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A. KUHLENKAMP, résidant à BRAUNSCHWEIG (Allemagne).
DISPOSITIF DE VISEE ADAPTE A UNE ARME POUR TIRER SUR DES BUTS MOBILES,
NOTAMMENT CONTRE DES AVIONS.
On connaît des dispositifs de visée munis de dispositifs desti- nés à déterminer l'angle d'avance pour tirer sur des buts mobiles, notamment sur des avions,et dans lesquels le repère constitué par un trait radial est la direction apparente du vol, sur laquelle le point d'écart suivant lequel le pointeur doit viser le but est représenté par le résultat de la. multipli- cation de la vitesse estimée ou mesurée du but par la durée du vol du pro- jectile d'une manière appropriée. La base géométrique de ces dispositifs de visée repose sur les conditions des lois valables pour le plan de vol.
Dans ces conditions on entend (voir la tige 1) par plan de vol F le plan qui pas- se par le trajet rectiligne M-4L du but et qui coupe le plan horizontal H par une droite passant par l'emplacement il de la pièce ou de l'observateur.
Le trajet vrai du vol se trouve dans le plan de vol, ce trajet étant carac- térisé par les deux points de mesure M et M1 et par leurs projections M' et M1' dans le plan horizontal.Le plan de vol coupe la sphère supposée entou- rant l'emplacement de la pièce ou de l'observateur dans un grand cercle KM0- M10 qui représente le trajet apparent de l'avion. C'est sur ce grand cercle que se trouvent les points de mesure M0 - M10 dont les projections sur l'é- quateur KM0'-M10, ont été désignés par Mo, et M10'.Le trajet apparent de l'avion apparaît dans le champ visuel de l'observateur sous l'angle # (fige 2)
qui varie constamment en fonction de l'angle de direction et de l'angle de hauteur [gamma] ou de l'angle de direction #' dans le plan de vol et de l'angle d'inclinaison # du plan de volo
Dans les dispositifs de visée connus de ce genre la direction apparente du vol est déterminée une fois par le mouvement du but pour s'écar- ter du centre, le dispositif de visée étant maintenu immobile, après quoi
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cette direction est transformée par des moyens mécaniques en direction de vol vraie représentée dans le plan horizontale On détermine ensuite sur celle-ci,en y portant la droite de déplacement calculée d'après la vites- se estimée ou mesurée du but et la durée du vol du projectile, le point d'écart,
qui est reporté sur la direction apparente du vol, représentée dans le champ visuel du dispositif de visée et rendu visible à l'observa- teur. Les inconvénients de ce dispositif consistent notamment en ce que l'opération de pointage est discontinue par suite de la nécessité de lais- ser le but s'écarter, ainsi qu'en ce que la dépense pour les organes de mouvement est grande, et qu'il est nécessaire d'occuper d'autres servants au dispositif de viséeo
L'idée de l'invention vise également un dispositif de visée adapté à une arme pour lutter contre des buts mobiles, par exemple des avions au moyen d'un dispositif servant à déterminer l'angle d'avance et constitué par une sphère tournante sur la surface de laquelle se meut un galet en - traîné, mais évitant les inconvénients du dispositif actuel,
tout en ayant encore en même temps des effets constituant un progrès notable.Ces avanta- ges consistent notamment en ce que le fonctionnement du dispositif est con- tinu et automatiqueOn obtient ce résultat d'une faon très générale, sui- vant l'invention, grâce au fait que les grandeurs de mouvement du but sont déterminées automatiquement sous forme de direction apparente du vol et de vitesse angulaire momentanée dans le plan de vol, le galet entraîné étant déplacé dans deux plans décalés de 90 et proportionnellement à l'angle de hauteur et à l'angle de direction ou respectivement une fonction de l'angle de direction relativement à la surface de la sphère,
ce galet se plaçant dans la direction apparente du vol et sa vitesse de rotation étant propor- tionnelle à la vitesse momentanée de la vitesse angulaire de direction dans le plan du volo
La direction apparente du vol est convenablement représentée dans le champ visuel de la lunette ou du viseur, d'une manière connue, sous forme de trait de repère radial, ce trait portant toutefois des caractéris- tiques valables pour les différentes vitesses du but et se plaçant automa- tiquement sur l'angle d'avance momentané sur la direction apparente du vol.
