Das Hauptpatent betrifft eine Zielvorrichtung für das Beschiessen beweglicher Ziele, insbesondere Flugziele, bei welcher die durch die Zielkurslinie definierte sogenannte scheinbare Bewegungs- bzw. Flugrichtung und der Vorhaltewinkel oder die Vorhaltekomponenten nach Seite und Höhe sowie der sogenannte Schusswinkel ermittelt werden und gekennzeichnet ist durch eine Visiervorrichtung. welche Mittel zur Wahrnehmung und Vermessung der Lage eines Zieles im Raume nach Seite und Lagewinkel besitzt, eine Gedächtniseinheit zur Speicherung von Daten der Vermessung der Seite und des Lagewinkels von mindestens einer Lage eines Zieles im Raume entsprechend einem ersten Bestimmungsstrahl, eine Rechnungsmaschine, in welcher sich auf geradlinige Flugwege beziehende trigonometrische und sphärische Beziehungen sowie die ballistischen Eigenschaften der verwendeten Munition programmiert sind.
eine Vorrichtung zur Einstellung einer Zielentfernung in der Rechnungsmaschine, eine Vorrichtung zur Einstellung der Zielgeschwindigkeit in der Rechnungsmaschine, das Ganze derart, dass die Rechnungsmaschine mittels den aus der Gedächtniseinheit zugeführten Daten des ersten Bestimmungsstrahles und den von der Vermessungsvorrichtung des Visiers zugeführten Daten der momentanen Richtung eines zweiten Bestimmungsstrahles den Winkel der scheinbaren Richtung der durch diese beiden Strahlen definierten Einstellebene ermittelt, wobei diese Richtung mit der gesuchten scheinbaren Flugrichtung des Zieles zusammenfällt, wenn das Ziel mit einem beliebigen Punkt dieser Richtung anvisiert wird, ferner dass die Rechnungsmaschine den in der Dachebene liegenden Vorhaltewinkel sowie den Schusswinkel ermittelt.
Die Grundlage für die Berechnung bilden zwei vom gleichen Punkt, d.h. von der Zielvorrichtung ausgehende Visierstrahlen, deren Richtwerte (Seite und Lagewinkel) beim ersten Bestimmungsstrahl konstant und beim zweiten Bestimmungsstrahl entsprechend der Richtbewegung der Vorrichtung variabel sind. Für das Verständnis der Ausführungen ist es wichtig, sich zu merken, dass durch diese beiden Bestimmungsstrahlen eine fiktive Ebene definiert wird, die als Einstellebene bezeichnet werden kann und vom Wamehmungsorgan, z.B. dem Auge, aus als Einstellgerade erscheint und welche beim Bewegen der Visiervorrichtung um den durch den ersten Bestimmungsstrahl festgelegten Punkt schwenkt, d.h. der letztere stellt gleichsam den Pol oder Drehpunkt aller Einstellgeraden dar.
Die Einstellebene geht in die Dachebene über, sobald das Ziel mit einem beliebigen Punkt der Einstellgeraden anvisiert wird, womit dann die scheinbare Flugrichtung ermittelt ist.
Das Wamehmungsorgan, d.h. der Ausgangspunkt der Visierstrahlen oder Zielwamehmungsstrahlen, wird meistens das Auge des menschlichen Beobachters sein, doch sind auch rein technische Mittel, wie z.B. Radar, zur Anwendung als Wahrnehmungsorgan brauchbar.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Visiervorrichtung einen drehbaren Strichplattenträger mit einer Strichplatte enthält, die einen radialen Strich aufweist, dass der drehbare Strichplattenträger an eine von einem Computer gesteuerte Antriebsvorrichtung gekuppelt ist, welche dazu dient, den Strichplattenträger entsprechend der scheinbaren Richtung der Einstellebene zu verstellen, und dass eine weitere Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, um auf dem Strich eine Zielmarke entsprechend dem errechneten Vorhaltewinkel zu verschieben.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 die Geometrie der Zielbewegung in axonometrischer Darstellung,
Fig. 2 ein Blockdiagramm der Zielvorrichtung,
Fig. 3 das Gesichtsfeld bei Anwendung einer Reflexoptik, wobei das Ziel sichtbar aber nicht durch die Zielmarke erfasst wird,
Fig. 4 das gleiche Gesichtsfeld wie in Fig. 3, wobei aber das Ziel mit der Zielmarke visiert wird,
Fig. 5 die Anordnung der Zielvorrichtung an einem Fliegerabwehrgeschütz,
Fig. 6 eine Draufsicht, im Schnitt, auf die Visiervorrichtung entsprechend dem Horizontalschnitt gemäss der Linie VII-VII von Fig. 7,
Fig. 7 eine Seitenansicht der Zielvorrichtung teilweise im Schnitt,
Fig. 8 ein Detail von Fig. 6 in Seitenansicht.
