Vorichtung an einem Geschütz zum Erreichen eines korrekten Vorhalts beim Schiessen auf ein bewegliches Ziel
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an einem Geschütz zum Erreichen eines korrekten Vorhalts beim Schiessen auf ein bewegliches Ziel, wobei sich das Geschützrohr normalerweise gleichförmig mit der Ziellinie bewegt. Eine solche Vorrichtung ist besonders für in Fahrzeugen mit Kettenantrieb montierte Waffen geeignet und kann mit Vorteil auch bei solchen Fahrzeugen mit Kettenantrieb angewendet werden, bei denen die Waffe fest am Fahrzeug montiert ist und deren Richten mithin durch Aussteuerung des ganzen Fahrzeuges erfolgt.
Es ist bekannt, dass zum Erhalten des Vorhaltes bei Schussabgabe auf ein bewegliches Ziel dem im Visier vorhandenen Fadenkreuz eine momentane, von der Geschwindigkeit des Zieles und der Flugzeit des abgegebenen Schusses abhängige Verschiebung erteilt wird.
Nachteilig hierbei ist, dass vor allem das Richten der Waffe sehr wesentlich durch die plötzliche Verschiebung des Fadenkreuzes erschwert wird und dass man, um einen korrekten Vorhalt erreichen zu können, darauf angewiesen ist, schnell zufriedenstellende Daten bezüglich der Bewegungsgeschwindigkeit des Zieles und der Flugzeit des Geschosses zu erhalten.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, mit welcher es möglich ist, den Vorhalt zu erreichen, ohne dass dem Fadenkeuz eine plötzliche Verschiebung erteilt wird, und die einzig notwendige Einstellung, ausser der eigentlichen Zielfolge die ist, die auf der berechneten Zielentfernung basiert ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Erreichen eines korrekten Vorhalts beim Schiessen auf ein bewegliches Ziel ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der die Ziellinie festlegenden Organe während einer bestimmten Richtzeit, deren Dauer durch das Produkt aus einer wählbaren Konstanten cc und der Flugzeit ts des Geschosses zum Ziel bestimmt ist, mit einer Antriebsvorrichtung gekuppelt ist, welche über das angekuppelte Organ der Ziellinie Bewegungskomponenten erteilt, die den Komponenten der Zielfolgebewegung des Geschützrohres entgegengesetzt gerichtet und so gross sind, dass die cc reduzierte Winkelgeschwindigkeit der Ziellinie 1 +cc mal der Winkelgeschwindigkeit des Geschützrohres wird.
Die Erfindung soll nun an Hand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher beschrieben werden. In der Zeichnung ist in
Fig. 1 in einem schematischen Schaubild ein Fahrzeug mit Kettenantrieb gezeigt, bei dem eine in einem drehbaren Turm montierte Kanone mit einer Vorrichtung gemäss vorliegender Erfindung ausgestattet worden ist;
Fig. 2 zeigt gleichfalls schematisch und in Perspektive ausführlicher die in Fig. 1 angedeutete Konstruktion der Vorrichtung;
Fig. 3 ist ein Diagramm, in das gewisse Winkelgeschwindigkeiten als Funktion der Zeit eingetragen sind; und
Fig. 4 zeigt ein Diagramm über die entsprechenden Winkellagen als Funktion der Zeit.
Das in Fig. 1 gezeigte Fahrzeug 1 mit Kettenantrieb ist mit einem drehbaren Turm 2 versehen, in dem das Geschützrohr 3 montiert ist. Die Bewegung des Turmes 2 wird von einem im Turm fest montierten Motor 4 veranlasst, der ein Zahnrad 5 antreibt, welches in einen im Fahrzeug 1 fest montierten Zahnkranz 6 eingreift. In entsprechender Weise wird die Elevation des Geschützrohres 3 von dem im Turm 2 fest montierten Motor 7 gesteuert, der über das Zahnrad 8 in einen am Geschützrohr fest montierten Zahnbogen 9 eingreift. Die Drehungen der Wellen der Motoren 4 und 7 werden mit Hilfe biegsamer Wellen 11 und 12 auf das beim Visier 10 angeordnete Vorhaltorgan 10 A übertragen.
An das Vorhaltorgan 10 A ist im weiteren eine Leitung 13 angeschlossen, die mit einer Schaltuhr 14 verbunden ist, die ihrerseits über die Leitung 15 in Verbindung mit dem Fusshebel 16 steht, der vom Richtschützen beim Richten des Geschützrohres 3 betätigt wird.