Ceci résulte du fait que les courbes d'avance calculées pour un trajet de vo rectiligne en fonction de la direction apparente mesurée du vol (angle et angle de hauteur mesuré [gamma]) et représentées sur une plaque de ver- re sont projetées également dans le champ visuel du viseur à un endroit dé- terminé par le trait de repère radial.
Ces caractéristiques représentent alors les points d'écart que le servant doi maintenir en coïncidence avec le but
Suivant l'idée générale de l'invention une autre solution con- siste en ce que la direction du vol, qui est représentée mécaniquement dans le dispositif de visée, et l'angle d'avance, qui est déterminé mécanique- ment par des moyens comprenant des organes de mouvement sous forme de pro- duit de la durée de vol du projectile par la vitesse angulaire du but dans le plan de vol, est utilisé pour imprimer à l'axe optique du dispositif de visée un mouvement angulaire égal à cet angle d'avance dans le sens de la direction apparente du vol.
On entend ici par angle d'avance l'angle de direction # # formé dans le plan de vol entre la direction du but (direction optique) et celle du point d'impact (direction de l'axe du canon de la pièce).Si l'on considère notamment dans la fig. 1 M comme étant le point de mesure et M1 le point d'impact,? la courbe M0M10 est égale à l'avance dans le plan de vol, angle que l'on peut décomposer, ainsi qu'on peut le voir facilement, en composantes d'avance dans le plan de visée vertical et dans le plan ho- rizontal.
Suivant l'invention d'autres formes de construction résultent encore de ce qu'un réglage préalable sur des valeurs estimées est effectué
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à la main pour accélérer la détermination automatique de la direction appa- rente du vol. Il existe en outre un dispositif permettant de faire varier la sensibilité avec laquelle la direction apparente du vol s'établit auto- matiquement. Ce résultat est obtenu notamment par une variation voulue de la longueur d'entraînement du galet, qui se place automatiquement dans la direction apparente du vol par le mouvement sur la surface de la sphère.
Les figures des dessins ci-joints représentent des exemples de réalisation de l'idée de l'invention et montrent d'autres caractéristiques de celle-ci.
Dans la figo 3 le dispositif de visée est muni d'un mécanisme re- produisant les conditions de mouvement du but sur une sphère de rayon "un", dont le centre correspond à l'emplacement de l'observateur. A cet effet on peut faire tourner une sphère ou une calotte sphérique 1 suivant l'angle de direction # mesuré dans le plan horizontal et déplacer sur cette sphère ou calotte un galet 2, dit galet entraîné, tournant et appliqué sous une pres- sion de ressort, galet dont le déplacement est effectué suivant l'angle de hauteur [gamma] dans la direction du méridien de la calotte sphériqueo Le galet 2 se place alors dans la direction apparente du vol en tournant autour de l'axe perpendiculaire au méridien.
Suivant la fig. 4 une autre possibilité consiste à reproduire au point de contact momentané du galet entraîné ,2 avec la calotte sphérique 1 les conditions de vitesse qui existent à cet endroit. Deux composantes de vitesse se coupent toujours au point de contact, la vitesse angulaire dans le plan circulaire horizontal et la vitesse angulaire dans le plan du méri- dien.
La première se calcule d'après la vitesse angulaire en direction w6 dans le plan horizontal et l'angle de hauteur [gamma]et elle est égale à W # cos y et la deuxième résulte directement de la mesure direc- te de l'angle de hauteur et de sa variation w [gamma] La direction du mouve- ment momentané et la vitesse de mouvement sont données par la résultante des deux composantes, La détermination de cette résultante peut tre effec- tuée par la solution, au moyen d'organes de mouvement, de l'équation mathé- matique ou par la reproduction géométrique des triangles de vecteurs.
Dans ce cas on imprime par exemple à une calotte sphérique 4, fige 5 au moyen de !SI axe 2. un mouvement angulaire égal à l'angle de hauteur et l'on fait tourner cette calotte en mime temps dans le plan horizontal, au moyen de roues coniques 6, suivant l'angle de direction #. On obtient ainsi au point de contact de la calotte sphérique ;
avec la sphère .1 une vitesse d'entraînement W6cos [gamma]Un deuxième galet 8 appliqué sous une pression de ressort est décalé de 90 par rapport au plan d'entraînement et il en- traîne la sphère 7 suivant l'angle de hauteur [gamma] La vitesse résultante est prise par le galet entraîné % dont le mouvement angulaire autour de l'axe 10 indique la direction, angle et dont la rotation autour de l'a- xe 11 du galet indique la vitesse angulaire # 6
La direction apparente du vol et la vitesse angulaire dans le plan du vol sont toutefois les bases de la détermination du point où le but doit se trouver à l'expiration de la durée de vol du projectile.