In Fig. list der Standort der Waffe, z.B. einer Fliegerabwehrkanone, mit dem Buchstaben G bezeichnet. Die Zielkursgerade verläuft bei diesem Beispiel von rechts nach links und ist mit a bezeichnet. Es ist zu beachten, dass G und a die sogenannte Dachebene bestimmen. Die Projektion der Zielkursgeraden a in der Kartenebene ist mit a' bezeichnet. Der Punkt M1 bezeichnet einen Punkt auf der Zielkursgeraden, bei welchem das Flugziel zum ersten Mal vom Standort G aus anvisiert wurde. Eine gedachte Linie, welche G mit M1 verbindet, ist als erster Visierstrahl S1 bezeichnet und erscheint vom Standord G aus unter der Seite z1 von der Nullrichtung N aus zählend und unter dem LagewinkelX1 von der Kartenebene.
Zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die Schussauslösung erfolgt, befindet sich das Ziel im Zielpunkt Z. Weiter vorn auf der Zielkursgeraden a angeordnet befindet sich der Vorhaltepunkt V, auf welchen das um den Schusswinkel 8 erhöhte Geschütz zu richten ist. Eine gedachte Linie, welche G mit V verbindet, wird als zweiter Visierstrahl S2 bezeichnet. Der zweite Visierstrahl hat die Seite o12 und die Lagewinkel X2. Wie später noch dargestellt wird, erfolgt die Schussauslösung im Augenblick der zweiten Visierung. In diesem Augenblick befindet sich das Ziel noch im Zielpunkt Z und der Winkel zwischen dem Visierstrahl S2 und der Linie GZ wird Vorhaltewinkel g genannt.
Der Vollständigkeit halber wird daran erinnert, dass im Zeitpunkt der Schussauslösung die Geschützachse nicht auf Punkt V gerichtet ist, sondern etwas über den Punkt V erhöht um den Schutzwinkel 8. Auf diese Weise wird die (gestrichelt) gezeichnete Flugparabel f des Projektils berücksichtigt, wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist.
Bevor die Zielvorrichtung in Details betrachtet wird, ist es zweckmässig, die Zielvorgänge zu betrachten.
Fig. 3 zeigt das Gesichtsfeld bei Anwendung einer Reflexoptik. Der Zentrumspunkt stellt den Visierstrahl dar, welcher bei der Schussabgabe auf den Vorhaltepunkt V eingestellt sein muss, wobei das Geschützrohr in bekannter Weise noch um den Schusswinkel 8 in bezug auf den Visierstrahl zu heben ist.
Der radiale Strich s stellt die Einstellebene dar, welche durch den ersten Visierstrahl S1 und die Momentanlage des Visierstrahles bei der Bewegung des Visiers bestimmt ist. 8 stellt den Winkel zwischen der scheinbaren Richtung der Einstellebene s* und einer vertikalen Linie dar, die in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnet ist. Während in Fig. 4 die Einstellbene mit der Dachebene zusammenfällt, ist dies in Fig. 3 noch nicht der Fall. Die Dachebene ist als eine Linie a* angedeutet, und in bezug auf die Einstellebene, welche als Linie s* angedeutet ist, geneigt angeordnet. Beide Linien schneiden sich bei M1*, welcher in diesem Beispiel ausserhalb des Blickfeldes der Visiervorrichtung liegt.
Zur Einstellung des Geschützes auf den Vorhaltepunkt V wird die Linie s auf das Ziel und insbesondere die Zielmarke T mit dem Ziel Z* in Übereinstimmung gebracht, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Hierauf kann die Schussauslösung erfolgen. Fig. 4 entspricht dann der in Fig. 1 gezeigten Lage, d.h.
die durch die Zielmarke T bestimmte Richtung entspricht der Verbindungslinie GZ und der Visierstrahl 43 (Fig. 6) ent spricht der Verbindungslinie GV, gegenüber welcher das Geschützrohr noch um den Schusswinkel 8 erhöht eingestellt ist.