Der nähere Aufbau des Vorhaltorgans 10 A ist in Fig. 2 veranschaulicht. Das Visier 10 mit seinem Okular 17 enthält eine Glasscheibe 18, die mit einem Fadenkreuz versehen ist. Diese Glasscheibe 18 ist in ihrer eigenen Ebene sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung verschiebbar. In horizontaler Richtung wird die Glasscheibe 18 von einer horizontal angeordneten Zahnstange 19 und in vertikaler Richtung von einer vertikal angeordneten Zahnstange 22 verschoben. Um Verschiebungen in den beiden Richtungen zu ermöglichen, sind an den denZahnstangen 19, 22 zugekehrten Kanten der Glasscheibe 18 Leisten 21, 24 befestigt, und jede Zahnstange 19 bzw. 22 trägt an ihrem Ende ein Gleitlager 20 bzw.
23, in welchem die entsprechende Leiste 21 bzw. 24 gleitend gelagert ist. Die Verschiebung der horizontalen Zahnstange 19 erfolgt durch ein Zahnrad 25, welches am einen Ende einer Antriebswelle 26 befestigt ist. Die Antriebswelle 26 kann mittels eines an ihrem anderen Ende befestigten Knopfes 28 von Hand und über ein aus Zahnrädern 27 und 29 bestehendes Getriebe und eine Kupplung sowie die biegsame Welle 11 vom Motor 4 gedreht werden. Die Kupplung besteht aus einer am Ende der biegsamen Welle 11 verschiebbar angeordneten und mit der Welle 11 über Ansätze, welche in in der Welle 11 befindlichen Längsnuten greifen, drehfest verbundenen Scheibe 30 und einem Elektromagneten 32, welcher im erregten Zustand die Kupplungsscheibe 30 an das Zahnrad 29 des Getriebes andrückt.
Zur Erzielung einer schlupffreien Kraftübertragung sind Kupplungsscheibe 30 und Zahnrad 29 mit Friktionsbelägen 31 versehen. Die Stromversorgung des Elektromagneten 32 erfolgt gesteuert durch die Schaltuhr 14 über Leitungen 13, 33 und 34.
In entsprechender Weise wird auch die vertikale Zahnstange 22 verschoben: Das mit der Zahnstange 22 in Eingriff stehende Zahnrad 35 ist am einen Ende der Welle 36 befestigt, deren anderes Ende den Knopf 38 für Handantrieb trägt. Die Welle 36 wird auch über das aus den Zahnrädern 37 und 39 bestehende Getriebe und die durch den Elektromagneten 42 betätigbare Friktionskupplung mit der Kupplungsscheibe 40 und den Friktionsbelägen 41 sowie über die biegsame Welle 12 vom Motor 7 gedreht.
Der Eelektromagnet 42 ist über die Leitungen 43 und 44 sowie die Leitung 13 mit der Schaltuhr 14 verbunden.
Die Schaltuhr 14 ist mit einem von Hand einstellbaren Zeiger 45 versehen und über die Leitung 15 und einem mittels des Fusshebels 16 betätigbaren Schalter 46 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Stromquelle verbunden.
Beim Richten des Geschützrohres auf ein bewegliches Ziel wird der Schaltuhrzeiger 45 so eingestellt, dass die Schaltuhr 14 einen Stromimpuls an die Elektromagnete 32, 42 abgibt, dessen Länge proportional zur Flugzeit ts des verwendeten Geschosses ist, die es für den Flug vom Geschützrohr bis zum Ziel benötigt. Die auf der Schaltuhr 14 eingestellte Zeitspanne cc t ist demnach vom Wert der Konstanten cc, von der Entfernung zum Ziel und von der Fluggeschwindigkeit des Geschosses abhängig, wobei die Fluggeschwindigkeit der jeweils verwendeten Geschosstype bekannt ist, so dass nur die Zielentfernung geschätzt bzw. gemessen und der Wert für cc gewählt werden muss.
Der Proportionalitätsfaktor cc ist für jeden Schussvorgang eine Konstante, deren Wert von den jeweils vorliegenden Schussverhältnissen bestimmt ist und vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 liegt. Wird bei verhältnismässig geringer Zielgeschwindigkeit eine hohe Treffsicherheit verlangt, so wird für cc ein hoher Wert gewählt, z.B. cc = 2; bei sehr hoher Zielgeschwindigkeit und geringerer Treffsicherheit wird für cc ein niedriger Wert, z.B. sZ, = 0,5 oder 0,6 gewählt. Nachdem man einen geeigneten Wert für die Konstante cc gewählt hat, braucht bei bekannter Geschossgeschwindigkeit nur die Entfernung des Zieles vom Geschütz festgelegt werden.
Die Ska in für die Einstellung des Zeigers 45 an der Schaltuhr 14 kann deshalb in Zielentfernungen geeicht sein.
Nachdem auf der Schaltuhr 14 die Zielentfernung eingestellt worden ist, richtet der Richtschütze das Fadenkreuz und damit auch das Geschützrohr direkt auf das Ziel und startet durch Herunterdrücken des Fusshebels 16 über den Schalter 46 die Schaltuhr 14, welche über die Leitungen 13, 33, 34, 43 und 44 die Elektromagneten 32 und 42 erregt, so dass die Antriebswellen 26 und 36 zum Verschieben der Glasscheibe 18 mit dem Fadenkreuz über die biegsamen Wellen 11 u. 12 an den Motoren 4 u.
