Einrichtung zum objektiven Prüfen der Treffgenauigkeit von Flugzeugabwehrgeschützen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum objektiven Prüfen der Treffgenauigkeit von Flugzeugabwehrgeschützen, insbesondere zum Ge brauch beim Übungsschiessen, die vor allem dazu bestimmt ist, den Ausbildungsstand der Geschütz bedienung zu prüfen, z. B. beim Schiessen mit klein kalibrigen Flugzeugabwehrgeschützen, die z. B. Leucht- spurmunition verschiessen.
Bei solchen Geschützen haben Richtkanoniere die Aufgabe, mit Hilfe von besonderen Flakvisieren das Geschütz mehr oder weniger nach Gefühl und Erfahrung auf den richtigen Vorhaltepunkt zu richten. Aber auch wenn Feuerleit- anlagen für Batterien mit grosskalibrigen Geschützen zur Verfügung stehen, die Rechengeräte zur automa tischen Ermittlung des Vorhaltepunktes umfassen, kann die Einrichtung nach der Erfindung zur Prüfung der guten Funktion dieser Geräte nützlich sein.
In solchen Vorhalterechnern werden fast durchwegs durch Differentiationen der momentanen Richtkoordi- natenwerte die Geschwindigkeitskomponenten des Zieles ermittelt, um durch Multiplikation dieser Geschwindigkeitskomponenten mit einem passenden Flugzeitwert die Koordinaten des Vorhaltepunktes zu extrapolieren.
Abgesehen davon, dass in der Praxis ein besonderes Ziel selten mit unveränderter Grösse und Richtung seiner Geschwindigkeit weiterfliegt, liegt eine wesentliche Ursache der Ungenauigkeit solcher Vorhalterechner darin, dass sie Differenzen von fehlerbehafteten Richtkoordinatenwerten verar beiten. Bei Anwendung der erfindungsgemässen Prüf einrichtung lässt sich dann feststellen, ob die Vorhalte rechner dem späteren, wirklichen Zielflug gerecht werdende Vorhaltewerte ermittelt haben.
An sich ist eine objektive Prüfung der Treff- genauigkeit von Flugzeugabwehrgeschützen auch durch Zählung der effektiven Zieltreffer möglich. Es wird dieses Prinzip jedoch selten angewendet, weil dabei nur die eigentlichen Treffer erfasst werden können, während die Fehlschüsse nicht ausgewertet werden, ob sie nun nahe oder fern vom Ziel liegen.
Zweckmässiger ist es, eine Film- oder Photokamera zu verwenden, um Trefferbilder herzustellen, welche eine Diskussion der Ergebnisse gestatten. Hier tritt nun eine besondere Schwierigkeit in der Auswertung der Bilder insbesondere dann auf, wenn der genaue Zeitpunkt der Bildauslösung nicht bekannt ist. Ein durch eine Kamera erzeugtes Trefferbild kann zwar wohl die gegenseitige Lage des Geschosses und des Zieles im Aufnahmemoment zeigen, aber es zeigt nicht die gegenseitige Bewegung der beiden abge bildeten Objekte.
Selbst beim Filmen des Zieles ergeben sich Schwierigkeiten der Auswertung, denn bei den heutigen Flugzeug- und Geschossgeschwindigkeiten von 500 bis 1000 m/sec haben diese Objekte zwischen zwei Filmbildern bereits Strecken von 30 bis 60 m zurückgelegt (bei 16 Bildern je Sekunde). Wenn die Bildzahl vergrössert wird, ergibt sich ein grösserer Aufwand an Filmmaterial, und auch der Zeitaufwand zum Aufsuchen der Schnittpunktlage zwischen Ziel- und Geschossflugbahn wird entsprechend grösser.
Die Idee, die zur Erfindung führt, ist nun darin zu erblicken, dass die Bildauslösung jeweils dann erfolgen soll, wenn sich das abgefeuerte Geschoss in derselben Querebene zur Visierrichtung befindet wie das Ziel. Das heisst nichts anderes, als dass die Aus lösung der auf das Ziel gerichteten Kamera jedesmal entsprechend der Geschossflugzeit vom Geschütz zum momentanen Richtpunkt erfolgen soll, unabhängig auch davon, welchen Flugweg das Ziel seit dem Abschuss genommen hat.
Die Geschossflugzeit zu einem bestimmten, durch seine Richtkoordinaten fixierten Raumpunkte kann nämlich mit relativ sehr hoher Genauigkeit errechnet werden, da im . allge meinen sehr genaue ballistische Unterlagen über die bei der Truppe eingeführten Geschütztypen und die verwendete Munition verfügbar sind.
