权利要求

사격모의 시스템

제1도는 표적항공기에서 발사된 모의 총탄을 나타내는 총탄 탄도표시의 탄도로 및 표적항공기의 조종사와 공격하는 항공기의 조종사에 의해 관측되는 바와 같은 전망을 도시하는 개요도.

제2도는 레이다 자동추적이 사용될 때의 분석에 대한 분석시력거리방법의 정밀도 비교도.

제3도는 본 발명의 한 실시예에 의한 사격 시스템의 여러성분의 상호관계를 도시하는 계통도.

제4도는 사격 시스템의 작동 및 설계기초가 되는 수학이론의 전개를 이해하는데 유용한 벡터도.

제5도는 제3도에 도시된 컴퓨터(30)를 더욱 상세히 도시한 계통도.

제6a도 및 제6b도는 컴퓨터(30)로 사격시스템 및 사격방법을 실행하는데 사용된 프로그램의 플로우챠트.

제7도는 사격시스템 및 사격방법을 실행하는데 있어서 컴퓨터에 의해 사용된 메모리 위치도.

제8도는 모의 총탄을 나타내는 총탄탄도 표시쌍을 표시하도록 표시유니트(30)(제3도)를 제어하기 위해 기호발생기(28)(제3도)에 의해 사용된 총탄표시 메모리도.

본 발명은 항공기의 모의포격정밀도증진 및 포격훈련에 사용하기 위한 사격모의시스템에 관한 것이다.

전투조종사의 공대공 사격숙련을 위한 훈련시의 가장 심각한 제한점은 실제의 실행표적부족 및 이것이 사용될 때 표적판을 확실히 득점스코어링하기 위한 장치의 부족이었다.

현재통상 사용되는 표적은 다트(dart), 표지깃발, 피갓트(파이버그라스공중표지) 및 무인비행기들이다. 이들 표적중의 처음 세표적은 예인되는 것이고 따라서 그 기동성이 제한된다. 또한 그것들을 통상적인 항공기 표적보다 훨씬 작으며 특히 장거리 사격의 연습이 어렵다.

이들 제한점은 무인비행기의 사용을 통해 크게 극복되나, 이 방법은 정규비행부 대의 훈련용으로는 무인기 표적 및 실탄등의 고가로 인해 엄청나게 비싸다. 또한, 실탄의 사용과 표적파편의 발생은 비행안전 문제점을 유발하고 떨어지는 파편으로 생기는 위험으로 인해 훈련에 필요한 공간을 구속한다. 또한 무인기의 경우, 비싼 제어시스템이 요구되며 무인기자체가 단지 한번밖에 사용되지 않는다. 예인표적이 사용될 때, 그 가격은 견인항공기 및 견인항공기에 대한 부가적인 조종사의 필요로 인해 증가된다.

가격 및 안전도 문제점에 부가하여 실제 사격의 결과를 스코어링 할 때 잘못된 거리의 측정방법이 만족스럽지 못하다. 종래 기슬의 표적을 사용할 때는 실제로 구멍이 난 표적의 원 만이 확실히 스코어될 수 있다. 또한 조종사에 의해 실제로 발생된 정밀한 작용이 조준 비데오 테이프상에 기록된 관련적중 및 비적중으로부터 무엇을 초래하는지를 정확하게 결정하기 어렵다.

그러나, 가장 심각한 문제는 표적기동성의 실제감 부족이다. 작고 비기동성인 표적에 대한 유효사격으로 개발된 기술은 실제의 공중전에서 만나는 크고포착하기 어려운 표적의 유효사격에 대해 부정확할 수도 있다.

종래 기술에서는 모의항공기 표적에 대한 실탄사격보다는 실제의 유인항공기 표적에 대한 모의총탄의 사격이 시도되었었다. 그러나, 이러한 실제 시간시스템은 사격된 버스트(burst)당 적중수를 조종실에서 산정 표시하기 위하여 표적의 자동각도 및 사거리 추정능력이 요구되었다. 이러한 표적추적이 바람직하지만, 비록 이자동추적능력이 사격되는 실제 또는 모의항공기에 유용하더라도 각도추적기 및 사거리추적기의 자동추적을 달성하는데 충분한 시간이 이용되지 못하는 실제의 공대공 총격상황이 많이 생긴다.

따라서, 본 발명의 목적은 표적으로 실제 항공기가 사용되는 개량된 항공기 사격훈련 및 평가시스템을 제공하는 것이다.

이후에 설명되고 실시된 본 발명에 의한 전술한 목적을 달성하기 위해, 모의사격정밀도의 평가 및 포격훈련에 대한 항공기용 사격모의시스템은 총포작동자에 대한 표적을 포함하는 사계(射界)를 나타내는 조준파넬과, 항공기의 동작을 표시한 데이타 신호를 발생시키기 위한 장치와, 모의총탄을 나타내고 표시하기 위한 표시장치와, 표적에서 항공기의 총격을 모의하기 위해 작동자에 의해 제어되는 장치와, 항공기의 모의총격에 반응하여 모의총탄을 나타내도록 표시장치의 동작을 제어하고 상기 데이타 신호에 반응하여 표시된 각각의 모의총탄의 모의탄도로를 표시하여 모의총탄의 상기 탄도로 표시는 항공기의 총포로부터 발사된 실제 총탄에 따르는 실제탄도로를 나타내도록 하기 위한 장치를 포함한다.

본 명세서의 부분을 구성하며 또한 연합되는 동봉된 도면들은 본 발명의 원리를 설명하기 위한 묘사와 함께 본 발명의 한 실시예를 도시한다.