Nachdem nun die Geometrie der Zielbewegung anhand der Fig. 1 und ein Beispiel einer bildlichen Darstellung mittels einer Reflexoptik anhand der Fig. 3 und 4 dargestellt wurde, wird nun die Zielvorrichtung mit Bezug auf das Blockdiagramm von Fig. 2 näher beschrieben.
Die Visiervorrichtung 10 ist mit Mitteln zur Wahrnehmung und Vermessung des Zieles nach Seite und Lagewinkel versehen. Solche Mittel um eine Winkelbewegung in digitale oder analoge Signale umzusetzen sind bereits bekannt. Ein Computer enthält einen Speicher 2 und eine Recheneinheit 3. Der Speicher 2 dient dazu, die Daten, welche durch Messung von Seite al und LagewinkelX1 des ersten Richtstrahls S1 (Fig. 1) bestimmt wurden, zu speichern. Eine Dateneingabevorrichtung 4 ist vorgesehen, um die geschätzte oder ermittelte Zielentfernung einzugeben. Eine weitere Eingabevorrichtung 5 dient dazu, die geschätzte oder ermittelte Zielgeschwindigkeit in die Recheneinheit einzugeben.
Der Speicher 2 kann ferner die Aufgabe übernehmen, die sich auf geradlinige Flugwege beziehende mathematischen Beziehungen sowie die Gesetzmässigkeiten der ballistischen Eigenschaften der verwendeten Munition zu speichern.
Mittels den im Speicher 2 gespeicherten Werten betreffend die Seite al und Lagewinkel X1 und den von der Visiervorrichtung 1 dauernd vermessenen Einstellwerten cuz, X3 ermittelt die Recheneinheit 3 die scheinbare Richtung der Einstellebene und in dieser den Vorhaltewinkel u Der Vorhaltewinkel < p wird unter Verwendung der eingegebenen Daten betreffend die Zielentfernung und die Zielgeschwindigkeit und den gespeicherten ballistischen Daten der Munition errechnet. Es ist bei dieser Gelegenheit daran zu erinnern, dass die Einstellebene durch den ersten Visierstrahl S1 und die momentane
Lage des Visierstrahls bei der Bewegung der Visiervorrichtung bestimmt wird.
Während dieser Bewegung errechnet der Computer ständig den entsprechenden Vorhaltewinkel .
Wenn nun das Ziel mit einem beliebigen Punkt der scheinbaren Richtung der Einstellebene anvisiert wird, geht diese in die Dachebene über. Auch der Vorhaltewinkel < p entspricht dann dem vom Projektil benötigten Wert.
Wie Fig. 5 zeigt, ist die Visiervorrichtung 10 auf einer Fliegerabwehrkanone 11 mittels einer Parallelführung 13 angeordnet, die aus den Hebeln 15, 17 und 19 besteht. Infolgedessen folgt die Visiervorrichtung den Bewegungen der Kanone, wie dies bekannt ist. Infolgedessen sind bei einem Schusswinkel von 8 = 0 die Achse des Geschützes und der Visierstrahl 43 immer parallel. Es sind jedoch vom Computer gesteuerte Mittel bei der Zielvorrichtung vorgesehen, um die Visiervorrichtung entsprechend dem Schusswinkel zu senken. Diese Mittel können aus einer bekannten Vorrichtung bestehen, welche elektrische Signale in eine entsprechende Winkeldrehung umwandelt.
Weil der Abstand zwischen der Geschützachse und dem Visierstrahl 43 klein ist, kann er praktisch vernachlässigt werden und in Fig. 1 kann angenommen werden, dass sowohl die Geschützachse und der Visierstrahl vom gleichen Punkt aus ausgehen.