Die Einrichtung nach der Erfindung zum objek tiven Prüfen der Treffgenauigkeit von Flugzeug abwehrgeschützen, insbesondere zum Gebrauch beim Übungsschiessen, welche eine Kamera zum Herstellen von Trefferbildern umfasst, ist gekennzeichnet durch eine Wirkverbindung einer elektrisch auslösbaren Kamera auf dem Richtstativ, welches mit Richt- mitteln zum dauernden Anvisieren eines zu beschie ssenden Zieles ausgerüstet ist, mit einem automatischen Geschossflugzeitrechner und einem Impulsspeicher gerät, wobei die fortlaufend ermittelten, momentanen Richtkoordinatenwerte a, 2,,
r des Zieles dem Geschoss- flugzeitrechner zugeführt werden, der derart ausge bildet ist, dass er aus den ihm zugeführten Koordi- natenwerten unter Berücksichtigung der ballistischen Eigenschaften des schiessenden Geschützes und der verwendeten Munition die Flugzeit der Geschosse zum momentanen Richtpunkt errechnet und als Steuergrösse an das Impulsspeichergerät abgibt, das seinerseits derart ausgebildet ist, dass in ihm elektrische Impulse, die je im Moment des Abfeuerns eines Geschosses erzeugt sind,
für die Dauer der im Ge- schossflugzeitrechner errechneten Geschossflugzeit ge speichert werden, worauf sie jeweils nach Ablauf dieser errechneten Geschossflugzeit als Auslöseimpulse an die Kamera weitergegeben werden.
Mit Vorteil umfasst das Impulsspeichergerät einen endlosen band- oder drahtförmigen, mit konstanter Laufgeschwindigkeit angetriebenen Impulsträger so wie hintereinander längs des Impulsträgers angeord net je einen Löschkopf, einen Aufzeichnungskopf und einen Wiedergabekopf, wobei die Länge der Impuls- tr ägerstrecke zwischen dem Aufzeichnungs- und Wie dergabekopf mit Hilfe mechanischer,
durch die Aus gangsgrösse des Geschosszeitrechners gesteuerter Ver- stellorgane proportional zur errechneten Geschoss- flugzeit zum momentanen Richtpunkt verändert wird.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Geschossflugzeit- rechner eine durch einen Stellmotor entsprechend dem errechneten Wert der Geschossflugzeit verdrehbare Abtriebswelle aufweist, die mit einer Gewindespindel im Impulsspeichergerät gekuppelt ist, auf der ein Tragkörper für mindestens eine Umlenkrolle geführt ist, die somit mit dem Tragkörper auf der Spindel längsverschiebbar ist, während den verschiebbaren Rollen auf der einen Verschiebungsseite ortsfeste Rollen gegenüberstehen,
von denen aus der Impuls träger in Schleifen um die verschiebbaren Ümlenk- spulen auf dem Tragkörper geführt ist, und dass auf der einen Seite der Schleifen der feststehende Auf zeichnungskopf und die Antriebsmittel für den Im pulsträger, auf der andern Seite der Schleifen der ebenfalls feststehende Wiedergabekopf angeordnet sind.
Zweckmässig trägt der genannte, verschiebbare Tragkörper eine zweite Gruppe von verschiebbaren Umlenkrollen, denen auf der andern Verschiebungs seite ortsfeste Umlenkrollen zwecks Bildung von Schleifen, die zu den auf der ersten Seite gebildeten Schleifen komplementäre Grösse haben, zugeordnet sind.
Mit Vorteil wird vorgesehen, dass der Impulsträger ein Tonträger ist und dass zur Impulserzeugung ein Mikrophon vorgesehen ist, von dem Abschussknalle des schiessenden Geschützes aufgenommen und über einen Verstärker dem Aufzeichnungskopf zugeführt werden, während die aufgezeichneten Knalle je nach Ablauf der momentan eingestellten Geschossflugzeit über den Wiedergabekopf und einen Verstärker als elektrische Auslöseimpulse der Kamera zugeführt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung können auch zum bekannten Spiegelbildschiessen ausgebildet wer den, wobei zusätzliche Mittel zum dauernden Richten des die Kamera tragenden Richtstativs auf das Spiegelbild des zu beschiessenden Zieles vorhanden sind.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung sind zwar Elemente verwendet, die an sich bereits bekannt sind, wie die Speicherung von Werten auf einem Magnet band, die Ausbildung eines Impulsverzögerers und die Ausbildung eines Rechengerätes; es kommt hier aber auf die Verwendung solcher Elemente zu einem beson deren Zweck an.
Ferner wird darauf hingewiesen, dass es zwar schon vorgeschlagen ist, Geschosse, die von Flugabwehr geschützen verschossen werden, mit Hilfe von Kurzwellen in dem Zeitpunkt fernzuzünden, in dem sie dieselbe Entfernung von dem Geschütz haben wie das Ziel, jedoch scheint eine Prüfeinrichtung, wie die erfindungsgemässe, durch den älteren Vorschlag nicht nahegelegt.
Zwei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Einrichtungen sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein schaubildlich-schematisches Situations bild für die Anordnung des die Kamera tragenden Richtstativs und der Geschütze;
Fig. 2 ein Richtstativ mit aufgebauter Kamera im Zusammenwirken mit einem schematisch gezeichneten Geschossflugzeitrechner und einem halbschematisch dargestellten Impulsspeichergerät; Fig. 3 ein der Fig. 1 entsprechendes Situationsbild einer Einrichtung zum Spiegelbildschiessen; Fig. 4 ein Grundriss-Blockschema zur Darstellung des Zusammenwirkens der zur Realisierung der An ordnung nach Fig. 3 notwendigen Geräte; Fig. 5 ein mit Spiegel versehenes Flugzeugabwehr geschütz.
Das in den Fig. 1 und 2 mit O bezeichnete Richt- stativ umfasst eine auf einem Dreibeinsockel 01 um eine vertikale Achse drehbar gelagerte Plattform 02 mit Tragsäulen für eine um eine horizontale Achse drehbare Tragwelle 03. Auf dieser Tragwelle 03 sitzen ein Seitenrichtfernrohr 0a, ein Entfernungs messer 0r und ein Höhenrichtfernrohr O.?, so dass diese Teile gemeinsam mit parallelen Visierlinien die Drehbewegungen der Welle 03 um deren Horizontal- achle und der Plattform 02 um deren vertikale Dreh achse mitmachen.