제1도를 참조하면, 본 발명이 실제표적에서 발사된 모의총탄의 원리를 사용한 것을 알 수 있다. 이것은 공격하는 항공기의 총포작동자(조종사)에 의해 사용되어 헤드-업 표시(HUD) 상에 가정된 총탄의 탄도를 추적하는 영상 또는 "점"의 돌출에 의해 달성된다. 이것은 실탄의 경우 추적원이 사용되는 방법과 본질적으로 같은 방법으로 표적을 향해 이동하는 점으로서 모의총탄의 탄도를 조종사가 관찰할 수 있게한다.

교대로, 점들은 사격카메라 시스템내에서만 표시되고 조종사의 능력을 산정하여 후에 사용되기 위해 기록된다. 이것은 조종사의 실제사계를 기록하도록 위치 될 수 있거나 또는 위치될 수 없는 총포카메라(72)(제3도)의 사계상의 점표시를 중첩시키는데 의해 실행될 수 있다.

본 경우에, 표시된 "점"들은 총탄자체를 직접 나타내지는 않고, 그보다 두 점은 각각의 총탄에 대해돌출되고 총탄위치(실제로 표시될 필요가 없는)는 두점간의 중간이다. 이 원리가 제1도에 도시되며, 여기에서 점(b ₁₁ , b ₁₂ )은 조종사가 트리거를 누른 후 발사된 제1모의원의 모의탄도로부터 동일거리이다. 원 자체의 위치는 점(b ₁₁ , b ₁₂ ) 사이의 중간이다. 점(b ₂₁ , b ₂₂ ), (b ₃₁ , b ₃₂ ) 및 (b ₄₁ , b ₄₂ )는 각각 발사된 제2, 제3 및 제4모의원으로부터 동등거리이다.

표적 T는 점들의 쌍에 관해도시되며 한 쌍의 점간의 거리는 예를들면, 항공기 날개길이와 같은 표적의 공지된 규격에 동일하도록 선택된다. 점들의 모의 원위치가 총구로부터 이것의 탄도로를 따라 이동되는 것과 같이 집중되도록 표시된다. 표시원이 표적사거리일 때 점은 원을 나타내는 한쌍의 점들간의 가로분리를 관찰하는데 의해 결정된다. 점들간의 거리가 선택된 표적규격에 동일할 때, 원은 표적의 평면내이다.

이중 점들의 사용은 총탄이 표적면을 통해 관통되는 점을 결정하도록 카메라(72)에 의해 발생된필름 또는 비데오테이프의 사후 관찰을 통해 조종사 또는 조종상의 능력을 평가하는 사람에 의해 사용된다. 이 점에서 표적영상을 씌운 원이 적중된다. 그러므로 이 모의총탄표시 시스템은 모의 표적기술 및 실추적원의 종래의 사용보다 훨씬 정확하고 유용한 조종사 능력평가를 제공한다.

이 시스템에 의해 측정될 수 있는 표적사거리의 정밀도는 "적중"이 선택된 표적규격 및 점공간의 일치성에 의해 가시적으로 결정되므로 비데오테이프의 필름해상도에 의해 크게 제한된다. 요즈음 가장 좋은 HUD작동을 위해, 카메라필름 해상도는 정상적인 밝기하에서 약 0.5밀리라디안(mr)이다.

제2도는 다음과 같이 가정된 상태에 대한 도표 A, B, C 셋트를 도시한다. 항공기발사의 실제풍속은 약 450노트(약 시속 800킬로미터 : 800km/hr)이다. "표적항공기는 F.4 전투기이다. 두 항공기가 만나는 고도는 3000미터이다. 발포 항공기는 4.5G의 가속도를 가지며 여기에서 G'=980cm/sec ² 이고, 가속은 지구중력에 기인한다.

제2도의 수평측은 사거리 즉 두 항공기의 떨어진 거리를 미터로 나타낸다. 수직측은 발포항공기로속터 관측된 각도를 밀리라디안(mr)으로 표시한다. 그래프 A는 사거리함수로서 30°의 종횡각에서 표적항공기에 의한 현 각도를 mr로 반사시킨다. 그래프 B는 2mr 부정확한 10m거리의 표적에 대한 부정확한 산정에 좌우되는 통상의 항공기 레이다 산정에 의해 계산된 사거리함수의 총탄 비적중오차(mr로)를 나타낸다. 그래프 C는 언급된 0.5mr 카메라필름 해상도에 기인하는 0.5mr의 부정확도에 좌우되는 소위 "시력거리미터법"에 의해 계산된 총탄 비적중오차를 mr로 나타낸다. 시력거리 미터법은 500m로 상승하는 거리에 대한표적거리를 산정하는 통상의 항공기 레이다 보다 더욱 정밀함은 명백하다. 총탄충격오차의 불명은 약 800m의 사거리를 벗어난 통상의 표적규격내이다.

만약 레이다 자동추적이 달성된다면, 각각의 모의 원이 표적사거리를 통과할 때의 시간에서 점은 발사시간에 항공기의 동작특성과 공지된 반도학 변수로부터의 비행으로 결정될 수 있다. 이 점은 제때에 조종사와 비데오테이프 또는 다른 필름상에 직접 기록되어 표시될 수 있다. 그리하여 시력거리법은 레이다 자동추적 없이 단거리 즉, 500m 이하의 더욱 정확한 오차평가법으로 사용될 수 있고 기록된 데이타가 분석되어질 때 장거리의 후진평가법으로 사용될 수 있다.