Lorsque la lunette de pointage 12 est montée de la manière re- présentée dans la fige 6, cette lunette peut effectuer un mouvement angu- laire autour d'un axe perpendiculaire au plan de l'image. Cet axe 45 peut être amené, par rotation de la pièce de support 13, à une position quelcon- que dans le plan perpendiculaire au plan du dessins et parallèle au plan du support.Il ne peut donc que se trouver dans un plan perpendiculaire à la ligne de visée et non pas être dirigé vers l'avion. Si l'on fait tourner la vis sans fin 14 suivant l'angle # à partir d'une position de départ déterminée l'axe de rotation partielle de la lunette 12 se place perpendicu- lairement a la direction apparente du vol.
En faisant tourner la lunette 12 autour de cet axe on peut alors déterminer l'angle d'avance, qui est le pro- duit de la vitesse angulaire mesurée # (3 et de la durée # du vol du projectile. A cet effet, on déplace la plaque 15 axialement proportionnel-
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lement au produit G La Le tâteur 169 qui est solidaire de la lunette de pointage 12. est appliqué sur la plaque 15 par une pression de ressort.
Le déplacement de la plaque 15 est ainsi transformé en rotation proportion- nelle de la lunette de pointage.
Pour cela il faut d'abord déterminer le produit de la durée du vol du projectile par la vitesse angulaire mesuréeo A cet effet on utilise, par exemple un dispositif représenté dans la figo 7. Un cône à friction 17 est animé d'un mouvement de rotation à une vitesse constante par un moteur à ressort 18. qui est remonté continuellement par le mouvement des volants de pointage.
Le galet 12'dont l'axe est relié au disque à friction 21 par
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l'intermédiaire d'un différentiel 20 s'applique sur le cône à friction 17? Le galet frotteur 22 s'applique sur le disque 21; l'axe 2 de ce galet est entraîné par le galet entraîné 2. du mécanisme àsphère de la figo 5, de ma- nière que sa vitesse de rotation soit proportionnelle à la vitesse angulai-
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re G61l;: Le galet 22 est déplace radialement sur le disque z par la rota- tion du volant 24. Il en résulte pour le disque 21 une vitesse de rotation déterminée qui passe dans le différentiel 20.
D'autre part, le différentiel 20 reçoit aussi la vitesse de rotation du galet frotteur 19, vitesse qui ré- sulte de la position momentanée du galet frotteur 19 sur la surface exté-
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rieure du cône 1T. Si les deux vitesses de rotation ne coïncident pas, le galet frotteur 1; se déplace le long de la surface extérieure du cône jus- qu'à ce que l'égalité soit obtenue. On fait en sorte que la position du ga- let frotteur 19. soit proportionnelle à la valeur inverse de la durée de vol du projectile.A cet effet l'échelle graduée 25 porte des inscriptions cor- respondant à la distance, qui est mesurée continuellement et par conséquent connue, mais elle est graduée suivant la valeur inverse de la durée du vol du projectile.
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De cette manière, le produit W G .4sur le volant 2 4 est exact lorsque l'aiguille 26 se trouve, devant l'échelle 2J? sur la valeur connue de la distance. Il faut faire tourner le volant de manoeuvre 24 en consé-
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quenceo La valeur CO6 du volant sert alors directement à faire tourner la lunette 12 (fig. 6) hors de la position zéro, d'une valeur égale à l'an- gle d'avance.
On obtient une solution plus simple, relativement à la construc- tion, lorsque le poiht d'écart peut être représenté à l'intérieur du champ visuel 12 de la lunette, c'est-à-dire lorsque les angles d'avance sont plus petits que le champ visuel de la lunette.
Dans ce cas on peut renoncer au calcul mécanique des valeurs d'a- vance et les points d'écart peuvent *être représentés en fonction de la vites- se du but pour le vol horizontal rectiligne, de sorte que le servant peut choisir le point d'écart valable pour la vitesse du buta A cet effet, un dis-
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que opaque 2 (fige 8) portant les courbes transparentes 28 des valeurs d'a- vance pour des vitesses de 50 m/sec, 100 rn/sec., 200 m/sec, et 300 m/sec. par exemple pour le but est disposé par exemple dans le trajet des rayons de la source lumineuse d'un viseur à réflexion. Au-dessus du disque 27 il y a un disque 29. pourvu d'un évidement radial 30 qui représente la direction du vol dans le champ visuel du viseur sous la forme d'un trait lumineux radial.