Für die Steuerung des Seitenwinkels a, des Höhenwinkels A. und der Messentfernung r des Richtstativs O sind die Handräder OHa, <I>OHA</I> und OHr vorgesehen, die in an sich bekannter Weise ermög lichen, ein anzuvisierendes Flugzeug, das sich auf der Flugbahn f (Fig. 1) bewegt, dauernd in den Faden kreuzen der Richtfernrohre des im Punkt O aufge stellten Richtstativs zu behalten. Auf diese Weise bestimmen die Drehstellungen der Steuerwellen am Richtstativ oder andere Wellen am Richtstativ jeder zeit die Polarkoordinaten des anvisierten Flugzeuges in bezug auf den Aufstellungsort des Richtstativs O und eine Bezugsrichtung n (siehe Fig. 1).
So hat das anvisierte Flugzeug im Punkt F, (Fig. 1) die Koordi- natenwerte a1, 2.1 und r1. Die Darstellungen der Richtgerät-Steuerwellen, d. h.
die Koordinatenwerte .1 und r werden entweder direkt mechanisch oder über bekannte elektrische Synchroübertrager OSA, OSr (Geber) und RS2, RSr (Empfänger) zu einem Geschoss- flugzeitrechner FR als Eingangsgrösse dieses Flugzeit rechners übertragen, so dass dessen Eingangswellen <I>WA</I> und Wr synchron mit den Steuerwellen am Richt- stativ verdreht werden.
Die Wellen WR und Wr sind die Verstellwellen von ballistischen Rechnern R1, welche die Amplitude einer Eingangsspannung vor bestimmter konstanter Frequenz in je einer durch die ballistischen Eigenschaften des schiessenden Ge schützes und der verwendeten Geschosse bestimmten mathematischen Funktionen verändern. Es kann sich bei diesen Rechnern um Spannungsteiler-Drehwider- stände oder Drehkondensatoren entsprechender Cha rakteristik handeln, die vorzugsweise auswechselbar oder umschaltbar sind.
So wird eine Einheitsspannung 1 durch einen Rechner R1 mit einer Funktion f, <I>(r)</I> multipliziert und ausserdem durch zwei andere Rechner R1 nacheinander mit den Funktionen f2 (r) und f3 (2,) multipliziert und die algebraische Summe fi (1') + 1f2 (r) X f3 (a)
1 = t' welche die errechnete Flugzeit eines Geschosses vom Aufstellungsort O des Richtgerätes zum Flugbahn punkt F1 mit den Koordinaten a,, A,, und r, darstellt, wird in einem durch das Bezugszeichen -f- symboli sierten Additionsglied als zur Geschossflugzeit t pro portionaler Amplitudenwert einer elektrischen Wech selspannung gewonnen.
Die Abtriebswelle Wt eines Nachlaufmotors <I>NM</I> bildet die Verstellwelle eines linearen Rechengliedes R1, das dementsprechend eine Einheitsspannung 1 in eine Spannung vom Wert t umwandelt, die proportional zur Drehstellung der Welle Wt ist und die in einem durch das Zeichen symbolisierten Phasenumkehrglied in den Wert -t * umgewandelt wird.
Die in einem Additionsglied erzeugte Differenz At der Spannungen<I>t</I> und<I>t *</I> wird in einem weiteren Additionsglied zur Ausgangsspan nung g eines Stabilisierungsgenerators<I>NG</I> addiert, der durch die Welle Wt angetrieben wird und eine der Drehgeschwindigkeit der Welle Wt proportionale Spannung g erzeugt.
Die Spannungssumme At-g wird über einen Verstärker dem Nachlaufmotor <I>NM</I> als Steuerspannung zugeführt, der somit in an sich bekannter Weise seine Abtriebswelle Wt auf einen Drehwinkel einstellt, welcher der errechneten Geschoss- flugzeit t proportional ist.
Die Ausgangswelle Wt des Geschossflugzeitrech- ners ist mit einer drehbar gelagerten Gewindespindel JS des Impulsverzögerers <I>J</I> direkt gekuppelt, mit deren Gewinde das Innengewinde eines Schlittens JT in Eingriff steht, so dass dieser Schlitten JT durch Verdrehen der Spindel JS, d. h. bei Veränderung der Geschossflugzeit t entsprechend in Richtung des ein gezeichneten Pfeils vorwärts oder rückwärts verscho ben wird.
Durch einen Motor JM wird über apparate feste Rollen<I>JA</I> und Rollen JB, die auf dem Schlitten JT gelagert sind, ein endloses Tonträgerband JC in Richtung des eingezeichneten Pfeils mit konstanter Lineargeschwindigkeit angetrieben. Längs des Band weges sind ein Löschkopf JE; ein Impulsaufzeichnungs- kopf <I>JF</I> und ein Impulswiedergabekopf <I>JG</I> feststehend angeordnet.