평가표시는 표적날개길이를 0으로 감소시키는데 의해 간단히 검사비행될 수 있고, 그것이 쉽게 관측될 수 있고 사진으로 찍힐 수 있는 상태하에서 실추적자를 발사하여 될 수도 있다. 실제 및 모의원 사이는 항공기가 기동되므로 일대일로 대응되어야만 하고, 반면에 원은 비행된다. 정상적인 작동상태하에서, 이것은 또한 조종사에게 항공기 총포의 조준정밀도를 체크하기 위한 유효한 방법을 제공한다.

예를들면, 앞서 기술된 모의발사의 정확한 표적날개길이가 공지된 실제의 표적날개길이 및 사용된 값으로 제공되어야 하는 제한은 없다. 이것은 정밀도에 대한 데이타 감소를 복잡하게 하나 유용한 결과가 얻어질 수 있다.

사격평가표시가 총포를 조준하기 위한 조종사에 의해 사용된 동일한 HUD에 포함될 때, 조종사는 훈련연습 동안 표적에 발사하는 무기의 발사감각을 가지며 결과의 조속한 반송의 유용등급을 제공한다. 그러나, 만약 정상조준으로 평가표시를 포함하는데 의해 조종사의 정신이 산란하게 된다면, 모의원은 조준 TV 카메라에 의해 발생된 비데오테이프상에 겹쳐진다.

제3도는 본 발명의 적합한 실시예에 의한 조준시스템의 계통도이다. B에 위치된 조종사(총포작동자)는 종래의 HUD 형태에 의해 배열된 결합유리파넬(22)을 통해 사계로 표시된다. 조종사의 사계는 표적에 대한 조준선(11)을 포함한다.

여기에 실시된 바와 같이, 모의총탄점 또는 탄도표시를 표시 및 나타내기 위한 표시장치는 음극선관(CRT)(26)과 조준렌즈(27)를 포함하고 결합유리(22)를 통해 조종사의 사계상에 조망표시가 돌출하도록 작동하는 조망표시유니트(24)를 포함한다. 조준렌즈(27)는 표시영상을 접속시키는데 사용되며 따라서, 그것들은 무한, 예를들면, 표적구역으로부터 방사되어 조종사에게 전해진다. 이 조준장치는 HUD 시스템과 관련되어 공지되어 있고 시차문제점을 제거하는데 사용되며 시스템의 정밀도 감소없이 조망사계내에 조종사의 머리가 자유롭게 이동되는 것을 허용한다.

여기에 사용된 바와 같이, 표시유니트(24)는 기호발생기(28) 및 디지탈컴퓨터(30)를 포함하는 제어장치(25)로부터 수신된 제어신호에 의하여 총탄탄도표시 또는 점들을 돌출시킨다. 후자의 장치는 복수의 데이타입력원(34), (36) 및 (38)을 포함하고 항공기동작을 묘사하는 데이타신호를 발생시키기 위한 장치로부터 아나로그-디지탈(A/D) 변환기 유니트(32)를 통하여 입력을 수신한다.

풍속데이타발생기(34)는 각각 항공기의 실제풍속 V _a , 공격총포각도 α _g 및 상대적인 공기밀도 ρ/ρ _o 를 나타내는 선(52), (54) 및 (56)으로 A/D 유니트(32)에 신호를 공급한다. 이들 신호는 A/D 변환기 유니트(32)에 의해 인코드되고 데이타버스(64)를 통해 컴퓨터(30)로 이송된다.

관성데이타발생기(36)는 각각 자체항공기의 착륙가속도 Aw, 롤비율(roll rate)p, 피치비율 q, 흔들림비율 r을 나타내는 신호를 선(58), (60), (62) 및 (64)에 제공한다. 이들 신호는 또한 A/D 변환기(32)로 인코드되고 데이타버스(64)를 통해 컴퓨터(30)로 이송된다.

여기에 사용된 바와 같이, 항공기총포의 발사를 모의하기 위해 작동자에 의해 제어된 장치는 조종사에 의해 총포트리거의 작용을 나타내는 신호 T와 표적의 동일형태에 상응하는 신호 AS를 공급하는 트리거서브시스템(38)을 포함한다. 신호 T는 단일 총탄의 발사를 나타내는 단일 펄스일 수 있고 더욱 유사하게 표적에 연속 발사된 일련의 총탄에 상응하는 일련의 펄스일 수도있다. 이들 신호는 A/D 변환기(32)에 공급되고 데이타 버스(64)를 통하여 컴퓨터(30)에 공급된다.

디지탈컴퓨터와 HUD와 최신전투기용에 적합한 관성 및 풍속데이타 감지기는 제3도에 도시된 표시의 기계화에 충분하다. 통상의 감지기 필요조건은 다음과 같다.

실제풍속 30 내지 300m/sec±2%

피치비율 -6°내지 +30°/sec±0.05°/sec

공격각도 0 내지 20°±1°

흔들림비율 20°/sec±0.05°/sec

상대공기밀도 0.2 내지 1.1±5%

롤비율 200°/sec±0.5°/sec

정상가속 -1 내지 +7G'±0.1G'

비데오테이프 카메라(72)는 조종사의 조망파넬(22)을 통해 자신의 조준을 기록하도록 위치된다. 따라서 총탄탄도표시 또는 점들의 표적 및 접근기류는 나중의 분석 및 평가를 위해 비데오테이프상에 기록될 수 있다.

표적항공기가 적중되도록 모의총탄이 정확히 조준되는지의 여부를 결정하기 위하여, 모의총탄의 탄도를 산정하는게 필요하다. 이 산정은 모의총탄발사시에 총탄의 총구속도와, 총탄탄도의 중력에 의한 영향과 공기 밀도 및 다른 요인들의 항공기속도 및 방향을 참작해야만 한다.