7 angekuppelt sind.
Während der Zeitdauer oc ts, die im folgenden als Richtzeit bezeichnet wird, wird deshalb die Glasscheibe 18 mit ihrem Fadenkreuz eine von den Umdrehungen der Wellen 11 bzw. 12 abhängige Verschiebung erfahren. Die Getriebe mit den Zahnrädern 27, 29 und 37, 39 sind derart ausgebildet, dass die Glasscheibe 18 entsprechend der Zielfolgebewegung des Geschützrohres, jedoch jeweils in entgegengesetzter Richtung verschoben wird und ausserdem die Verschiebung in bezug auf das Visier mit einer
1 Winkelgeschwindigkeit erfolgt, die nur der Win l+cc kelgeschwindigkeit des Geschützrohres ist.
Der Glasscheibe 18 mit ihrem Fadenkreuz wird somit eine Verschiebung gegenüber dem Visier 10 gegeben, die entgegengesetzt der Zielfolgebewegung des Geschützrohres ist und das Visier erhält auf diese Art eine reduzierte Winkel cc geschwindigkeit, die nur - der genannten Ge 1 +cd schwindigkeit der Zielfolgebewegung ist. Diese Verschiebung der Glassscheibe 18 mit ihrem Fadenkreuz relativ zum Visier 10 erfolgt nur während der eingestellten Zeit a ts u. nach dem genannten Zeitpunkt bewegen sich Fadenkreuz u. Visier nicht mehr relativ zueinander, sondern beide folgen exakt der Zielfolgebewegung des Schützrohres.
Nach der Schussabgabe wird das Fadenkreuz mittels der Knöpfe 28 und 38 wieder auf die Visierlinie eingestellt.
Wird mit O)m die Winkelgeschwindigkeit des Zieles bezeichnet, so bewegt sich das Ziel während der Flugzeit des Geschosses vom Geschütz zum Ziel um den Winkel essm ts, dem Vorhaltewinkel weiter. Die Ziellinie folgt dem Ziel und hat demnach die gleiche Winkelgeschwindigkeit zum Während der Richtzeit cc.ts bewegt sich die Ziellinie um den Winkel o)m.s:.tS. Während der Richtzeit muss das Geschützrohr eine grössere Winkelgeschwindigkeit haben, so dass nach Ablauf derselben das Geschützrohr auf den Vorhaltewinkel eingestellt ist;
in dieser Zeit bewegt sich das Geschützrohr um den Winkel o,.sc.t, + tOmwts weiter und seine Winkelgeschwindigkeit beträgt während dieser m Zeit (1 + cm) . Mit diesem Ausdruck ergibt sich die cc cc Winkelgeschwindigkeit In der Ziellinie zu ", = ---.
1 +cd Winkelgeschwindigkeit des Geschützrohres. Die Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit der Ziellinie und der des Geschützrohres, d.h. die Winkelgeschwindigkeit der Ziellinie in bezug auf das sich bewegende Geschützrohr
1 beträgt damit die Grösse nach . Winkelgeschwin
1 +a digkeit des Geschützrohres.
Der vorstehend kurz beschriebene Vorgang wird am besten anhand der beiden Diagramme in den Fig. 3 und 4 erklärt. In Fig. 3 sind die Winkelgeschwindigkeit w in bezug auf einen Fixpunkt der Zieleinrichtung des Zieles
1 (w,), des Geschützrohres com r (1 + -) und des Faden la cc kreuzes w,.(---) ) als Funktion der Zeit T gezeigt. Die 1 + cd Winkelgeschwindigkeit u > ist als Ordinate und die Zeit T als Abszisse aufgetragen.
Auf der Zeitachse sind T1 der Zeitpunkt, in dem der Richtschütze durch Betätigung des Fusshebels 16 die Schaltuhr 14 startet und T2 der Zeitpunkt, in welchem die Schaltuhr nach Ablauf der Zeitspanne cc ts die Kupplungen auskuppelt. Die Winkelgeschwindigkeit des Zieles m wird als konstant angenommen und ist in Fig. 3 durch die gerade Doppellinie 48 dargestellt. Bis zum Zeitpunkt T1 wird angenommen, dass sich sowohl das Geschützrohr als auch das Fadenkreuz mit gleicher Winkelgeschwindigkeit wie das Ziel bewegen.