Un mouvement de rotation est imprimé à la roue dentée 31 par l'intermédiaire de roues dentées 32, suivant la direction du vol, par le galet entraîné ,9. du mécanisme à sphère, fige 5, et le disque 29 est alors entraîné par l'axe
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3 qui est fixe dans le disque 31.
La position du disque 27 qui porte les courbes d'avance 28 se calcule, sur la base des relations angulaires sphériques, d'après l'angle de hauteur [gamma] et l'angle de direction apparente de vol suivant l'équa- tion.
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ctg <:5 1 t = ctg y e cos Il est donc nécessaire de former le produit ctg . cos au moyen d'or-
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ganes de mouvement et de représenter les courbes d'avance 28 en fonction de
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ctg f1 't Pour former le produit ctg . cos b on déplace le guide à anneau circulaire 3; par l'intermédiaire du plateau-came 3 dans le sens de la glissière à saignée l2 d'après la valeur ctg . Le guide â anneau circulaire 2A est exploré par le galet 33. qui tourne autour de l'axe 6.
En outre, comme le châssis 7 et l'axe 12. tournent proportionnellement à l'angle avec la roue dentée âl .9 il en résulte une rotation du châssis 37 avec le plateau à courbes 2± autour de l'axe deune man3.ére correspon- dant approximativement à la valeur de fonction ctg V -cosy , comme ce- la doit être suivant l'équation ci-dessus.
La direction du vol apparaît alors au servant dans le champ vi- suel du viseur sous forme de trait lumineux sur lequel on peut reconnaître les quatre points d'intersection avec les courbes d'avance. Le servant choi- sit un de ces points suivant la vitesse estimée du but et il pointe conti- nuellement sur l'avion au moyen de ce point. L'axe optique de la hausse, axe qui est parallèle à celui du tube du canon, est alors dirigé vers le point d'impact..
La fig. 5 représente l'ensemble du dispositif. Le mécanisme à sphère représenté à gauche et déjà mentionné plus haut est suivi du mécanis- me d'avance, qui est constitué par les éléments décrits relativement à la
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fig. 8. La source lumineuse 0 et le miroir .1 sont disposés au-dessous de ces éléments. Dans le mécanisme d'avance le plateau annulaire 34 est animé d'un mouvement angulaire suivant la cotangente de l'angle de hauteur, par
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l'intermédiaire du plateau-came 3J|o Un mouvement angulaire est imprimé au plateau réflecteur 42 autour de l'axe !il pour tenir compte approximative- ment de l'angle de hausse., au moyen d'un plateau-came 44tournant suivant l'angle de hauteur.
L'observateur qui regarde de droite a gauche aperçoit
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sur le plateau réflecteur it2:. le trait lumineux qui indique la direction du vol, ainsi que les points d'écart et l'avion qu'il doit maintenir en concor- dance avec le point d'écart choisie La manière dont le dispositif se com- porte est influencée par les propriétés dynamiques qui se manifestent en ce que les valeurs d'avance sont instables par suite d'une trop grande sensi- bilité et rendent plus difficile une visée régulière,ou présentent des dé- fauts de retardement d'une grandeur inadmissible à cause d'une trop grande inertie. C'est pourquoi il faut prendre des mesures permettant de détermi- ner la sensibilité voulue du dispositif terminé, d'après des essais.
A cet
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effet, on peut faire en sorte que la longueur d'entraînement ,a du galet en- traîné 9, fig. 5,soit réglable, ou bien on peut faire varier les rapports de transmission dans le dispositif d'entraînement de la sphère 7, c'est-à- dire les vitesses de rotation du galet 8 et de la calotte 4.
En outre., pour accélérer le premier réglage du galet entraîné 9, pour l'amener dans la direction apparente du vol, direction qu'il s'a-
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git de mesurer., une "poignée de direction du vol"? poignée qui aboutit à l'extérieur, peut être reliée par exemple à l'axe 10 du galet entraîné 9, fig 5, et le servant peut établir la direction duvol sur cette poignée d'après son estimation. Dans ce cas le dispositif de mesure n'a plus besoin de régler le galet entraîné ± sur la valeur exacte que par la rotation de correction indispensable.