제4도는 발사 후 어떤 점에서 총탄의 탄도를 묘사하는 총탄속도벡터

및 사거리벡터 의 성분을 기하학적으로 도시한다. 발포항공기의 위치는 원래의 a/c 점에 관한 세공간규격을 측을 따른 유니트벡트를 나타내는 성분 , 및 및 원래 a/c 점에 의해 표시된다. 유니트벡터 는 항공기의 우측날개를 따르며, 유니트벡터 는 총구축을 따르며, 유니트벡터 는 관례에 의해 날개에 대한 정상방향내의 하방을 따른다. 유니트벡터 는 표적에 대한 조준선을 따른다. 벡터 는 총구속도 V

_m 의 스칼라 및 유니트 벡터 의 곱이다. 항공기의 실제충속은 벡터 에 의해 한정된다.

벡터

및 을 산정하기 위한 방법은 많고 디지탈컴퓨터로 사용하기 적절한 특정한 것은 폐쇄루프집적이고 여기에서 총탄에 따른 작용력을 묘사하는 적분등식의 제1차적분은 다른 방법으로 초래되는 오차에 대한 약간의 교정을 포함하는데 의해 충분히 정확하게 이루어진다.

발사후 주어진 시간동안 기단(airmass)에서 총탄 R _b 에 의해 이동된 거리스칼라는 다음과 같다.

여기에서

이고 k _o 는 탄도계수로서 대략 0.00625

=0.36 rad/sec 이고 ρ/ρ

_o 는 상대적인 공 기밀도로서 0.2 내지 1.1이다.

후에 부가될 중력의 영항을 제외하면, R _b 의 방향은 정확하게 내부총탄속도의 방향을 따르고,

=

_a +

_m (2)

따라서

V _o 는 관성계내에서 일정하고 시간 t=0 에서 총탄의 가속은

에서 통상적으로 는 를 의미하고 x는 벡터곱을 의미하며 이고, p, q 및 r은 각각 관성데이타발생기(제3도)에 의해 결정된 앞서 설명된 롤, 피치 및 흔들림비율이므로, Vb

₍₀₎ 는 항공기 좌표시스템 , , 내에서 관측될 필요가 있다.

따라서

α _o 는=0에서 (발사시간)총포의 공격각도

β _o 는=0에서 측면슬립각도

는 , , 의 각도비율이다.

그러므로

그리하여

, , 에서 관측된 바와같이 총탄 내부속도성분은

만약 발사점으로부터의 자체항공기 위치이동이

일 경우, 원에 대한 거리벡터는

a

_b = b- a (10)

이다.

가 좌표내에서 결정되는 것도 필수적이다.

공기예인효과를 포함하는 총탄의 총중력 강하는 형성될 3/2압력예인법에 대해 쉽게 도시된다.

여기에서 g=G'=980cm/sec ² 이고

(18)의 고도 및 선회성분은 각각

이고 여기에서 θ는 항공기피차자세이고, ψ는 항공기롤 자세이다.

한쌍의 모의총탄에 대해 표시될 고도 및 선회좌표각은 각각

이고 여기에서 Z _p 는 총포 대조준 시차 : 0≤Z _p ≤6m이고 w는 표적날개길이이다.

λ _v , λ _W1 및 λ _W2 에 대한 이들 표시식은 적절한 근사치로 유도된 어떤 항을 대치하여 단순화될 수 있다. 특히, (15)식의 우측의 제2 및 제3항은 거의 모든 공대공 총포류상항의 관점에 대해 무시될 수 있다. 이 근사치로부터 초래되는 최대오차는 ω _v R _aw 항을 산정하여 평가된다.

ω _v =0.25rad/sec, V _a =270m/sec를 위해 T _f (총탄 비행시간)은 1초이고 α=0.2rad이며,

이것은 사거리의 무시할 수 있는 오차이다.

유사한 식(7)의 근사법은 적절하지 않다. 왜냐하면 상응하는 사거리 오차는 (23)에서의 것보다 큰 크기이기 때문이다.

그러나, 잠정적으로 중요한 오차원은 증분디지탈 산정의 유한비로 부터 초래될 수 있다. 이 오차의 측정은 식(8) 및 (9)의 분석으로 부터 얻어질 수 있다. 각각의 중분산정시간 간격 Δt 동안 디지탈 적분으로부터 초래되는 고도각오차 ε는 대략

이고 여기에서 통상적으로 이다. 특정한 비행시간에서의 전체고도 각 오차는

이고 여기에서 n은 산정간격수이다.

비록 이 오차가 작더라도, 전체적으로 무시될 수는 없다. 그러나, 이것이 작기 때문에 고도각의 최종산정에 측정오차(31)를 간단히 부가하여 교정할 수 있다. 선회오차는 식(8)에서 측정된다.

V _bov =ω _u V _bow -ω _w V _bou (33) 이것은 비행좌표 즉, ω _w

αω

_u (34)를 가정하도록 오차분석에 대해 충분히 정확하다.

만약 측면슬립을 발생시키도록 어떤 상당한 각도로 방향페달이 사용된다면, 제2항(ωV _bou )의 분석은 (31)의 개발에서 실행된 바와 같이 정확하게 처리된다. 본 경우 ω _w 는 약 100mr/sec이므로, 제1차 적분에 기인하여 상응하는 오차는 약 1mr(무시될 수 있음)이다.

전형적인 최대수는 ω _u =2rad/sec, λ _v =-250mr, Δt=0.0sec,ε ₂ =5mr 이다.