Der Aufzeichnungskopf JF und der Wie dergabekopf JG sind zu beiden Seiten einer Reihe von drei apparatefesten Bandumlenkrollen JA an geordnet, welche zusammen mit zwei auf dem Schlitten JT gelagerten Rollen JB eine Anordnung von zwei Bandschleifen ergeben, deren Länge durch die Stellung des Schlittens JT auf der Spindel JS bestimmt ist, d. h. proportional zur Geschossflugzeit t ist.
Auf der Gegen seite ist eine gleiche Schleifenanordnung mit zwei auf dem Schlitten JT gelagerten losen Rollen JB und drei zugeordneten festen Rollen<I>JA</I> vorhanden, wobei die Länge dieser Bandschleifen in demselben Masse ab nimmt, wie die Länge der andern Schleifen zunimmt und umgekehrt, so dass diese Schleifen zu den zuerst genannten Schleifen eine komplementäre Grösse haben.
Da die Bandgeschwindigkeit am Aufzeichnungskopf JF konstant bleibt und die Bandlänge zwischen dem Aufzeichnungskopf<I>JF</I> und dem Wiedergabekopf<I>JG</I> proportional zur errechneten Geschossflugzeit t ver änderbar ist, ergibt sich für jeden auf dem Band auf gezeichneten und von ihm wiedergegebenen Impuls eine Speicherzeit, die der im Geschossflugzeitrechner errechneten Geschossflugzeit jeweils zum momentanen Richtpunkt proportional ist.
Zur Erzeugung der auf zuzeichnenden Impulse dient ein Mikrophon<I>JH,</I> das jeden Abschussknall des schiessenden Geschützes G in einen Stromstoss umwandelt, der entweder direkt oder über einen Impulsuntersetzer<I>JU</I> und einen Verstärker zum Aufzeichnungskopf JF geführt und durch diesen auf das Band aufgezeichnet wird. Nach Ablauf der errechneten Geschossflugzeit t wird jeder Impuls vom Wiedergabekopf<I>JG</I> wieder vom Band abgenommen und über einem Verstärker als Auslöseimpuls zur Kamera<I>OB</I> auf dem Richtstativ O geleitet.
Während das dargestellte Impulsspeichergerät J auf dem verschiebbaren Schlitten JT zwei Reihen von je zwei losen Rollen JB enthält, denen zur Schleifen bildung je drei feste Rollen<I>JA</I> gegenüberstehen, können auch nur eine oder drei und mehr Schleifen durch je eine oder drei bzw. mehr lose Rollen und je zwei oder vier bzw. mehr zugeordnete feste Rollen gebildet werden.
Beim dargestellten Impulsspeichergerät ist also vorgesehen, dass der Geschossflugzeitrechner eine mit einer Gewindespindel JS des Impulsspeichergerätes gekuppelte, durch einen Stellmotor<I>NM</I> proportional zum errechneten Geschossflugzeitwert t verdrehte Ab triebswelle Wt aufweist,
dass mit dem Gewinde der Gewindespindel JS das Innengewinde eines Trag körpers JT für mindestens eine lose Tonträger- Umlenkrolle JB in Eingriff steht, so dass der genannte Tragkörper JT mit den losen Umlenkrollen JB durch eine Verdrehung der Gewindespindel entsprechend längs der Gewindespindel verschoben wird,
dass min destens am einen Ende des Bewegungsweges des ver schiebbaren Rollentragkörpers nebeneinander fest stehende Umlenkrollen <I>JA</I> angeordnet sind, von denen aus der Tonträger JC in Schleifen um die Umlenkspulen JB auf dem Träger JT geführt ist, und dass auf der einen, im Sinne der Tonträger Umlaufrichtung vor der Schleifenbildung liegenden Seite der feststehenden Tonträger-Umlenkrollen, der Aufzeichnungskopf JF und auf der andern Seite der Wiedergabekopf JG je feststehend angeordnet ist,
und dass am zweiten Ende des Bewegungsweges des verschiebbaren Tragkörpers in gleicher Anordnung wie auf der ersten Seite eine gleiche Anordnung von feststehenden Umlenkrollen vorhanden ist, von denen aus der Tonträger ebenfalls in Schleifen um eine zweite auf dem Tragkörper gelagerte Umlenkrollen- anordnung herumgeführt ist.
Wie aus der Beschreibung hervorgeht, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ausserdem vorge sehen, dass ein Mikrophon vorhanden ist, um minde stens einen Teil der Abschussknalle des schiessenden Geschützes über einen Verstärker und den Sprechkopf JF als Impulse aufzuzeichnen, welche je nach Ablauf der eingestellten Geschossflugzeit t über den Wieder gabekopf<I>JG</I> und einen Verstärker als Auslöseimpulse der Kamera<I>OB</I> zugeführt werden.
Wenn ein Geschütz mit sehr grossen Schusskadenzen (über 1000 Schuss pro Min.) verwendet wird und keine Kamera zur Verfügung steht, die eine entsprechend hohe Zahl von Bildern pro Zeiteinheit aufnehmen kann, so kann vorgesehen werden, zwischen dem Mikrophon und dem Aufzeichnungskopf einen Im pulsuntersetzer<I>JU</I> bekannter Ausbildung einzuordnen, der nur jeden n-ten Impuls zum Aufzeichnungskopf weiterleitet, wobei n eine ganze Zahl ist.