Enfin il est encore possible de rendre la variation continue de la direction apparente du vol plus stable et plus uniforme en utilisant la condition de loi géométrique suivante. Comme le montre la fige 1, la va-
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riation9 dans le temps, de l'angle q de la direction de vol apparente est reliée à la variation de l'angle de hauteur par une fonction ma- thématique pour un plan de vol donné (angle d'inclinaison 1:')e On peut donc, après avoir déterminé l'angle # une première fois à l'aide des mo- yens que l'on a décrits, déterminer l'angle d'inclinaison # du plan de vol d'après la relation
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puis l'angle de la direction de vol apparente, pour un angle fixé et pour un angle de hauteur [gamma]déterminé en outre continuellement par la poursuite du but.
Les fluctuations de l'angle # ne dépendent alors plus que des fluctuations résultant de l'angle de hauteur.
Il est naturellement possible aussi d'utiliser l'idée générale de l'invention, qui permet de déterminer la direction apparente du vol et la vitesse angulaire dans le plan de vol,non pas pour représenter les points d'écart dans le champ visuel du viseur ou pour déplacer l'axe optique d'une lunette, mais pour servir de valeurs de calcul dans un appareil de comman- dement et de base pour le calcul des coordonnées du point d'impact, ces coordonnées étant ensuite transmises aux pièces d'artillerie sous forme d'an- gle de direction, d'inclinaison du canon en hauteur ou de point de déboucha- ge de la fusée.
REVENDICATIONS. le ) Dispositif de visée adapté à une arme pour tirer sur des buts mobilesnotamment des avions, au moyen d'un dispositif servantà déter- miner l'angle d'avance, constitué par une sphère tournante sur la surface de laquelle se déplace un galet entraînée caractérisé en ce que les grandeurs de mouvement du but sont déterminées automatiquement sous forme de direction apparente du vol et de vitesse angulaire momentanée dans le plan de vol, par le fait que le galet entraîné est déplacé, dans deux plans décalés de 90 , proportionnellement à l'angle de hauteur et à l'angle de direction ou à une fonction de l'angle de direction relativement à la surface de la sphère, le galet se plaçant dans la direction apparente de vol, et sa vitesse de rota- tion étant proportionnelle à la vitesse angulaire en direction dans le plan de vol.
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A. KUHLENKAMP, residing in BRAUNSCHWEIG (Germany).
SIGHTING DEVICE ADAPTED TO A WEAPON FOR SHOOTING AT MOBILE GOALS,
ESPECIALLY AGAINST AIRCRAFT.
Sighting devices are known provided with devices intended to determine the angle of advance in order to shoot at mobile targets, in particular on airplanes, and in which the mark constituted by a radial line is the apparent direction of flight, on in which the point of difference following which the pointer must aim at the goal is represented by the result of the. multiplying the estimated or measured speed of the goal by the duration of the flight of the projectile in an appropriate manner. The geometric basis of these sighting devices rests on the conditions of the laws valid for the flight plan.
In these conditions we mean (see rod 1) by flight plan F the plane which passes through the rectilinear path M-4L of the goal and which intersects the horizontal plane H by a straight line passing through the location il of the part or the observer.