특히 이것은 가로오차이므로 무시되지 않는다. 그러므로 식(42)는 선회총탄 각도에 부가될 적절한 교정이다. 선회각도(22) 및 (23)은 충분한 정밀도로서 아크탄젠트 함수(arc tanfunction) 논증으로 근사될 수 있다.

tan ^-1 x=x-

···(43) 표 1은 x와 tan

^-1 x를 조사하여 제3차항( )

³ 을 생략하는데 기인하는 오차목록이다.

[표 1]

제3차항은 고도각에 필수적이나 선회각에는 무관하다.

발사된 모의총탄에 상응하는 각각의 점쌍에 대해 각도표시좌표 λ _v , λ _w1 및 λ _w2 를 유도하기 위한 상기식은 다음과 같이 요약될 수 있다.

1. 공기예인

2. 항공기( , , ) 좌표에서 관측된 초기총탄속도

3. 사격점에 관한 총탄사거리

R _au =τV _bou R _bv =τV _bou R _bw =τ _bow

4. 사격점에 관한 항공기사거리

5. 중력강하

6. 항공기에 관한 총탄사거리

R _abu =R _bu -R _au R _abv =R _bv -R _av R _abw =R _bw -R _aw

7. 조준각

상기 검토된 등식들이 항공총포의 실행에 뜻있는 결과를 제공하도록 총포사격 및 평가시스템 및 방법을 작용시키더라도, 항공기 레이다가 사거리 자동추적이 유효해지도록 사용될 때 중요한 부가적 능력을 얻을 수 있다. 점들의 순간위치가 표시되더라도 표적사거리에 점들 또는 원을 직접 표시하는 것도 가능하다.

이 방법의 장점은 다음과 같다.

1. 총탄 비적중 거리의 직접표시가 데이타감소를 매우 간단하게 한다.

2. 조종사는 사격효율의 결과를 비행시에 즉시 알 수 있다.

3. 장거리에서 비적중 거리가 더욱 정확하게 측정될 수 있다.

4. 총탄 비적중 거리의 측정여유도는 어떤 유용한 정보가 항상 얻어질 부가적인 정밀도 또는 보장성을 제공한다.

표적사거리에서 총탄의 각도위치는 총탄사거리가 표적사거리에 동일해지는 시간에 6mr원(분산) 형태로 표시된다. 간단하고 충분히 정확한 방법은 표적영역, 즉

u측 성분과 총탄위치의 u축을 비교하며 여기에서 R

_T 는 레이다로 부터의 표적사거리이고, λ

_tv 는 레이다 고도수평장치각도(ADL에 관한)이고, λ

_tw 는 레이다 선회수평장치각도이다. 총탄각도는 부등식(44)의 제1반복에서 대체된다.

공대공 총포류의 높은 각도비율 특성으로 인해, 컴퓨터 반복간의 어떤 중간항이 일반적으로 요구될 것이다.

예를들면, 200mr/sec의 각도비율을 위해, 0.02sec의 언급된 컴퓨터 반복시간간격 Δt는 연속적인 총탄각도간의 4mr 단계를 발생시킨다. 이것은 작지만 무시할 수 없는 오차이다.

ΔR _bt =R _abu 라 두면 (T _f )-R _T (T _f ) (45)는 부등식(44)의 만족후에 제1반복의 표적에서 총탄까지의 사거리 u 성분이다.

그러므로 표시전의 총탄사거리 성분에 대한 적절한 교정은

여기에서 ΔR

_abw (T

_f )는 총탄이 표적을 관통하는 간격등안 R

_abw (T

_f )의 변화이고 ΔR

_abu (T

_f )는 총탄이 표적을 관통하는 간격동안 R

_abu (T

_f )의 변화이다.

상당히 낮은 흔들림비율로 인해, R _av 에 대한 중간항은 무시된다.

그리하여 고도 및 선회각도 좌표는 상기 (7)식에서 요약된 식에 따라 산정된다.

제5도는 제3도의 컴퓨터(30)를 더욱 상세히 도시한다. 컴퓨터(30)는 타이밍회로(104) 및 메모리(106)와 상호 접속된 중앙처리유니트(102)를 포함한다. 중앙처리유니트(102)는 공기데이타발생기(34)와 입/출력제어(108)를 통하고 버스(64)를 통하여 트리거서브시스템(38) 및 관성데이타발생기(36)로부터의 출력을 수신한다. 유사하게, 중앙처리유니트(102)는 메모리(106)로부터 버스(66)에, 그리고 입/출력제어(108)를 통해 기호발생기(28)에 정보를 통과시킨다. 이 정보는 조준표시유니트(24)에 의해 결합유리(22) 상에 표시된 총탄탄도표시 또는 한쌍의 점들에 대한 각도좌표를 포함한다. 적절한 중앙처리유니트는 제너럴 이렉트릭사이에 제작된 MCP701A 디지탈 표시처리기이다.

양호한 실시예에서, 점들의 각도좌표는 상기 검토된 등식에 의하여 중앙처리유니트(102)에 의해 발생된다. 이들 계산을 실행하고 각도좌표를 발생시키기 위하여, 중앙처리유니트(102)는 필요한 작동을 실행하도록 프로그램된다.

제6a도 및 제6b도는 이 작업을 달성하기 위한 프로그램을 도시한다.

제7도는 계산을 실행하도록 필요한 데이타를 저장하기 위한 메모리(106)에 존재하는 데이타표를 도시한다.

제8도는 점들의 각도좌표를 저장하기 위한 메모리에 존재하는 표시표를 도시한다.

다음은 각도좌표를 계산하는데 사용된 데이타양에 대한 기억목록이다.

XC : MCP701A컴퓨터의 C레지스터

XA : MCP701A컴퓨터의 A레지스터

XB : MCP701A컴퓨터의 B레지스터

NBUT : 총탄흐름(최대 10)을 나타내도록 동시에 표시가능한 모의총탄의 번호.