Die in den Fig. 1-3 dargestellte Anlage arbeitet nun in folgender Weise: Das zu beschiessende, sich auf der Flugbahn f bewegende Flugzeug oder ein Schleppziel wird vom Richtstativ O aus dauernd anvisiert, und seine sich dauernd ändernden Polar koordinaten a, Z und r werden fortwährend gemessen;
die ermittelten Koordinatenwerte A, und r werden dem Geschossflugzeitrechner <I>FR</I> als Eingangsgrössen zu geleitet, und dieser Geschossflugzeitrechner errechnet für die ballistischen Eigenschaften des schiessenden Geschützes G und der verwendeten Geschosse die zugehörige Geschossflugzeit t und gibt eine dieser Geschossflugzeit t proportionale Grösse als Steuer grösse an das Impulsspeichergerät J weiter.
Dieses Impulsspeichergerät speichert während dieser errech neten Geschossflugzeit t Impulse, die beim Abschuss eines Geschosses erzeugt werden und gibt sie je nach Ablauf der Geschossflugzeit t zum momentanen Richt- punkt als Auslöseimpuls der auf dem Richtstativ O angeordneten elektronisch auslösbaren Kamera weiter.
Da die Kamera voraussetzungsgemäss dauernd auf das Flugzeug gerichtet ist und je nach Ablauf der Geschossflugzeit vom Moment des Abschusses an ausgelöst wird, steht das Flugzeugbild je im Zentrum der erzeugten Bilder (Kreise k1, k2, <I>k3,</I> k4). Aus diesen Bildern ist der Zielfehler direkt ablesbar.
So zeigt sich im Bild k1, dass das Geschoss g1 zu hoch und zurück liegt, im Bild k2, dass das Geschoss g2 zu tief und zurück liegt, im Bild k3, dass das Geschoss g3 dem Ziel voraus liegt und im Bild k4, dass das Geschoss g4 im Ziel liegt. Die Einrichtung kann somit zur Prüfung der das Geschütz steuernden Einrichtungen, des Geschütz visiers und der Fähigkeiten des Geschützbedienungs personals nützliche Dienste leisten.
Gemäss den Fig. 3-5 ist bei einer Einrichtung zum Spiegelbildschiessen vorgesehen, dass das Geschütz G auf das Spiegelbild des Zielflugzeuges schiesst, indem der Richtkanonier GR mit Hilfe des Visiers GY das Spiegelbild des Zielflugzeuges in einem auf einen Gelenkgestänge aufgehängten Spiegel GS anvisiert (siehe Fig. 5). Im Punkt O ist ein Doppelrichtgerät aufgestellt, welches gemäss Fig. 4 ein Radarrichtgerät O zur Ermittlung des Seitenwinkels a, des Höhen winkels A und der Schrägentfernung r enthält.
Die den Seitenwinkel a darstellende Ausgangsgrösse des Radarrichtgerätes O wird in einem Spiegelbildrechner S in den Spiegelbildwert - a umgeformt und als Steuergrösse dem Richtstativ Ö mit der Kamera ÖB zugeführt, während die den Höhenwinkel A darstellende Ausgangsgrösse direkt dem Richtstativ Ö als Steuergrösse zugeführt wird.
Während also das Radarrichtgerät O dauernd dem sich auf der Flugbahn f bewegenden Ziel Fo, F1, F2, F3 folgt, verfolgt die Kamera ÖB des Richtstativs Ö das Spiegelbild des Flugzeuges auf der gespiegelten Flugbahn r Die Ausgangsgrössen<I>r</I> und A des Richtgerätes O werden wie gemäss Fig. 2 einem Geschossflugzeitrechner FR als Steuergrössen zuge leitet, dessen Ausgangswelle Wt demgemäss auf eine Drehstellung eingestellt wird, die der Geschossflugzeit t zum Ziel proportional ist.
Die vom Mikrophon<I>JH</I> aufgenommenen Abschussimpulse werden - ebenfalls wie im Beispiel nach Fig. 2 - durch das Impulsgerät J jeweils während der Geschossflugzeit t gespeichert und dann als Auslöseimpulse an die Kamera ÖB weiter geleitet.
Da voraussetzungsgemäss die Kamera ÖB stets auf das Spiegelbild des Zielflugzeuges gerichtet ist, stellt das Zentrum jedes aufgenommenen Bildes k1, k2, k3 den Zielort dar, und die Abweichung des betreffenden Geschossbildes g1, g2, g, vom Bildzentrum stellt direkt den Zielfehler dar.
An sich kann auch vorgesehen sein, auch auf dem Radarrichtgerät 0 eine mit der Kamera ÜB synchro nisierte Kamera zu montieren, so dass kontrolliert werden kann, ob die Kamera genau auf das Ziel ein gestellt war.
Es ist mit Hilfe von bekannten Rechengeräten auch möglich, den Entfernungswert r zwischen einem Beobachtungspunkt und einem Ziel aus den Seiten- und Höhenwinkeln von zwei Theodolitgeräten zu bestimmen, die in bestimmtem Abstand voneinander aufgestellt sind. In diesem Fall bilden die beiden Beobachtungstheodoliten und der zugeordnete Um rechner zusammen Richtmittel zur Ermittlung der Polarkoordinaten des Zieles.
Device for objectively testing the accuracy of anti-aircraft guns The invention relates to a device for objectively testing the accuracy of anti-aircraft guns, in particular for use in practice shooting, which is primarily intended to check the level of training of the gun operation, z. B. when shooting with small-caliber anti-aircraft guns that z. B. Shoot tracer ammunition.