Das optische Reflexsystem 21 (Fig. 6-7) weist eine in einem Kugellager 25 gelagerte Strichplatte 23 auf, welche um die optische Achse 27 gedreht werden kann. Die Drehung der Strichplatte 23 erfolgt entsprechend der durch den Computer ermittelten scheinbaren Richtung der Einstellebene. Zu diesem Zwecke wandelt ein Encoder 29 vom Computer gelieferte Daten in eine Drehbewegung um. Die Übertragung der Dreh- bewegung des Encoders 29 erfolgt über das Zahnrad 31 zum Zahnrad 33, in welchem die Strichplatte 23 untergebracht ist.
Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel konvexe Strichplatte 23 ist mit Ausnahme eines radialen Striches oder Schlitzes 35 (Fig. 7) und eines Zentrumkreisleins 37 undurchsichtig.
Nach dem bekannten Prinzip des Reflexvisiers wird dieser radiale Strich 35 mittels einer nicht dargestellten Lichtquelle auf einen schwachversilberten Transparentspiegel 36 in das Gesichtsfeld des Visiers projeziert und dem Auge 39 des Beobachters sichtbar gemacht. In den Fig. 3 und 4 ist der Strich 35 als Linie s sichtbar. Das ebenfalls sichtbare Zentrumskreislein 37 stellt die optische Achse 27 bzw. den in einem rechten Winkel dazu verlaufenden Visierstrahl 43 der Visiervorrichtung dar, welcher bei einem Schusswinkel Null der Richtung des Geschützrohres entspricht. Infolgedessen sieht der Beobachter den auf den Transparentspiegel projizierten Zielrichtungsstrich und das Zentrumskreislein und gleichzeitig auch das durch den Transparentspiegel 36 hindurch sichtbare Ziel.
Der Encoder 29 dient dazu, die errechneten Werte der scheinbaren Richtung der Einstellebene in eine Drehstellung umzuwandeln, wobei die Einstellung der Strichplatte 23 drehwinkelgleich erfolgt. Am Kugellager 25 ist eine Hülse 45 befestigt, in welcher die Strichplatte 23 angebracht ist. Ebenfalls an der Hülse 45 befestigt ist das Stirnrad 33. Ferner ist an der Hülse 45 ein Lager 47 befestigt, in welchem eine Achse 49 parallel zur optischen Achse 27 gelagert ist. An einem Ende dieser Achse 49 ist eine dünne Stange 28 befestigt, welche bei einer Drehung der Achse 49 über die Strichplatte 23 gleitet und an der Kreuzungsstelle mit dem radialen Schlitz 35 den Strahlengang des Lichts durch den Schlitz unterbricht und auf dem projizierten radialen Strich eine Lücke verursacht, welche die Zielmarke T zur Schussabgabe bildet.
Um die Zielmarke T vom Zentrumskreislein 37 entsprechend dem vom Computer ermittelten Vorhaltewinkel q) wegzubewegen, ist ein zweiter Encoder 53 vorgesehen, der die Werte des Vorhaltewinkels < p oder einer Funktion desselben in eine Winkelverstellung umwandelt. Die Welle 55 des Encoders 53 ist mit einem Gewinde 57 versehen, auf welchem ein konisches Glied 59 aufgeschraubt ist. Das konische Glied 59 besitzt einen Flansch 61 mit einem radialen Schlitz 63 (Fig. 8), in welchen ein stationärer Stift 65 eingreift. Bei einer Drehbewegung der Welle 55 führt das konische Glied 59 somit lediglich eine axiale Hin- oder Herbewegung aus, wie das durch die gestrichelt dargestellte Lage des konischen Gliedes dargestellt ist. Am äusseren Ende der Achse 49 ist ein Stab 67 in einem rechten Winkel zur Welle 49 angeordnet.
Dieser Stab 67 wird durch eine nicht eingezeichnete Feder gegen die konische Fläche des konischen Gliedes 59 gedrückt. Bei einer axialen Bewegung des konischen Gliedes 59 gleitet der Stab 67 auf der konischen Oberfläche des konischen Gliedes 59, so dass das dünne Stäbchen 28 derart auf der Strichplatte 23 bewegt wird, dass der Abstand der Zielmarke T vom Zentrumskreislein 37 dem vom Computer errechneten Vorhaltewinkel (p entspricht.