KBUT : 포인터로서 사용된 NBUT와 초기가 동일하고 N번 감소된다.

ITMAX : 1에 동일한 상수 +(총비행수)/(반복비율)

TFF : 모의총탄에 대한 비행수

PG35 : 페이지 3스크랫치패드 메모리의 개시어드레스

DEND : 표시목록에 사용된 최종위치어드레스

DRANG : 발사항공기로부터 모의총탄까지 계산된 사거리

DMIN : 최소사거리를 체크하도록 설정된 상수

BIPAS : 만약 T(K)=0, DRANG＜DMIN 또는 총탄이 HUD의 사계에서 벗어난다면, 모의총탄을 표시하는 바이패스(bypass)에 대한 명령표시

TRFLGI : 트리거가 모의 총탄을 발사하도록 조여질때 1에 동일한 분리어셋트

BSC : 새로운 총탄이 개시될때를 가리키도록 사용된 알운터

제7도의 표는 각각의 모의총탄의 상태를 설명하는 데이타를 저장한다. 이 실시예에서, 각각의 표는 10개의 엔트리를 가지며 따라서 시스템은 10쌍의 총탄 탄도표시 즉, 10쌍의 점형태로 10개의 모의총탄을 동시에 표시하는 능력이 있다.

그 표에 저장되는 정보는 아래와 같은 것을 포함한다.

T(K) : 모의총탄에 대한 현재 비행시간

DRANG : 모의총탄증에 대한 사거리벡터

DVBV : V축을 다른 총탄증분속도

DVBV1 : 앞서 반복으로부터의 DVBV

DVBW : W축을 따른 총탄증분속도

RVDOT : 총탄의 V축 사거리비율

RVDOT ₁ : 앞선 반복으로부터의 RVDOT

RWDOT : 총탄의 W축 사거리비율

RWDOT ₁ : 앞선 반복으로부터의 RWDOT

AB : 총탄의 현재 가속도

VB : 총탄의 현재속도

DVB : 총탄속도 마이너스 항공기속도

UBW : W축 총탄속도

RVV : V축 총탄사거리

RVV ₁ : 앞선 반복으로부터의 RVV

RWW : W축 총탄사거리

RW, RVV ₁ 및 RWW 양은 모두 각각의 이들 양에 대해 2개의 저장어가 제공된 것을 의미하는 이중 정밀도이다.

제6a도를 참조하면, 발사평가 및 표시시스템의 작동은 PG35에 A레지스터 및 B레지스터를 셋트시켜 개시된다. K는 1에 셋트되고, KBUT는 NBUT에 셋트된다. 다음단계는 본 경우T(1)인 T(K)를 펫치(fetch)시키는 것이다. 이 양은 0에 대해 체크되고, 만약 0이면 총탄표의 그 엔트리는 작용하지 않고 총탄위치의 새 위치는 그 엔트리에 대해 요구되지 않는다. 이러한 경우, KBUT는 1에 의해 감소되고 이것이 0이면 볼 수 있도록 체크된다. 만약 KBUT가 0이면 총탄표의 모든 엔트리는 처리되고 어떤 잔여표시각도좌표를 새롭게 하도록 연속처리된다.

그러나, 만약 T(K)의 목록이 0이 아닐경우, 총탄표의 이 엔트리는 능동모의 총탄을 반사시키는 것을 나타내고, 양 T(K)는 양T(K)-1에 셋트된다. 비행시간은 TFF=(ITMAX-T(K)) 0.02로서 산정된다. 양 0.02는 시스템이 동시에 표시총탄(1)내지 (10)에 셋트되기 때문에 선택된다. 현재 10개의 총탄으로서 20ms의 방해시간이 최소이고 따라서, 양 ITMAX-T(K)는 실행된 반복수를 나타내고, 양 0.02는 반복간의 시간에 상응한다.

비행시간의 산정후 총탄K에 대한 새로운 총탄위치 TFF는 앞서의 등식에 의해 계산되고, 그 결과는 제7도에 도시된 총탄표의 K번째 엔트리에 기억된다. 다음에, 총탄의 수로 처리된 포인터 KBUT는 1에 의해 감소되고 만약 0이면 볼 수 있도록 체크된다. 그렇지않을 경우, A레지스터는 1에 의해 증분되고, B레지스터는 2에 의해 증분되며, K는 1에 의해 증분된다. 총탄표의 다음 엔트리는 상술된 방법으로 처리되고, 동일한 절차는 총탄표의 모든 엔트리가 호출되어 각각의 작용엔트리에 새로운 총탄위치가 계산되어 기억될때까지 반복적으로 실행된다.

이것이 한번 달성되어지면, A레지스터 및 B레지스터 PG35로 리셋트되고, C레지스터는 DEND에 셋트되며, K는 1에 리셋트되고, KBUT는 NBUT에 셋트된다. 처리는 제8도의 총탄표시목록에 기억된 총탄 한쌍의 점들 또는 각각의 총탄탄도표시에 대한 각도좌표를 연속적으로 새롭게한다.