The true flight path is in the flight plan, this path being characterized by the two measurement points M and M1 and by their projections M 'and M1' in the horizontal plane. The flight plan intersects the supposed sphere surrounding the location of the part or the observer in a large circle KM0- M10 which represents the apparent path of the airplane. It is on this large circle that the measurement points M0 - M10 are found, the projections of which on the equator KM0'-M10, have been designated by Mo, and M10 '. The apparent path of the airplane appears in the visual field of the observer under the angle # (freeze 2)
which constantly varies according to the steering angle and the height angle [gamma] or the steering angle # 'in the flight plane and the bank angle # of the flight plane
In known sighting devices of this kind the apparent direction of flight is determined once by the movement of the goal away from the center, the sighting device being kept stationary, after which
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this direction is transformed by mechanical means into the true direction of flight represented in the horizontal plane. We then determine on this one, by placing there the line of displacement calculated according to the estimated or measured speed of the goal and the duration of the the flight of the projectile, the point of departure,
which is transferred to the apparent direction of flight, represented in the visual field of the sighting device and made visible to the observer. The drawbacks of this device consist in particular in that the aiming operation is discontinuous owing to the need to allow the goal to deviate, as well as in that the expense for the movement members is great, and that '' it is necessary to occupy other servants with the aiming device
The idea of the invention is also aimed at a sighting device suitable for a weapon to fight against mobile goals, for example airplanes by means of a device serving to determine the angle of advance and consisting of a rotating sphere on the surface of which moves a dragged roller, but avoiding the drawbacks of the current device,
while still having at the same time effects constituting significant progress. These advantages consist in particular in that the operation of the device is continuous and automatic. This result is obtained in a very general way, according to the invention, thanks to the fact that the movement quantities of the goal are determined automatically in the form of the apparent direction of flight and of the momentary angular speed in the flight plan, the driven roller being moved in two planes offset by 90 and in proportion to the height angle and the direction angle or respectively a function of the direction angle relative to the surface of the sphere,
this roller being placed in the apparent direction of flight and its speed of rotation being proportional to the momentary speed of the angular speed of direction in the plane of the flight
The apparent direction of flight is suitably represented in the field of view of the telescope or the sight, in a known manner, in the form of a radial reference line, this line however bearing characteristics valid for the various target speeds and is automatically placing on the momentary advance angle on the apparent direction of flight.
This results from the fact that the advance curves calculated for a rectilinear flight path as a function of the measured apparent direction of flight (measured angle and height angle [gamma]) and represented on a glass plate are also projected in the viewfinder visual field at a location defined by the radial reference line.
These characteristics then represent the points of gap that the servant must maintain in line with the goal.
According to the general idea of the invention, another solution consists in that the direction of flight, which is represented mechanically in the sighting device, and the angle of advance, which is determined mechanically by means comprising movement members as a product of the duration of flight of the projectile by the angular velocity of the goal in the flight plan, is used to impart to the optical axis of the sighting device an angular movement equal to this angle in advance in the direction of the apparent direction of flight.
By advance angle is meant here the direction angle # # formed in the flight plane between the direction of the goal (optical direction) and that of the point of impact (direction of the axis of the gun of the part). If we consider in particular in FIG. 1 M as the point of measurement and M1 the point of impact ,? the curve M0M10 is equal to the advance in the flight plan, an angle which can be broken down, as one can easily see it, into components of advance in the vertical sight plane and in the horizontal plane .
According to the invention, other forms of construction still result from the fact that a preliminary adjustment on estimated values is carried out.
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by hand to speed up the automatic determination of the apparent direction of flight. There is also a device making it possible to vary the sensitivity with which the apparent direction of flight is established automatically. This result is obtained in particular by a desired variation in the driving length of the roller, which is placed automatically in the apparent direction of flight by the movement on the surface of the sphere.
The figures of the accompanying drawings represent embodiments of the idea of the invention and show other features thereof.
In figo 3 the sighting device is provided with a mechanism reproducing the conditions of movement of the goal on a sphere of radius "one", the center of which corresponds to the position of the observer. For this purpose, it is possible to make a sphere or a spherical cap 1 turn according to the direction angle # measured in the horizontal plane and to move on this sphere or cap a roller 2, called a driven roller, rotating and applied under a pressure of spring, roller whose displacement is carried out according to the height angle [gamma] in the direction of the meridian of the spherical capo The roller 2 is then placed in the apparent direction of flight by rotating around the axis perpendicular to the meridian.
According to fig. 4 another possibility consists in reproducing at the momentary point of contact of the driven roller, 2 with the spherical cap 1, the speed conditions which exist at this point. Two velocity components always intersect at the point of contact, the angular velocity in the horizontal circular plane and the angular velocity in the meridian plane.
The first is calculated from the angular velocity in direction w6 in the horizontal plane and the height angle [gamma] and it is equal to W # cos y and the second results directly from the direct measurement of the angle of height and of its variation w [gamma] The direction of the momentary movement and the speed of movement are given by the resultant of the two components. The determination of this resultant can be carried out by the solution, by means of organs of motion, of the mathematical equation or by the geometric reproduction of vector triangles.