Da der Encoder 53 koaxial zur optischen Achse 27 angeordnet ist, tastet der Stab 67 auch bei einer Drehbewegung der Strichplatte 23 immer den gleichen Wert vom konischen Glied 59 ab. Dies heisst mit anderen Worten, dass die Zielmarke T auch bei einer Drehung der Strichplatte 23 immer in gleichem Abstand vom Zentrumskreislein 37 entfernt bleibt. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist das Glied 59 konusförmig. Es wäre aber auch möglich, der Mantellinie des Gliedes 59 eine bestimmte Kurvenform zu geben, was ermöglichen Würde, die geometrischen Verhältnisse der Anordnung der beweglichen Teile und eventuell auch noch eine bestimmte Funktion des Vorhaltewinkels, z.B. die Umwandlung von sin < p in < p zu berücksichtigen.
Für die Durchführung der Berechnungen wird auf die detaillierte Beschreibung im Hauptpatent verwiesen.
Die Handhabung der beschriebenen Vorrichtung bei der Ermittlung der durch die Zielkurslinie definierten scheinbaren Flugrichtung und des Vorhaltewinkels oder der Vorhaltekomponenten nach Seite und Höhe ist folgende:
Im Computer 3 werden mittels der Vorrichtung 4 geschätzte oder aber ermittelte Werte für die sich normalerweise im mer verändernde Zielentfernung Ez und mittels der Eingabevorrichtung 5 ein geschätzter oder ermittelter Wert für die Zielgeschwindigkeit eingestellt.
Das Ziel wird nun mit dem Visierstrahl 43 der Visiervorrichtung durch entsprechendes Bewegen der Vorrichtung nach Seite und Höhe anvisiert, wobei durch Betätigen einer Auslösevorrichtung, z.B. eines Schalters erreicht wird, dass diese Messwerte aryl, X1 des ersten Bestimmungsstrahles S1 dem Speicher 2 zugeführt, in diesem gespeichert und gleichzeitig der Rechen einheit 3 zugeführt werden.
Hierauf wird die Visiervorrichtung entsprechend der Zielbewegung geschwenkt. wobei diejeweiligen Richtwerte Ch2, X2 dauernd vermessen und der Recheneinheit 3 zugeführt werden, die mittels den Ausdrücken (1) und (2) die scheinbare Richtung 8 der Einstellebene, mittels dem Ausdruck (3) den Vorhaltewinkel n oder mittels den Ausdrücken (5) und (6) die Vorhaltekomponenten K nach Seite q nach Höhe, ferner mittels dem Ausdruck (4) die Entfernung Ev des Vorhaltepunktes V und daraus die Geschossflugzeit zum Vorhaltepunkt ermittelt, die ihrerseits dem Ausdruck (3) zugeführt wird.
Die zur Anzeige der Zielmarke T dienenden Werte werden in bekannter Weise in die Visiervorrichtung (Fig. 6) übertragen, wo die Encoder 29 und 55 die Strichplatte 23 und die Zielmarke T einstellen. Sobald das Ziel mit einem beliebigen Punkt des Zielrichtungsstriches s anvisiert wird (Fig. 4) entspricht die Einstellebene der gesuchten Dachebene, d.h. derZielrich- tungsstrich s zeigt die scheinbare Flugrichtung an, worauf die Zielmarke T mit dem Ziel zur Deckung zu bringen ist und die Schussauslösung erfolgen kann (Fig. 4).
Es ist hiebei gleichgültig, wie die Bewegung der Vorrich tungzwischen den einzelnen Anvisierungen erfolgt, d.h. es muss nicht kontinuierlich auf das Ziel gerichtet werden, wie dies bei verschiedenen anderen bekannten Zielvorrichtungen der Fall ist, was bedeutend geringere Anforderungen an die Richttätigkeit stellt, zudem kann eine bedeutend schnellere Schussbereitschaft und raschere Seriefolge erreicht werden.
Je nach dem angewandten Schiessverfahren ist mit der Zielmarke T verschieden zu richten, Diese ist beim Folgeschiessverfahren möglichst genau mit dem Ziel zur Deckung zu bringen, wobei damit zu rechnen ist, dass infolge des aufgrund von Schätzungen der Zielgeschwindigkeit und der Zielentfernung nur angenähert ermittelten Vorhaltewinkels mit keiner grossen Trefferwartung gerechnet werden kann. Zur Behebung dieses Mangels ist schon vorgeschlagen worden, ein Steuerorgan zur zeitweisen Beeinflussung der Grösse des ermittelten Vorhaltewinkels zu verwenden, wodurch ein Hinund Her-Überstreichen des Zieles erreicht wird.