이것은 총탄표T(K)(본 경우 K=1)의 제1엔트리를 우선 펫칭시켜 달성된다. 만약 T(K)가 0일 경우, 이 총탄표의 총탄 엔트리는 작용되지 않고 처리가 요구되지 않는다. 따라서, 컴퓨터작동은 BIPAS로 통과하고, 총탄표의 다음 엔트리를 심사하도록 준비된다. 그러나, 만약T(K)엔트리가 0이 아닐경우 총탄표의 그 총탄엔트리에 대한 DRANG는 최소표시사거리 DMIN에 대해 체크된다. 만약 DRANG가 DMIN 보다 작다면, 총탄표의 그 총탄엔트리에 대한 처리는 바이패스 된다. 그렇지 않다면, 모의총탄을 나타내는 한쌍의 점을 각각의 점에 대한 X및 Y위치는 컴퓨터(30)가 표시유니트(24)의 표시사거리를 벗어난 각도표시 좌표를 발생시키지 않는 것을 보장하도록 최대표시변수에 비교된다. 만약 이러한 경우일때, 총탄표의 그 총탄엔트리에 대한 다른 처리는 바이패스된다. 그러나 만약 X 및 Y 좌표가 표시한계내일 경우, 제7도의 총탄표의 이 총탄위치에 상응하는 제8도에 도시된 표시목록에 기억된 각도표시 좌표는 그 특정한 총탄엔트리에 대해 새롭게 계산된 총탄위치로 바뀐다.

제8도의 표시목록은 각각의 총탄에 대해 6개의 기억어를 사용한다. 이들 6개의 기억어는 차례로 각각 λ _v 및 λ _w1 에 상응하는 POSX, POSY이다. JM ₅ 명령은 각각 λ _v 및 λ _w1 에 상응하는 POSX, POSY 처리시에 처음 5개의 어와 다른 JM ₅ 명령을 점프하는것을 의미한다.

제8도에 도시된 총탄표시목록은 작용총탄위치 즉, 총탄(1)과 총탄(2) 및 (8)의 비작용 총탄위치(3)내지 (10)를 반사시킨다. 비작용 총탄위치에서, 제1기억어는 총탄표시목록의 그 엔트리에 대한 모든 처리를 바이패스시키도록 결과되는 JMP6명령이다.

총탄표시목록의 엔트리가 새로 결정된 총탄위치를 반사시키는 새로운 각도좌표로 한번 새롭게 되면, 엔트리T(K)는 이것이 1일 경우 볼 수 있도록 체크된다. 이렇게될 경우, 총탄표의 그 엔트리는 T(K)를 0에 셋트시키는데 의해 비작용된다. 이것은 총탄표의 그 엔트리에 상응하는 모의총탄에 대한 비행시간이 시스템내의 최대비행시간과 동일하여 그 특정한 총탄엔트리에 대한 점의 쌍들이 이미 표시되지 않을 것이기 때문에 실행된다.

제6a도에서 알 수 있는 바와 같이, 작동은 다음을 따른다. (1)BIPS 결정 (2)T(K)가 1인 결정(3)T(K)의 셋팅이 모두 동일하게 0이다.

이들 작동은 1에 의해 증분되는 A레지스터와 2에 의한 B레지스터의 증분과 6에 의한 C레지스터의 증분 및 1에 의한 K증분 및 1에 의한 KBUT의 감소를 포함한다. 만약 KBUT가 0이 아닐경우, 총탄표의 다음 엔트리는 총탄표시목록의 상응하는 엔트리를 새롭게 하기 위하여 전술된 방법으로 처리된다.

만약, 총탄표의 모든 엔트리가 처리되어졌다면, 즉, KBUT가 0이면, END루틴이 표시목록에 부하되고, 기호발생기는 조준파넬(22)상의 표시를 위한표시유니트에 각각의 점들의 각도 좌표를 전달시킨다. 점의 표시가 각도 표시좌표에 반응하여 달성되는 방법은 공지되어 있고 더 설명할 필요가 없다.

제6b도에 도시된 처리작동은 총포조작자 또는 조종사에 의해 다른 모의총탄의 발사에 반응하여 실행된다. 우선 트리거표지 TRFLG가 1일 경우를 보이도록 체크된다. 만약 그렇지않을 경우, 새 모의총탄은 발사되지 않고 처리는 제6a도의 도시된 총탄표의 새로운 루틴으로 환원된다. 만약 TRFLG가 1일 경우, 다른 트리거표지 TRFLG 역시이것이 1인 경우를 보여주도록 체크된다. 그렇게될 경우, 총탄카운터 BSC는 1에 의해 감소되고 이것이 0일 경우를 보이도록 체크된다. 만약 이것이 0이 아닐 경우 충분한 시간은 앞서의 총탄이 시스템내로 들어가지 않았고 제6도의 새로운 총탄위치루틴으로 복원되므로 통과되지 못한다.

그러나, 만약 BSC가 0일 경우, BSC는 리셋트된다. 즉, 본 경우 6에 셋트되고 새로운 엔트리가 제7도에 도시된 총탄표에 위치된다.

새 총탄엔트리가 총포조작자에 의해 트리거의 누름에 따라 즉시 총탄표에 위치될 수 없는 이유는 시스템이 한정된 총탄수 즉 본 경우 10개에 적응되도록 셋트되고 중앙처리유니트에 의해 처리속도에 기인하는 것이고, 트리거의 연속적인 가압은 총탄표의 엔트리수를 매우 신속하게 과유출시킬 수 있다. 시스템은 초당 최대주기시간에 대한 10개의 총탄을 표시하도록 조절되었으므로, 새총탄이 10초 간격으로 시스템에 들어간다.

새로운 모의총탄의 시스템 입장은 T(K)위치의 0엔트리에 대한 총탄표를 조사하는데 의해 달성된다. 만약 0엔트리가 발견되면, ITMAX는 총탄표의 검출위치에 대한 T(K)기억위치로 부하된다. 또한 어떤 변수의 기입이 이때 이루어지며, 공기데이타 감지기 및 관성데이타 감지기의 순간치가 총탄표의 그 엔트리에 적절한 형태로 기억된다. 이들 계시단계가 실행된 후, 처리는 제6a도의 새로운 총탄루틴으로 복원된다.