im Diagramm fallen demnach die sie darstellenden Linien mit der Linie 48 bis zum Zeitpunkt T1 zusammen. Im Zeitpunkt T1 erhält - wie vorstehend dargelegt worden ist - das Fadenkreuz eine der Zielfolgebewegung des Geschützrohres entgegengesetzt gerichtete Bewegungskomponente und daraus ergibt sich, dass die Winkelgeschwindigkeit des Fadenkreuzes in bezug auf den Fixpunkt während der ersten Zeit nach dem ZeitPunkt T etwas niedriger als die Winkelgeschwindigkeit des Zieles bleibt, was in Fig. 3 durch die gestrichelte Linie 49 gezeigt ist. Der Richtschütze wird jedoch danach streben, das Fadenkreuz dem beweglichen Ziel folgen zu lassen und hierdurch erhält das Geschützrohr eine höhere Winkelgeschwindigkeit als das Ziel. Die Winkelgeschwindigkeit des Geschützrohres ist in Fig. 3 durch die dickausgezogeg ne Kurve 50 dargestellt.
Im Zeitpunkt T3 ist es dem Richtschützen geglückt, das Fadenkreuz so einzustellen, dass es richtig im Ziel liegt und seine Winkelgeschwindigkeit der Winkelgeschwindigkeit Om des Zieles gleich ist.
Das Geschützrohr hat dann im Zeitpunkt T2 eine )m (1 + -) entsprechende Winkelgeschwindigkeit. Da a im Zeitpunkt T5 der Strom durch die Elektromagnete 32 u.
42 abgeschaltet wird, hört die Verschiebung der Glasscheibe 18 mit deren Fadenkreuz relativ zum Visier 10 auf, so dass sich im gleichen Zeitpunkt T2 die Winkelgeschwindigkeit des Fadenkreuzes plötzlich von (t)m auf (9)m
1 (1 + -) erhöht. Dadurch, dass der Richtschütze weiter a hin in dem Ziel mit dem Fadenkreuz zu folgen sucht, werden nach dem Zeitpunkt T2 die Winkelgeschwindigkeiten des Fadenkreuzes und damit auch die des Geschützrohres auf die Winkelgeschwindigkeit Om des Zieles vermindert und alsbald ganz mit dieser zusammenfallen.
Wie die in Fig. 3 gezeigten Änderungen der Winkelgeschwindigkeit des Fadenkreuzes und des Geschützrohres die Winkellagen beeinflussen, geht aus Fig. 4 hervor. In dieser Figur sind die Winkellage cc in bezug auf einen Fixpunkt als Ordinate und die Zeit T als Abszisse gezeigt.
Da die Geschwindigkeit des Zieles als konstant vorausgesetzt wird, nimmt seine Winkellage gleichmässig während der ganzen Zeit zu und folgt der in Fig. 4 mit 51 bezeichneten geraden Doppellinie. Bis zum Zeitpunkt T1 haben sowohl das Geschützrohr als auch das Fadenkreuz die gleiche Winkelgeschwindigkeit wie das Ziel und im Diagramm liegen deshalb deren Winkellagen bis zu diesem Zeitpunkt T1 auf der Linie 51. Im Zeitpunkt T1 wird die Winkelgeschwindigkeit des Fadenkreuzes auf a (0m ( ) reduziert und dieses führt dazu, dass das 1 +cc Fadenkreuz unmittelbar nach dem Zeitpunkt T1 Winkellagen einnimmt, die unterhalb der in den entsprechenden Zeitpunkten eingenommenen Winkellagen des Zieles (gemäss der Doppellinie 51 )liegen. Diese abweichenden Winkellagen sind in Fig. 4 durch die gestrichelte Linie 52 dargestellt.
Der Richtschütze strebt jedoch danach, das Fadenkreuz so genau wie möglich mit dem Ziel zusammenfallen zu lassen u. dies führt dazu, dass das Geschützrohr eine im Verhältnis zum Ziel erhöhte Winkelgeschwindigkeit erhält u. die Winkellage des Geschützrohres ist deshalb nach dem Zeitpunkt T1 etwas grösser als die entsprechenden Winkellagen der Zieles (gemäss der Doppellinie 51). Diese gegenüber dem Ziel grösseren Winkellagen sind in Fig. 4 durch die dickausgezogene Kurve 53 dargestellt.
Beim Zeitpunkt T5 (a ts ts nach dem Zeitpunkt T1) ist es dem Richtschützen geglückt, dass die Winkellage des Fadenkreuzes mit der Winkellage des Zieles zusammenfällt und während des Zeitintervalles zwischen den Zeitpunkten T1 und T (= a tS) werden sich deshalb sowohl das Fadenkreuz als auch das Ziel um den Winkel cct (0m bewegt haben. Zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 hat das Geschützrohr ja ständig eine Winkelgeschwindigkeit, die (1 + -) mal grösser als die des Fa a denkreuzes ist und daraus ergibt sich, dass die Winkellage für das Geschützrohr beim Zeitpunkt T2 um ats
1 (1 + -) grösser als die Winkellage beim Zeitpunkt T7 a sein wird.