With such guns, directional gunners have the task of using special anti-aircraft sights to aim the gun more or less at the correct lead point based on feeling and experience. But even if fire control systems for batteries with large-caliber guns are available, which include computing devices for the automatic determination of the lead point, the device according to the invention can be useful for checking the good function of these devices.
In such lead computers, the speed components of the target are almost always determined by differentiating the current directional coordinate values in order to extrapolate the coordinates of the lead point by multiplying these speed components with a suitable time-of-flight value.
Apart from the fact that in practice a particular target seldom continues to fly with unchanged size and direction of its speed, a major cause of the inaccuracy of such lead computers is that they process differences from incorrect directional coordinate values. When the test device according to the invention is used, it can then be determined whether the lead computers have determined lead values which will do justice to the later, actual target flight.
An objective test of the accuracy of anti-aircraft guns is also possible by counting the actual target hits. However, this principle is seldom used because only the actual hits can be recorded, while the missed shots are not evaluated, whether they are near or far from the target.
It is more expedient to use a film or photo camera to produce hit images that allow the results to be discussed. A particular difficulty arises here in the evaluation of the images, in particular if the exact time of the image release is not known. A hit image generated by a camera can show the mutual position of the projectile and the target at the moment of shooting, but it does not show the mutual movement of the two objects formed.
Even when filming the target, there are difficulties in evaluation, because at today's aircraft and projectile speeds of 500 to 1000 m / sec, these objects have already covered distances of 30 to 60 m between two film images (at 16 images per second). If the number of images is increased, there is a greater expenditure of film material, and the time required to find the intersection between the target and projectile trajectories is correspondingly greater.
The idea that leads to the invention can now be seen in the fact that the image should be released when the fired projectile is in the same transverse plane to the direction of sight as the target. This means nothing else than that the triggering of the camera aimed at the target should always take place according to the projectile flight time from the gun to the current target point, regardless of which flight path the target has taken since it was fired.
The projectile flight time to a specific point in space, which is fixed by its directional coordinates, can namely be calculated with relatively very high accuracy, since in. In general, very precise ballistic documents are available about the types of guns introduced into the force and the ammunition used.
The device according to the invention for the objective testing of the accuracy of aircraft anti-aircraft guns, in particular for use in practice shooting, which includes a camera for producing hit images, is characterized by an operative connection of an electrically triggered camera on the aiming tripod, which is equipped with aiming means for permanent Aiming of a target to be bombarded is equipped with an automatic projectile flight time calculator and a pulse memory device, whereby the continuously determined, instantaneous directional coordinate values a, 2 ,,
r of the target are fed to the projectile flight time calculator, which is designed in such a way that it calculates the flight time of the projectiles to the current target point from the coordinate values supplied to it, taking into account the ballistic properties of the firing gun and the ammunition used, and sends it as a control variable to the Emits a pulse storage device, which in turn is designed in such a way that it contains electrical pulses that are generated at the moment a projectile is fired,
for the duration of the projectile flight time calculated in the projectile flight time calculator, whereupon they are passed on to the camera as trigger impulses after this calculated projectile flight time has elapsed.
Advantageously, the pulse storage device comprises an endless belt or wire-shaped pulse carrier driven at constant speed as well as an erase head, a recording head and a playback head arranged one behind the other along the pulse carrier, the length of the pulse carrier path between the recording and playback head with the help of mechanical,
is changed by the output variable of the floor time calculator controlled adjusting devices proportionally to the calculated floor flight time to the current target point.
It is advantageous if the projectile flight time computer has an output shaft which can be rotated by a servomotor in accordance with the calculated value of the projectile flight time and which is coupled to a threaded spindle in the pulse storage device on which a supporting body for at least one deflection roller is guided, which is thus connected to the supporting body the spindle is longitudinally displaceable, while the displaceable rollers face stationary rollers on one side of the displacement,
of which the impulse carrier is guided in loops around the movable Ümlenk- spulen on the support body, and that on one side of the loops the fixed recording head and the drive means for the impulse carrier, on the other side of the loops the also fixed playback head are arranged.
Expediently, said displaceable support body carries a second group of displaceable pulleys, which are assigned fixed pulleys on the other displacement side for the purpose of forming loops that are complementary in size to the loops formed on the first side.
It is advantageously provided that the impulse carrier is a sound carrier and that a microphone is provided for the generation of impulses, picked up by the firing crack of the firing gun and fed to the recording head via an amplifier, while the recorded cracks are transmitted via the playback head depending on the expiry of the currently set projectile flight time and an amplifier are fed as electrical trigger pulses to the camera.
Embodiments of the invention can also be designed for the known mirror image shooting, with additional means for continuously aiming the directional tripod carrying the camera at the mirror image of the target to be shot at.
In the device according to the invention, elements are used that are already known per se, such as the storage of values on a magnetic tape, the formation of a pulse retarder and the formation of a computing device; But what matters here is the use of such elements for a particular purpose.
It should also be noted that although it has already been proposed to remotely detonate projectiles fired by anti-aircraft guns with the aid of short waves at the point in time at which they are at the same distance from the gun as the target, a test device such as the according to the invention, not suggested by the older proposal.