In this case, for example, on a spherical cap 4, freezes 5 by means of! SI axis 2, an angular movement equal to the height angle is printed and this cap is rotated at the same time in the horizontal plane, at means of bevel wheels 6, depending on the steering angle #. This gives the point of contact of the spherical cap;
with the sphere .1 a drive speed W6cos [gamma] A second roller 8 applied under a spring pressure is offset by 90 with respect to the drive plane and it drives the sphere 7 according to the height angle [ gamma] The resulting speed is taken by the driven roller% whose angular movement around axis 10 indicates the direction, angle and whose rotation around pin 11 of the roller indicates angular speed # 6
The apparent direction of flight and the angular velocity in the plane of flight, however, are the basis for determining the point where the target should be at the expiration of the projectile's flight time.
When the sighting telescope 12 is mounted in the manner shown in figure 6, this telescope can perform an angular movement around an axis perpendicular to the plane of the image. This axis 45 can be brought, by rotation of the support piece 13, to any position in the plane perpendicular to the plane of the drawings and parallel to the plane of the support. It can therefore only be in a plane perpendicular to the line of sight and not be aimed at the aircraft. If the worm 14 is rotated along the angle # from a determined starting position the partial axis of rotation of the telescope 12 is placed perpendicular to the apparent direction of flight.
By rotating the telescope 12 around this axis, it is then possible to determine the angle of advance, which is the product of the measured angular speed # (3 and of the duration # of the flight of the projectile. To this end, we moves the plate 15 axially proportional-
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Lement to the product G La The feeler 169 which is integral with the aiming bezel 12. is applied to the plate 15 by spring pressure.
The displacement of the plate 15 is thus transformed into a proportional rotation of the pointing telescope.
For this it is first necessary to determine the product of the duration of the flight of the projectile by the angular speed measured. For this purpose, for example, a device shown in FIG. 7 is used. A friction cone 17 is driven by a movement of rotation at a constant speed by a spring motor 18. which is wound up continuously by the movement of the pointing wheels.
The roller 12 ', the axis of which is connected to the friction disc 21 by
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through a differential 20 is applied to the friction cone 17? The friction roller 22 is applied to the disc 21; the axis 2 of this roller is driven by the driven roller 2.of the spherical mechanism of fig. 5, so that its speed of rotation is proportional to the angular speed.
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re G61l ;: The roller 22 is moved radially on the disc z by the rotation of the flywheel 24. This results in the disc 21 at a determined speed of rotation which passes through the differential 20.
On the other hand, the differential 20 also receives the speed of rotation of the friction roller 19, a speed which results from the momentary position of the friction roller 19 on the outer surface.
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higher of the 1T cone. If the two rotational speeds do not coincide, the friction roller 1; moves along the outer surface of the cone until equality is achieved. The position of the friction roller 19. is made so that it is proportional to the inverse value of the duration of flight of the projectile. For this purpose the graduated scale 25 bears inscriptions corresponding to the distance, which is measured continuously. and therefore known, but it is graduated according to the inverse value of the duration of the flight of the projectile.
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In this way, the product W G. 4 on handwheel 2 4 is correct when needle 26 is, in front of scale 2J? on the known value of the distance. The handwheel 24 must be turned accordingly.
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quenceo The CO6 value of the handwheel is then used directly to turn the bezel 12 (fig. 6) out of the zero position, by a value equal to the advance angle.
A simpler solution is obtained, relatively to the construction, when the distance poiht can be represented within the visual field 12 of the telescope, that is to say when the angles of advance are greater. smaller than the field of view of the telescope.
In this case the mechanical calculation of the advance values can be dispensed with and the points of deviation can * be represented as a function of the speed of the goal for straight horizontal flight, so that the servant can choose the point difference valid for the speed of the buta For this purpose, a
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than opaque 2 (fig 8) carrying the transparent curves 28 of the advance values for speeds of 50 m / sec, 100 rn / sec., 200 m / sec, and 300 m / sec. for example for the purpose is arranged for example in the path of the rays of the light source of a reflective sight. Above the disc 27 there is a disc 29 provided with a radial recess 30 which represents the direction of flight in the field of view of the sight in the form of a radial light line.
A rotational movement is imparted to the toothed wheel 31 by means of toothed wheels 32, according to the direction of flight, by the driven roller, 9. of the ball mechanism, freezes 5, and the disc 29 is then driven by the axis
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3 which is fixed in the disc 31.
The position of the disc 27 which carries the advance curves 28 is calculated, on the basis of the spherical angular relations, from the height angle [gamma] and the apparent direction of flight angle according to the equation .