Die Unterschiede zwischen der Winkellage des Geschützrohres und der Winkellage des Fadenkreuzes und/oder des Zieles im Zeitpunkt T2 werden deshalb bis auft tom ansteigen, was den angestrebten richtigen Vorhalt ergibt. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt T2 wird das Fadenkreuz - wie aus Fig. 3 hervorgeht - eine grössere Geschwindigkeit als die des Zieles erhalten, was jedoch vom Richtschützen verhältnismässig schnell reduziert wird, so dass kurz nach dem Zeitpunkt T die Geschwindigkeiten des Zieles als auch des Fadenkreuzes und des Geschützrohres zusammenfallen. Dies spiegelt sich in Fig.
4 durch die unmittelbar nach dem Zeitpunkt T erhöhte Winkellage des Fadenkreuzes (gestrichelte Linie 52A) und durch einen entsprechenden Aufwärtsbogen der Linie 53 wieder. Nachdem die Winkelgeschwindigkeiten des Fadenkreuzes und des Geschützrohres vom Richtschützen der Winkelgeschwindigkeit des Zieles gleich gemacht worden sind, wird die Winkellage des Fadenkreuzes mit der des Zieles zusammenfallen, d.h. der Doppellinie 51 folgen, während die Winkellage des Geschützrohres gemäss einem parallel mit der Doppellinie 51 laufenden Teil der Linie 53 in der Entfernung ts (0rn von derselben verändert wird.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass dadurch, dass dem Fadenkreuz innerhalb des Zeitintervalles - T1 (= a ts) eine reduzierte Geschwindigkeit gege a ben wird, die nur der Geschwindigkeit des Ge 1 + cc schützrohres beträgt und dadurch, dass der Richtschütze versucht, das Fadenkreuz auf das Ziel einzustellen, kurz nach dem Zeitpunkt T2 des gewünschten Vorhalts (= ts Xm) am Geschützrohr automatisch erhalten wird.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die zur Zielfolgebewegung des Geschützrohres entgegengesetzt gerichtete Bewegungskomponente bei der Ziellinie dadurch erreicht worden, dass das Fadenkreuz relativ zum Visier verschoben worden ist. Der gleiche Effekt kann natürlich auch beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der im Visier enthaltene Kopfspiegel gedreht wird. Man kann sich auch vorstellen, dass sich das ganze Visier in vorgesehener Weise relativ zum Geschützrohr bewegt. Die festgestellte Zeitspanne a ts kann natürlich auch in anderer Weise als mit Hilfe einer in der Entfernung zum Ziel graduierten Schaltuhr erhalten werden.
Demnach kann man sich denken, diese Richtzeit direkt aus einem Entfernungsmesser zu erhalten, dessen Einstellvorrichtung eventuell mit einem Schaltuhrzeiger mechanisch gekoppelt sein kann. Die Bewegung des Fadenkreuzes kann im weiteren in einer solchen Weise ergänzt werden, dass man durch entsprechende Voreinstellungen durch die Knöpfe 28 und 38 Windeinwirkung, Pulvertemperatur u.a.m. berücksichtigt. Ausserdem kann man die beiden Knöpfe 28 und 38 durch Motoren ersetzen, so dass eine automatische Rückführung des Fadenkreuzes erhalten wird und auch, dass man diese Motoren die vorstehend genannte Korrektureinstellung ausführen lässt.
Die vorliegende Erfindung ist auch in solchen Fällen anwendbar, in denen man nicht direkt die Zielfolgebewegungen des Geschützrohres in bezug auf einen Fixpunkt registrieren kann. Dies ist zum Beispiel oft der Fall bei Fahrzeugen mit Kettenantrieb und fest montierten Schusswaffen, deren Richten durch Bewegungen des ganzen Fahrzeuges erfolgen muss.
In derartigen Fällen werden die Winkellagenveränderungen des Geschützrohres in bezug auf ein Gyroskop kontinuierlich während der festgestellten Zeitdauer cc ts gemessen und gleichzeitig gibt ein Servomechanismus der Ziellinie eine zusätzliche Bewegungskomponente, die eine entgegengesetzte Richtung gegenüber der Bewegung des Geschützrohres in bezug auf das Gyroskop und eine Winkelgeschwindigkeit hat, die --- der Winkelgeschwindigkeit der zuletzt genann 1 +t2.
ten Bewegung ist, wodurch die Bewegung der Ziellinie relativ zu einem Fixpunkt im Verhältnis zur Bewegung des Geschützrohres reduziert wird und eine Winkelge schwindiXykeit erhalten wird, die nur --- mal der Win l+z I:e!rrschv:indigkeit des Geschützrohres ist.