Two exemplary embodiments of devices according to the invention are shown in the drawings. It shows: Fig. 1 is a perspective-schematic situation image for the arrangement of the camera-carrying directional stand and the guns;
2 shows a directional tripod with a built-in camera in cooperation with a schematically drawn projectile flight time computer and a semi-schematically illustrated pulse storage device; 3 shows a situation image corresponding to FIG. 1 of a device for mirror image shooting; Fig. 4 is a floor plan block diagram to illustrate the interaction of the devices necessary to implement the arrangement according to FIG. 3; 5 shows a mirrored anti-aircraft defense.
The directional stand designated O in FIGS. 1 and 2 comprises a platform 02 rotatably mounted on a tripod base 01 around a vertical axis with support columns for a support shaft 03 rotatable around a horizontal axis. A directional telescope 0a sit on this support shaft 03 Rangefinder 0r and an elevation telescope O.? So that these parts, together with parallel lines of sight, participate in the rotary movements of the shaft 03 around its horizontal axis and the platform 02 around its vertical axis of rotation.
To control the lateral angle a, the elevation angle A. and the measuring distance r of the directional stand O, the handwheels OHa, <I> OHA </I> and OHr are provided, which make it possible in a known manner to target an aircraft that is Moved on the trajectory f (Fig. 1), constantly crossing the thread of the telescopic sights of the pointing tripod set up in point O to keep. In this way, the rotational positions of the control shafts on the directional stand or other shafts on the directional stand determine the polar coordinates of the targeted aircraft in relation to the installation site of the directional stand O and a reference direction n (see FIG. 1).
The targeted aircraft has the coordinate values a1, 2.1 and r1 at point F (FIG. 1). The representations of the straightener control shafts, d. H.
the coordinate values .1 and r are transmitted either directly mechanically or via known electrical synchro-transmitters OSA, OSr (transmitter) and RS2, RSr (receiver) to a floor flight time computer FR as the input variable of this flight time computer, so that its input waves <I> WA < / I> and Wr are rotated synchronously with the control shafts on the straightening stand.
The waves WR and Wr are the adjustment waves of ballistic computers R1, which change the amplitude of an input voltage in front of a certain constant frequency in a mathematical function determined by the ballistic properties of the shooting Ge and the projectiles used. These computers can be voltage divider rotary resistors or rotary capacitors of corresponding characteristics, which are preferably exchangeable or switchable.
So a unit voltage 1 is multiplied by a computer R1 with a function f, <I> (r) </I> and also multiplied by two other computers R1 in succession with the functions f2 (r) and f3 (2,) and the algebraic Sum fi (1 ') + 1f2 (r) X f3 (a)
1 = t ', which represents the calculated flight time of a projectile from the installation site O of the aiming device to the flight path point F1 with the coordinates a ,, A ,, and r, is represented in an addition element symbolized by the reference symbol -f- as the projectile flight time t pro proportional amplitude value of an alternating electrical voltage obtained.
The output shaft Wt of a follower motor <I> NM </I> forms the adjusting shaft of a linear arithmetic logic unit R1, which accordingly converts a unit voltage 1 into a voltage of value t, which is proportional to the rotational position of the shaft Wt and which is symbolized by the symbol Phase reversal element is converted into the value -t *.
The difference At between the voltages <I> t </I> and <I> t * </I> generated in an addition element is added in a further addition element to the output voltage g of a stabilization generator <I> NG </I>, which is generated by the shaft Wt is driven and generates a voltage g proportional to the rotational speed of the shaft Wt.
The voltage sum At-g is fed via an amplifier to the trailing motor <I> NM </I> as a control voltage, which thus sets its output shaft Wt in a known manner to an angle of rotation which is proportional to the calculated projectile flight time t.
The output shaft Wt of the projectile flight time computer is directly coupled to a rotatably mounted threaded spindle JS of the pulse retarder <I> J </I>, with the thread of which the internal thread of a slide JT engages so that this slide JT can be rotated by rotating the spindle JS, d. H. when changing the projectile flight time t is shifted forwards or backwards accordingly in the direction of the arrow drawn.
An endless sound carrier tape JC is driven in the direction of the arrow at constant linear speed by a motor JM via fixed rollers <I> JA </I> and rollers JB, which are mounted on the carriage JT. Along the tape path are an erase head JE; a pulse recording head <I> JF </I> and a pulse reproducing head <I> JG </I> are fixedly arranged.
The recording head JF and the playback head JG are arranged on both sides of a row of three fixed tape pulleys JA, which together with two rollers JB mounted on the carriage JT result in an arrangement of two tape loops, the length of which is determined by the position of the carriage JT on the Spindle JS is determined, i.e. H. is proportional to the projectile flight time t.
On the opposite side there is an identical loop arrangement with two loose rollers JB mounted on the carriage JT and three associated fixed rollers <I> JA </I>, the length of these belt loops decreasing to the same extent as the length of the other loops increases and vice versa, so that these loops have a size complementary to the first-mentioned loops.
Since the tape speed at the recording head JF remains constant and the tape length between the recording head <I> JF </I> and the playback head <I> JG </I> can be changed proportionally to the calculated projectile flight time t, there is for everyone on the tape The impulse drawn and reproduced by it is a storage time that is proportional to the projectile flight time calculated in the projectile flight time calculator to the current reference point.
A microphone <I> JH </I> is used to generate the pulses to be recorded, which converts every firing crack of the firing gun G into a current surge, which is sent either directly or via a pulse divider <I> JU </I> and an amplifier to the recording head JF and is recorded by this on the tape. After the calculated projectile flight time t has elapsed, each pulse is picked up again from the tape by the playback head <I> JG </I> and sent as a trigger pulse to the camera <I> OB </I> on the directional tripod O via an amplifier.