작동시에, B(제3도에 앉은 조종사는 그의 사계(11)에서 표적항공기를 조준한다. 조종사는 항공기의 총포에 대한 트리거 및 항공기선택기를 작용시켜 트리거 서브시스템을 작동시킨다. 항공기선택기는 표적항공기와 동일한 형태의 항공기선택펄스 AS를 발생시키고, 트리거 서브시스템은 트리거의 연속적인 가압 또는 각각의 가압에 대한 트리거퍼스 T를 발생시킨다. 이들 신호는 아나로그-디지탈 변환기(32)에 제공된다.

그동안, 공기데이타발생기(34)는 항공기의 속도 V _a 와 총포의 공격각도 α _g 및 상대적인 공기밀도 ρ에 대한 순간치를 제공한다. 이들 신호는 아나로그-디지탈 변환기(32)에 의해 유사하게 인코드된다. 관성데이타 발생기(36)는 또한 항공기 이륙가속도 A _w 와 롤비율 P, 피치비율 q 및 흔들림비율 r에 대한 순간치를 공급한다. 다시, 이들 신호는 아나로그-디지탈 변환기(32)에 의해 인코드되며 다른 입력으로 컴퓨터(30)에 공급된다.

컴퓨터(30)는 조종사에 의해 발사된 각각의 모의총탄에 대해 이것의 메모리에 기억된 총탄표의 엔트리를 만든다. 모의총탄의 탄도를 표시 및 산정하기 위한 모든 필요한정보는 총탄표의 상응하는 엔트리에 기억된다. 이 데이타로부터 컴퓨터는 각각의 모의총탄에 대한 사거리벡터 및 속도벡터를 계산한다. 각도 표시좌표는 특정한 시간길이 이상의 모의총탄의 탄도를 나타내는 방법으로 한쌍의 총탄탄도표시 또는 가시점이 표시될 수 있는 것과 같이 사거리벡터 및 속도벡터로부터 발생된다. 사거리벡터와 속도벡터 및 아울러 각도표시좌표를 산정하기 위해 필요한 등식은 이미 발표되었다.

점들에 대한 각도 표시좌표는 총탄표시목록에 기억된다. 주기적으로, 컴퓨터는 결합유리(22)상의 각각의 모의총탄에 상응하는 총탄탄도표시 또는 점을 돌출시키는 방법으로 표시유니트(24)를 제어하는 기호발생기(28)로 총탄표시목록의 내용을 전달한다. 이것은 표적항공기 및 점의 상대위치가 관찰될 수 있도록 조종사의 사계상에 점들을 중첩시킨다. 임의로, 카메라(72)는 카메라가 조종사에의 실제로 보여지는 것처럼 표적 및 점의 중첩영상을 비데오테이프상에 기록할 수 있도록 제어선(74)에 의해 표시유니트(24)에 결합된다.

컴퓨터는 실제 총탄이 표적에 접근하는 것처럼 점들이 표적에 접근되도록 각쌍의 표시점에 대한 탄도를 새롭게 한다. 이것은 점들간의 거리를 감소시키는데 의해 달성되고 반면에 점들의 표시위치는 연속적으로 새롭게 된다. 점들간의 관성분리는 트리거 서브시스템에 의해 발생된 표적동일신호 AS에 의하여 컴퓨터(30)로 계산된다. 이 분리는 예를들면, 항공기 날개길이와 같은, 확인된 표적의 어떤 규격함수이다. 점들의 집중은 증가된 거리를 가진 표적의 선택된 규격으로 명백하게 감소되도록 계산된다.

모의총탄에 의한 표적항공기의 적중은 점들이 표적의 선택된 규격과 같은 거리로 서로 분리되고 표적에 중첩되어질때 발생한다. 다시, 실예로서, 선택된 규격이 항공기의 날개길이일 경우, 점들은 표적에 직접 중첩된다. 이것은 모의총탄을 나타내는 점들에 의해 표적의 평면교차점에 상응한다.

교체실시예로서, 레이다유니트(31)는 레이다 자동추적에 의해 표적 R _t 에 대한 실거리를 제공하도록 사용될 수 있다. 주어진 이 실표적 사거리에서, 컴퓨터는 점들이 표적사거리에 도달되는 것을 가리키는 가시신호의 어떤 형태 또는 분산패턴을 발생시킨다. 만약 점들이 가시신호시에 표적위에 직접 중첩된다면, 이것은 점들에 의한 모의총탄이 표적항공기를 적중시켰다고 가정할 수 있다. 비데오 카메라(72)는 표적의 영상을 기록하고 점들의 위치와 점들이 표적범위에 도달할때 발생된 가시신호는 연속적으로 변한다.

레이다 자동추적으로서의 비데오테이프 사용 또는 레이다 자동 추적이 없는 비데오테이프 사용은 조종사의 발사기술 및 정밀도의 평가를 작용시키는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이것은 조종사의 사격기술연구에 기어하며 반면에 모의전투상황시의 표적으로 실제 항공기를 사용하며, 무인기 및 예인표적을 사용할 때의 앞서 언급된 단점을 제거한다.

본 기술상 숙련된 자들에게는 본 발명의 정신 또는 범주로서 벗어나지 않고도 여기에 기술된 실시시스템의 변경 또는 수정이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 예를들면, 시스템에 있어서, 10개 이상의 총탄이 동시에 표시될 수 있도록 사용될 수도 있으며 또한 두개이상의 점들이 각각의 모의총탄을 나타내는데 사용될 수도 있는 것등이다.