Device on a gun to achieve a correct lead when shooting at a moving target
The present invention relates to a device on a gun for obtaining a correct lead when firing at a moving target, the gun barrel moving normally in unison with the line of sight. Such a device is particularly suitable for weapons mounted in vehicles with chain drive and can also be used with advantage in those vehicles with chain drive in which the weapon is firmly mounted on the vehicle and its aiming is therefore carried out by controlling the entire vehicle.
It is known that, in order to maintain the lead when a shot is fired at a moving target, the crosshair present in the sight is given a momentary shift that is dependent on the speed of the target and the flight time of the fired shot.
The disadvantage here is that the aiming of the weapon in particular is made very much more difficult by the sudden shift of the crosshair and that in order to be able to achieve a correct lead, one has to rely on fast, satisfactory data regarding the speed of movement of the target and the flight time of the projectile to obtain.
The purpose of the present invention is to provide a device with which it is possible to achieve the lead without causing a sudden shift in the thread line, and the only adjustment necessary, other than the actual target sequence, is that based on the calculated target range is.
The device according to the invention for achieving a correct lead when shooting at a moving target is characterized in that at least one of the organs defining the target line determines its duration by the product of a selectable constant cc and the flight time ts of the projectile to the target is, is coupled to a drive device which, via the coupled organ, issues movement components to the target line which are directed opposite to the components of the target following movement of the gun barrel and are so large that the cc reduced angular speed of the target line is 1 + cc times the angular speed of the gun barrel.
The invention will now be described in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing. In the drawing is in
1 shows in a schematic diagram a vehicle with chain drive, in which a cannon mounted in a rotatable tower has been equipped with a device according to the present invention;
FIG. 2 likewise shows schematically and in more detail in perspective the construction of the device indicated in FIG. 1;
3 is a diagram in which certain angular velocities are plotted as a function of time; and
4 shows a diagram of the corresponding angular positions as a function of time.
The chain drive vehicle 1 shown in Fig. 1 is provided with a rotatable turret 2 in which the gun barrel 3 is mounted. The movement of the tower 2 is caused by a motor 4 fixedly mounted in the tower, which drives a gearwheel 5 which engages in a ring gear 6 fixedly mounted in the vehicle 1. In a corresponding manner, the elevation of the gun barrel 3 is controlled by the motor 7 fixedly mounted in the turret 2, which engages via the gear wheel 8 in a toothed arch 9 fixedly mounted on the gun barrel. The rotations of the shafts of the motors 4 and 7 are transmitted with the help of flexible shafts 11 and 12 to the holding device 10 A arranged at the sight 10.
In addition, a line 13 is connected to the supply element 10 A, which is connected to a timer 14, which in turn is connected via line 15 to the foot lever 16 which is actuated by the gunner when the gun barrel 3 is aimed.
The more detailed structure of the supply element 10 A is illustrated in FIG. The visor 10 with its eyepiece 17 contains a glass pane 18 which is provided with a crosshair. This glass pane 18 is displaceable in its own plane in both the horizontal and vertical directions. The glass pane 18 is displaced in the horizontal direction by a horizontally arranged rack 19 and in the vertical direction by a vertically arranged rack 22. In order to allow displacements in both directions, strips 21, 24 are attached to the edges of the glass pane 18 facing the toothed racks 19, 22, and each toothed rack 19 and 22 has a slide bearing 20 and 22 at its end.
23, in which the corresponding bar 21 or 24 is slidably mounted. The horizontal rack 19 is displaced by a gear 25 which is attached to one end of a drive shaft 26. The drive shaft 26 can be rotated by hand by means of a button 28 fastened at its other end and via a transmission consisting of toothed wheels 27 and 29 and a coupling as well as the flexible shaft 11 from the motor 4. The coupling consists of a disk 30, which is arranged displaceably at the end of the flexible shaft 11 and rotatably connected to the shaft 11 via lugs which engage in longitudinal grooves in the shaft 11, and an electromagnet 32 which, when excited, connects the clutch disk 30 to the gear 29 of the gear presses.
In order to achieve a slip-free power transmission, the clutch disk 30 and gear 29 are provided with friction linings 31. The power supply to the electromagnet 32 is controlled by the timer 14 via lines 13, 33 and 34.
The vertical rack 22 is displaced in a corresponding manner: the gear 35 which meshes with the rack 22 is fastened to one end of the shaft 36, the other end of which carries the button 38 for manual operation. The shaft 36 is also rotated via the transmission consisting of the gears 37 and 39 and the friction clutch with the clutch disc 40 and the friction linings 41, which can be actuated by the electromagnet 42, and via the flexible shaft 12 from the motor 7.
The electromagnet 42 is connected to the timer 14 via the lines 43 and 44 and the line 13.
The timer 14 is provided with a manually adjustable pointer 45 and is connected via the line 15 and a switch 46 that can be actuated by means of the foot lever 16 to a power source not shown in the drawing.