While the illustrated pulse storage device J on the sliding carriage JT contains two rows of two loose rollers JB each, which are opposed to three fixed rollers <I> YES </I> to form loops, only one or three or more loops can be made through one each or three or more loose roles and two or four or more assigned fixed roles are formed.
In the case of the pulse storage device shown, it is provided that the projectile flight time computer has an output shaft Wt coupled to a threaded spindle JS of the pulse storage device and rotated by a servomotor <I> NM </I> proportionally to the calculated projectile flight time value t,
that with the thread of the threaded spindle JS, the internal thread of a supporting body JT for at least one loose sound carrier deflection roller JB is in engagement, so that the named supporting body JT with the loose deflecting rollers JB is shifted along the threaded spindle by rotating the threaded spindle,
that at least at one end of the movement path of the displaceable roller support body side by side stationary deflection rollers <I> JA </I> are arranged, of which the sound carrier JC is guided in loops around the deflection spools JB on the carrier JT, and that on the one side of the fixed sound carrier deflection pulleys, the recording head JF and on the other side the playback head JG, is fixedly arranged in front of the loop formation in the sense of the sound carrier rotation direction,
and that at the second end of the movement path of the displaceable support body in the same arrangement as on the first side there is an identical arrangement of fixed pulleys, from which the sound carrier is also looped around a second deflection pulley arrangement mounted on the support body.
As can be seen from the description, it is also provided in the illustrated embodiment that a microphone is available to record at least part of the firing cracks of the firing gun via an amplifier and the headset JF as pulses, which depending on the expiry of the projectile flight time t are fed to the camera <I> OB </I> as trigger pulses via the playback head <I> JG </I> and an amplifier.
If a gun with very high rate of fire (over 1000 rounds per minute) is used and no camera is available that can take a correspondingly high number of images per unit of time, a pulse scaler can be provided between the microphone and the recording head <I> JU </I> of known design, which only forwards every nth pulse to the recording head, where n is an integer.
The system shown in Figs. 1-3 now works in the following way: The aircraft to be bombarded, moving on the trajectory f or a towed target is continuously sighted from the directional stand O, and its constantly changing polar coordinates a, Z and r are measured continuously;
The determined coordinate values A and r are sent to the projectile flight time calculator <I> FR </I> as input variables, and this projectile flight time calculator calculates the associated projectile flight time t for the ballistic properties of the firing gun G and the projectiles used and outputs a projectile flight time t proportional to this projectile flight time t The variable is passed on to the pulse storage device J as a control variable.
During this calculated projectile flight time t, this pulse storage device stores pulses that are generated when a projectile is fired and, depending on the expiry of the projectile flight time t, passes them on as a trigger pulse to the electronically triggered camera arranged on the directional tripod O at the current target point.
Since the camera is constantly aimed at the aircraft and, depending on the projectile flight time, is triggered from the moment of launch, the aircraft image is always in the center of the images generated (circles k1, k2, <I> k3, </I> k4) . The target error can be read directly from these images.
In image k1, it can be seen that floor g1 is too high and back, in image k2 that floor g2 is too deep and back, in image k3 that floor g3 is ahead of the target and in image k4 that the Floor g4 is in the target. The device can thus provide useful services for testing the devices controlling the gun, the gun sights and the skills of the gun operator.
According to FIGS. 3-5, a device for mirror image shooting provides that the gun G shoots the mirror image of the target aircraft in that the directional gunner GR uses the sight GY to aim at the mirror image of the target aircraft in a mirror GS suspended on an articulated linkage (see Fig. 5). At point O, a double straightening device is set up which, according to FIG. 4, contains a radar straightening device O for determining the lateral angle a, the elevation angle A and the inclined distance r.
The output variable of the radar straightening device O representing the lateral angle a is converted in a mirror image computer S into the mirror image value - a and fed as a control variable to the directional tripod Ö with the camera ÖB, while the output variable representing the elevation angle A is fed directly to the directional stand Ö as a control variable.
While the radar straightening device O constantly follows the target Fo, F1, F2, F3 moving on the trajectory f, the camera ÖB of the straightening stand Ö tracks the mirror image of the aircraft on the mirrored trajectory r The output variables <I> r </I> and A of the aiming device O are fed as control variables to a projectile flight time computer FR as shown in FIG. 2, the output shaft Wt of which is accordingly set to a rotational position which is proportional to the projectile flight time t to the target.
The launch impulses recorded by the microphone <I> JH </I> are - also as in the example according to FIG. 2 - stored by the impulse device J during the projectile flight time t and then passed on as trigger impulses to the camera ÖB.
Since the camera ÖB is always aimed at the mirror image of the target aircraft, the center of each recorded image k1, k2, k3 represents the target location, and the deviation of the projectile image in question g1, g2, g, from the image center directly represents the target error.
In principle, provision can also be made to mount a camera synchronized with the camera ÜB on the radar straightening device 0, so that it can be checked whether the camera was positioned precisely on the target.
With the aid of known computing devices, it is also possible to determine the distance value r between an observation point and a target from the lateral and elevation angles of two theodolite devices which are set up at a certain distance from one another. In this case, the two observation theodolites and the assigned converter together form directional means for determining the polar coordinates of the target.