10) mit
wenigstens einem Waffenrohr (11), das in einer Rohrwiege (3) sowie als Verlängerung
der Rohrwiege (3) in einer Rohrabstützung (4) gelagert ist, mit den Schritten:
• Messen der Temperatur mittels Temperatursensoren (p1-p16) an der Rohrwiege (3) sowie
der Rohrabstützung (4),
• Ermitteln der Temperaturdifferenz zwischen der oberen und unteren Seite und der
rechten und linken Seite der Rohrwiege (3) als auch der Rohrabstützung (4),
• Berechnung der Rohrneigung mittels der ermittelten Temperaturdifferenzen,
• Kompensierung der Rohrneigung durch Änderung der Ausrichtung des Waffenrohres (11).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Temperaturdifferenzen von jeder Sensorebene (E1 bis E4) der Rohrabstützung (4) und
der Rohrwiege (3) in Elevation und / oder Azimut ermittelt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die temperaturbedingte Rohrauslenkung direkt durch Aktuatoren, wie geschützeigene
Servomotoren der Waffe, kompensiert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausfall einzelner Temperatursensoren (p1-p16) über ein mathematisches Modell
kompensiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswertalgorithmus diverse Rückfallebenen für den Fall enthält, dass mehrere
Temperatursensoren (p1-p16) ausfallen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auch die inhärente Trägheit des Systems berücksichtigt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zeitliche Verläufe der Temperaturkorrelationsfunktion aufgezeichnet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der / die zeitliche(n) Verlauf / Verläufe für spätere Wartungsarbeiten auch auslesbar
im Geschützrechner gespeichert werden.
1. Device for performing thermal compensation of a weapon barrel (11) of a gun (10) having
at least one weapon barrel (11) which is mounted in a barrel cradle (3), and in a
barrel support (4) as a prolongation of the barrel cradle (3), wherein a plurality
of temperature sensors (p1-p16) are integrated into the barrel cradle (3) and the
barrel support (4) and are connected via data lines (6) to a data box (7), and the
data box (7) is connected to a data processing device (9), wherein the data processing
device (9) calculates a barrel inclination by means of temperature differences, and
in order to perform thermal compensation the data processing device (9) can act on
actuators in order to change the orientation of the weapon barrel (11).
2. Device according to Claim 1, characterized in that 16 temperature sensors (p1-p16) are integrated, wherein variations in the number
are possible.
3. Device according to Claim 1 or 2, characterized in that planes, preferably four planes (e1-E4), are defined substantially perpendicularly
with respect to the barrel axis, wherein one plane (E4) is preferably located in the
barrel cradle (3), and three planes (E1-E3) are preferably located in the barrel support
(4).
4. Device according to Claim 3, characterized in that the temperature sensors (p1-p16) are arranged in the region of the corners of the
planes (E1-E4).
5. Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the barrel support (4) is frame-like.
6. Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the actuators are servo-motors of the gun itself, with which servo-motors the weapon
barrel (1) can be oriented in its azimuth and/or elevation.
7. Method for performing thermal compensation of a weapon barrel (11) of a gun (10) having
at least one weapon barrel (11) which is mounted in a barrel cradle (3), and in a
barrel support (4) as a prolongation of the barrel cradle (3), having the steps:
• measuring the temperature by means of temperature sensors (p1-p16) on the barrel
cradle (3) and the barrel support (4),
• determining the temperature difference between the upper and lower sides and between
the right-hand and left-hand sides of the barrel cradle (3) as well as the barrel
support (4),
• calculating the barrel inclination by means of the determined temperature differences,
and
• compensating the barrel inclination by changing the orientation of the weapon barrel
(11).
8. Method according to Claim 7, characterized in that temperature differences of each sensor plane (E1 to E4) of the barrel support (4)
and of the barrel cradle (3) are determined in elevation and/or azimuth.
9. Method according to Claim 7 or 8, characterized in that the temperature-induced barrel deflection is compensated directly by actuators, such
as servo-motors of the actual gun of the weapon.
10. Method according to one of Claims 7 to 9, characterized in that failure of individual temperature sensors (p1-p16) is compensated by means of a mathematical
model.
11. Method according to Claim 10, characterized in that the evaluation algorithm contains various fallback levels for the event of a plurality
of temperature sensors (p1-p16) failing.
12. Method according to one of Claims 7 to 11, characterized in that the inherent inertia of the system is also taken into account.
13. Method according to one of Claims 7 to 12, characterized in that time profiles of the temperature correlation function are recorded.
14. Method according to Claim 13, characterized in that the time profile/profiles is/are also stored for later maintenance work in such a
way that they can be read out in the gun computer.
1. Dispositif de compensation thermique d'un tube (11) d'un canon (10) comprenant au
moins un tube (11), qui est monté dans un berceau de tube (3) ainsi que dans un support
de tube (4) en tant que prolongation du berceau de tube (3), plusieurs sondes de température
(p1-p16) étant intégrées sur le berceau de tube (3) et le support de tube (4), lesquelles
sont reliées à un boîtier de données (7) par le biais de lignes de données (6) et
le boîtier de données (7) à un appareil de traitement de données (9), l'appareil de
traitement de données (9) calculant une inclinaison de tube au moyen de différences
de température et, à des fins de compensation thermique, pouvant agir sur des actionneurs
pour modifier l'orientation du tube (11).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que 16 sondes de température (p1-p16) sont intégrées, des variations de la quantité étant
possibles.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des plans, de préférence quatre plans (e1-E4), sont définis sensiblement perpendiculairement
à l'axe du tube, de préférence un plan (E4) se trouvant dans le berceau de tube (3)
et de préférence trois plans (E1-E3) se trouvant dans le support de tube (4).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les sondes de température (p1-p16) sont disposées dans la zone des coins des plans
(E1-E4).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support de tube (4) est similaire à un bâti.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les actionneurs sont des moteurs pas à pas propres au canon avec lesquels le tube
(1) peut être orienté en azimut et/ou en élévation.
7. Procédé de compensation thermique d'un tube (11) d'un canon (10) comprenant au moins
un tube (11), qui est monté dans un berceau de tube (3) ainsi que dans un support
de tube (4) en tant que prolongation du berceau de tube (3), comprenant les étapes
suivantes:
* mesure de la température au moyen de sondes de température (p1-p16) sur le berceau
de tube (3) ainsi que le support de tube (4),
* détermination de la différence de température entre les côtés supérieur et inférieur
et les côtés droit et gauche du berceau de tube (3) ainsi que du support de tube (4),
* calcul de l'inclinaison du tube au moyen des différences de température déterminées,
* compensation de l'inclinaison du tube en modifiant l'orientation du tube (11).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les différences de température de chaque plan de sonde (E1 à E4) du berceau de tube
(3) et du support de tube (4) sont déterminées en élévation et/ou en azimut.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la déviation du tube liée à la température est compensée directement par des actionneurs,
tels que des servomoteurs propres au canon de l'arme.
10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'une panne des sondes de température (p1-p16) individuelles est compensée par le biais
d'un modèle mathématique.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'algorithme d'interprétation contient plusieurs plans de retrait pour le cas où
plusieurs sondes de température (p1-p16) tombent en panne.
12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que l'inertie inhérente du système est elle aussi prise en compte.
13. Procédé selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que des tracés dans le temps de la fonction de corrélation de température sont enregistrés.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le ou les tracés dans le temps sont mis en mémoire pour des travaux de maintenance
ultérieurs et sont également lisibles dans l'ordinateur du canon.
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