When the gun barrel is aimed at a moving target, the timer pointer 45 is set so that the timer 14 emits a current pulse to the electromagnets 32, 42, the length of which is proportional to the flight time ts of the projectile used, which is required for the flight from the gun barrel to the target needed. The time interval cc t set on the timer 14 is therefore dependent on the value of the constant cc, the distance to the target and the flight speed of the projectile, the flight speed of the projectile type used being known, so that only the target distance is estimated or measured and the value for cc must be chosen.
The proportionality factor cc is a constant for each shot process, the value of which is determined by the respective shot ratios and is preferably between 0.5 and 3. If a high accuracy is required at a relatively low target speed, a high value is chosen for cc, e.g. cc = 2; with a very high target speed and lower accuracy, a low value for cc, e.g. sZ, = 0.5 or 0.6 selected. After you have chosen a suitable value for the constant cc, you only need to determine the distance of the target from the gun if the projectile speed is known.
The Ska in for setting the pointer 45 on the timer 14 can therefore be calibrated at target distances.
After the target distance has been set on the timer 14, the gunner directs the crosshair and thus also the gun barrel directly at the target and starts the timer 14 by pressing down the foot lever 16 via the switch 46, which via the lines 13, 33, 34, 43 and 44, the electromagnets 32 and 42 are excited, so that the drive shafts 26 and 36 for moving the glass pane 18 with the crosshairs over the flexible shafts 11 and the like. 12 on the motors 4 u.
7 are coupled.
During the time period oc ts, which is referred to below as the guide time, the glass pane 18 with its crosshairs will therefore experience a displacement that is dependent on the revolutions of the shafts 11 and 12, respectively. The gears with the gears 27, 29 and 37, 39 are designed in such a way that the glass pane 18 is shifted according to the target following movement of the gun barrel, but in the opposite direction, and also the shift with respect to the sight with a
1 angular velocity takes place, which is only the angle speed of the gun barrel.
The glass pane 18 with its crosshairs is thus given a shift with respect to the sight 10, which is opposite to the target following movement of the gun barrel and the sight receives in this way a reduced angular velocity that is only - the mentioned Ge 1 + cd velocity of the target following movement. This shift of the glass pane 18 with its crosshairs relative to the visor 10 takes place only during the set time a ts u. after the specified point in time, the crosshairs move u. Sight no longer relative to each other, but both follow the target following movement of the contactor tube exactly.
After the shot has been fired, the crosshairs are set back to the line of sight by means of buttons 28 and 38.
If the angular velocity of the target is denoted by O) m, the target moves further during the flight time of the projectile from the gun to the target by the angle essm ts, the lead angle. The target line follows the target and therefore has the same angular speed as during the target time cc.ts, the target line moves by the angle o) m.s: .tS. During the straightening time, the gun barrel must have a greater angular velocity, so that after this has elapsed the gun barrel is set to the lead angle;
During this time the gun barrel continues to move by the angle o, .sc.t, + tOmwts and its angular velocity is during this m time (1 + cm). This expression gives the cc cc angular velocity in the finish line to ", = ---.
1 + cd angular velocity of the gun barrel. The difference between the angular velocity of the line of sight and that of the gun barrel, i.e. the angular velocity of the line of sight with respect to the moving gun barrel
1 is thus the size after. Angular velocity
1 + a dility of the gun barrel.
The process briefly described above is best explained with reference to the two diagrams in FIGS. In Fig. 3 are the angular velocity w with respect to a fixed point of the aiming device of the target
1 (w,), the gun barrel com r (1 + -) and the thread la cc cross w,. (---)) as a function of time T. The 1 + cd angular velocity u> is plotted as the ordinate and the time T as the abscissa.
On the time axis, T1 is the point in time at which the gunner starts the timer 14 by actuating the foot lever 16, and T2 is the point in time at which the timer disengages the clutches after the period cc ts has elapsed. The angular velocity of the target m is assumed to be constant and is shown in FIG. 3 by the straight double line 48. Up to time T1 it is assumed that both the gun barrel and the crosshair move at the same angular velocity as the target.
In the diagram, the lines representing them therefore coincide with line 48 up to time T1. At time T1 - as explained above - the crosshair receives a movement component directed in the opposite direction to the target following movement of the gun barrel and this means that the angular speed of the crosshair with respect to the fixed point during the first time after time T is somewhat lower than the angular speed of the The goal remains what is shown in FIG. 3 by the dashed line 49. However, the gunner will strive to have the crosshair follow the moving target and this will give the gun barrel a higher angular velocity than the target. The angular velocity of the gun barrel is shown in Fig. 3 by the curve 50 thickausgezogeg ne.
At time T3, the gunner succeeded in setting the crosshair so that it lies correctly in the target and its angular speed is equal to the angular speed Om of the target.
The gun barrel then has an angular velocity corresponding to) m (1 + -) at time T2. Since a at time T5 the current through the electromagnet 32 u.