Bei Anwendung des sogenannten Sperreschiessverfahrens mit angehaltener Waffe ist lediglich beim Abfeuern des ersten Schusses einer Serie die Zielmarke T mit dem Ziel zur Dekkung zu bringen. Um hiebei zu erreichen, dass das Schiessen mit einem zu grossen Vorhalt begonnen wird, d.h. dass der erste Schuss voraussichtlich vor dem Ziel durchfliegt, bzw. dass das Ziel durch die.Geschossgarbe eingegabelt wird, wird zweckmässigerweise im Ausdruck (3) die Geschossflugzeit 7 noch um einen gewissen Wert vergrössert, welcher-un-gefähr der Hälfte der Dauer einer-Schussserie entspricht.
The main patent relates to a target device for shooting at moving targets, in particular flight targets, in which the so-called apparent movement or flight direction defined by the target course line and the lead angle or lead components according to side and height as well as the so-called shot angle are determined and is characterized by a sighting device . which has means for perceiving and measuring the position of a target in space according to side and position angle, a memory unit for storing data of the measurement of the side and the position angle of at least one position of a target in space according to a first determination beam, a calculating machine in which trigonometric and spherical relationships relating to straight flight paths and the ballistic properties of the ammunition used are programmed.
a device for setting a target distance in the calculating machine, a device for setting the target speed in the calculating machine, the whole in such a way that the calculating machine using the data supplied from the memory unit of the first determination beam and the data supplied by the measuring device of the sight of the current direction of a second determination beam determines the angle of the apparent direction of the setting plane defined by these two beams, this direction coinciding with the sought apparent flight direction of the target, if the target is sighted at any point in this direction, further that the calculating machine the lead angle lying in the roof plane and the angle of fire is determined.
The basis for the calculation are two from the same point, i.e. Sighting rays emanating from the target device, the guide values (side and position angle) of which are constant in the first determination beam and are variable in the second determination beam according to the directional movement of the device. In order to understand the explanations, it is important to note that a fictitious level is defined by these two determination beams, which can be referred to as the setting level and which is controlled by the warning system, e.g. the eye, appears as a straight line and which pivots when moving the sighting device about the point determined by the first determination beam, i. the latter represents, as it were, the pole or pivot point of all setting lines.
The setting level changes into the roof level as soon as the target is sighted with any point on the setting line, which then determines the apparent direction of flight.
The Wamehmungsorgan, i.e. The starting point of the sighting rays or target perception rays will mostly be the eye of the human observer, but purely technical means, such as e.g. Radar, usable for use as an organ of perception.
The present invention is characterized in that the sighting device contains a rotatable reticle carrier with a reticle which has a radial line, that the rotatable reticle carrier is coupled to a drive device controlled by a computer, which serves to move the reticle carrier in accordance with the apparent direction of the setting plane to be adjusted, and that a further drive device is provided in order to move a target mark on the line according to the calculated lead angle.
A preferred embodiment of the invention will now be explained with reference to the drawing. It shows:
1 shows the geometry of the target movement in an axonometric representation,
Fig. 2 is a block diagram of the target device;
3 shows the field of view when using reflex optics, the target being detected visibly but not by the target mark,
4 shows the same field of view as in FIG. 3, but with the target being sighted with the target mark,
5 shows the arrangement of the aiming device on an anti-aircraft gun,
6 shows a plan view, in section, of the sighting device corresponding to the horizontal section along the line VII-VII of FIG. 7,
7 shows a side view of the aiming device partly in section,
8 shows a detail of FIG. 6 in side view.
In Fig. 1 the location of the weapon, e.g. an anti-aircraft gun, marked with the letter G. In this example, the straight target course runs from right to left and is denoted by a. It should be noted that G and a determine the so-called roof plane. The projection of the target course straight a in the map plane is denoted by a '. Point M1 denotes a point on the straight line to the target course at which the flight target was sighted for the first time from location G. An imaginary line that connects G to M1 is designated as the first sighting ray S1 and appears from position G under side z1 counting from zero direction N and at position angle X1 from the map plane.