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ctg <: 5 1 t = ctg y e cos It is therefore necessary to form the product ctg. cos by means of gold-
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ganes of movement and to represent the advance curves 28 as a function of
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ctg f1 't To form the product ctg. cos b we move the circular ring guide 3; through the cam plate 3 in the direction of the groove slide l2 according to the value ctg. The circular ring guide 2A is explored by the roller 33. which rotates around the axis 6.
In addition, as the frame 7 and the axis 12. rotate in proportion to the angle with the toothed wheel â1 .9 this results in a rotation of the frame 37 with the curve plate 2 ± about the axis of a deune man3.ére. corresponding approximately to the function value ctg V -cosy, as it should be according to the above equation.
The direction of flight then appears to the servant in the sight field in the form of a luminous line on which one can recognize the four points of intersection with the advance curves. The servant chooses one of these points according to the estimated speed of the goal and he continuously points at the plane by means of this point. The optical axis of the sight, axis which is parallel to that of the barrel tube, is then directed towards the point of impact.
Fig. 5 represents the entire device. The sphere mechanism shown on the left and already mentioned above is followed by the advance mechanism, which consists of the elements described in relation to the
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fig. 8. The light source 0 and the mirror .1 are placed below these elements. In the advance mechanism, the annular plate 34 is driven by an angular movement along the cotangent of the height angle, by
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through the cam plate 3J | o An angular movement is imparted to the reflector plate 42 around the axis! il to approximately take into account the angle of rise., by means of a following rotating cam plate 44 the height angle.
The observer who looks from right to left sees
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on the reflector plate it2 :. the luminous line which indicates the direction of flight, as well as the points of deviation and the aircraft that it must maintain in concordance with the chosen point of deviation The way in which the device behaves is influenced by the dynamic properties which manifest themselves in that the advance values are unstable owing to too much sensitivity and make it more difficult to aim evenly, or exhibit retardation faults of an inadmissible magnitude due to too much inertia. Therefore, steps must be taken to determine the desired sensitivity of the finished device, based on testing.
In this
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In fact, it is possible to ensure that the driving length, a of the driven roller 9, fig. 5, either adjustable, or else it is possible to vary the transmission ratios in the device for driving the sphere 7, that is to say the speeds of rotation of the roller 8 and of the cap 4.
In addition., To accelerate the first adjustment of the driven roller 9, to bring it in the apparent direction of flight, the direction that it is going.
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git to measure., a "flight direction handle"? handle which ends on the outside, can be connected for example to the axis 10 of the driven roller 9, fig 5, and the servant can establish the direction of flight on this handle according to his estimate. In this case, the measuring device no longer needs to adjust the driven roller ± to the exact value except by the necessary correction rotation.
Finally, it is still possible to make the continuous variation of the apparent direction of flight more stable and more uniform by using the following geometric law condition. As shown in fig 1, the va-
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riation9 in time, of the angle q of the apparent direction of flight is related to the variation of the height angle by a mathematical function for a given flight plan (tilt angle 1: ') e On can therefore, after having determined the angle # for the first time using the means described above, determine the angle of inclination # of the flight plan according to the relation
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then the angle of the apparent direction of flight, for a fixed angle and for a height angle [gamma] further determined continuously by the pursuit of the goal.
The fluctuations of the angle # then only depend on the fluctuations resulting from the height angle.
It is naturally also possible to use the general idea of the invention, which makes it possible to determine the apparent direction of flight and the angular speed in the flight plan, not to represent the points of deviation in the visual field of the aircraft. sight or to move the optical axis of a telescope, but to serve as calculation values in a control apparatus and as a basis for calculating the coordinates of the point of impact, these coordinates then being transmitted to the parts of artillery in the form of an angle of direction, inclination of the gun in height or point of release of the rocket.
CLAIMS. The) Sighting device adapted to a weapon for shooting at mobile targets, in particular airplanes, by means of a device serving to determine the angle of advance, consisting of a rotating sphere on the surface of which a driven roller moves characterized in that the magnitudes of movement of the goal are determined automatically in the form of apparent direction of flight and momentary angular speed in the flight plane, by the fact that the driven roller is moved, in two planes offset by 90, proportional to the angle of height and the angle of direction or a function of the angle of direction relative to the surface of the sphere, the roller being placed in the apparent direction of flight, and its speed of rotation being proportional at angular speed in direction in the flight plan.