42 is switched off, the displacement of the glass pane 18 with its crosshair relative to the visor 10 stops, so that at the same point in time T2 the angular velocity of the crosshair suddenly changes from (t) m to (9) m
1 (1 + -) increased. Because the gunner tries to follow a further into the target with the crosshair, after time T2 the angular velocities of the crosshair and thus also that of the gun barrel are reduced to the angular velocity Om of the target and soon coincide entirely with this.
How the changes in the angular velocity of the crosshair and the gun barrel shown in FIG. 3 influence the angular positions, can be seen from FIG. In this figure, the angular position cc with respect to a fixed point is shown as the ordinate and the time T as the abscissa.
Since the speed of the target is assumed to be constant, its angular position increases uniformly over the entire period and follows the straight double line denoted by 51 in FIG. Up to the point in time T1, both the gun barrel and the crosshair have the same angular velocity as the target and in the diagram their angular positions are therefore on the line 51 up to this point in time T1. At point in time T1 the angular velocity of the crosshair is reduced to a (0m () and this leads to the 1 + cc crosshair assuming angular positions immediately after time T1 which are below the angular positions of the target (according to the double line 51) assumed at the corresponding times. These deviating angular positions are indicated in FIG. 4 by the dashed line 52 shown.
However, the gunner strives to coincide the crosshair as closely as possible with the target, and the like. This leads to the fact that the gun barrel receives an angular velocity that is increased in relation to the target and so on. the angular position of the gun barrel is therefore slightly greater after time T1 than the corresponding angular positions of the target (according to the double line 51). These angular positions, which are greater than the target, are shown in FIG. 4 by the bold curve 53.
At time T5 (a ts ts after time T1), the gunner succeeded in making the angular position of the crosshair coincide with the angular position of the target and during the time interval between times T1 and T (= a tS), therefore, both the crosshairs will be as well as the target by the angle cct (0m. Between the points in time T1 and T2 the gun barrel always has an angular velocity which is (1 + -) times greater than that of the cross and this results in the angular position for the gun barrel at time T2 by ats
1 (1 + -) will be greater than the angular position at time T7 a.
The differences between the angular position of the gun barrel and the angular position of the crosshair and / or the target at time T2 will therefore increase up to tom, which results in the correct lead sought. Immediately after time T2, the crosshairs - as can be seen from FIG. 3 - get a greater speed than that of the target, which, however, is reduced relatively quickly by the gunner, so that shortly after time T the speeds of the target and of the crosshair and of the gun barrel collapse. This is reflected in Fig.
4 through the increased angular position of the crosshairs immediately after time T (dashed line 52A) and through a corresponding upward curve of line 53. After the angular velocities of the crosshair and the gun barrel have been made equal by the gunner to the angular velocity of the target, the angular position of the crosshair will coincide with that of the target, i.e. follow the double line 51, while the angular position of the gun barrel is changed according to a part of the line 53 running parallel to the double line 51 at the distance ts (0rn from the same.
In summary, it can be stated that the crosshair is given a reduced speed within the time interval - T1 (= a ts), which is only the speed of the Ge 1 + cc protective tube and the fact that the gunner tries to hit the crosshair to adjust to the target, shortly after time T2 of the desired lead (= ts Xm) on the gun barrel is automatically obtained.
In the exemplary embodiment described above, the movement component at the target line, which is directed in the opposite direction to the target following movement of the gun barrel, has been achieved in that the crosshair has been moved relative to the sight. The same effect can of course also be achieved, for example, by rotating the head mirror contained in the visor. One can also imagine that the entire sight moves in the intended manner relative to the gun barrel. The determined time span a ts can of course also be obtained in a way other than with the aid of a time switch graduated in distance to the target.
Accordingly, one can imagine obtaining this guide time directly from a range finder whose setting device can possibly be mechanically coupled with a time switch pointer. The movement of the crosshairs can be supplemented in such a way that you can use the appropriate presettings using buttons 28 and 38, wind action, powder temperature, etc. considered. In addition, the two buttons 28 and 38 can be replaced by motors, so that automatic return of the cross-hairs is obtained and also that these motors can be used to carry out the corrective adjustment mentioned above.
The present invention can also be used in those cases in which one cannot directly register the target following movements of the gun barrel with respect to a fixed point. This is often the case, for example, with vehicles with chain drives and permanently mounted firearms, which have to be straightened by moving the entire vehicle.
In such cases, the angular changes in the position of the gun barrel with respect to a gyroscope are measured continuously during the determined period of time cc ts and at the same time a servomechanism gives the aiming line an additional movement component which has an opposite direction to the movement of the gun barrel with respect to the gyroscope and an angular velocity , the --- the angular velocity of the last named 1 + t2.
This means that the movement of the line of sight relative to a fixed point is reduced in relation to the movement of the gun barrel and an angular velocity is obtained which is only --- times the speed of the gun barrel.