At a later point in time, when the shot is fired, the target is at the target point Z. Further forward on the target course straight a is the lead point V, at which the gun raised by the firing angle 8 is to be aimed. An imaginary line connecting G with V is referred to as the second sighting ray S2. The second sighting beam has the side o12 and the position angle X2. As will be shown later, the shot is released at the moment of the second sight. At this moment the target is still in the target point Z and the angle between the sighting beam S2 and the line GZ is called the lead angle g.
For the sake of completeness, it should be remembered that at the time the shot is triggered, the gun axis is not directed at point V, but slightly above point V, increased by the protective angle 8. In this way, the (dashed) drawn parabola f of the projectile is taken into account, like this can be seen from the drawing.
Before considering the target device in detail, it is useful to consider the target processes.
3 shows the field of view when using reflex optics. The center point represents the sighting beam, which must be set to the lead point V when the shot is fired, the gun barrel still having to be raised in a known manner by the firing angle 8 with respect to the sighting beam.
The radial line s represents the setting plane which is determined by the first sighting beam S1 and the momentary position of the sighting beam when the sight is moved. 8 represents the angle between the apparent direction of the adjustment plane s * and a vertical line which is shown in dashed lines in FIG. While the setting plane coincides with the roof plane in FIG. 4, this is not yet the case in FIG. 3. The roof plane is indicated as a line a * and is arranged inclined with respect to the adjustment plane, which is indicated as line s *. Both lines intersect at M1 *, which in this example lies outside the field of view of the sighting device.
To adjust the gun to the lead point V, the line s is brought into line with the target and in particular the target mark T with the target Z *, as shown in FIG. The shot can then be released. Fig. 4 then corresponds to the position shown in Fig. 1, i.e.
the direction determined by the target mark T corresponds to the connecting line GZ and the sighting beam 43 (FIG. 6) corresponds to the connecting line GV, with respect to which the gun barrel is set increased by the firing angle 8.
Now that the geometry of the target movement has been illustrated with reference to FIG. 1 and an example of a pictorial representation by means of reflex optics with reference to FIGS. 3 and 4, the target device will now be described in more detail with reference to the block diagram of FIG.
The sighting device 10 is provided with means for perceiving and measuring the target in terms of the side and position angle. Such means for converting an angular movement into digital or analog signals are already known. A computer contains a memory 2 and a computing unit 3. The memory 2 is used to store the data which were determined by measuring side a1 and position angle X1 of the first directional beam S1 (FIG. 1). A data input device 4 is provided in order to input the estimated or determined distance to the target. Another input device 5 is used to input the estimated or determined target speed into the computing unit.
The memory 2 can also take on the task of storing the mathematical relationships relating to straight flight paths and the laws governing the ballistic properties of the ammunition used.
Using the values stored in the memory 2 relating to the side a1 and the position angle X1 and the setting values cuz, X3 continuously measured by the sighting device 1, the arithmetic unit 3 determines the apparent direction of the setting plane and in this the lead angle u The lead angle <p is entered using the Calculated data relating to the target range and the target speed and the stored ballistic data of the ammunition. On this occasion it should be remembered that the setting plane through the first sighting beam S1 and the current
Position of the sighting beam is determined during the movement of the sighting device.
During this movement, the computer continuously calculates the corresponding lead angle.
If the target is now aimed at with any point in the apparent direction of the setting level, this will merge into the roof level. The lead angle <p then also corresponds to the value required by the projectile.
As FIG. 5 shows, the sighting device 10 is arranged on an anti-aircraft gun 11 by means of a parallel guide 13, which consists of levers 15, 17 and 19. As a result, the sighting device follows the movements of the cannon, as is known. As a result, at a firing angle of θ = 0, the axis of the gun and the sighting beam 43 are always parallel. However, computer-controlled means are provided on the sighting device to lower the sighting device in accordance with the firing angle. These means can consist of a known device which converts electrical signals into a corresponding angular rotation.
Because the distance between the gun axis and the sighting beam 43 is small, it can practically be neglected and in Fig. 1 it can be assumed that both the gun axis and the sighting beam emanate from the same point.
The optical reflex system 21 (FIGS. 6-7) has a reticle 23 which is mounted in a ball bearing 25 and which can be rotated about the optical axis 27. The rotation of the reticle 23 takes place in accordance with the apparent direction of the setting plane determined by the computer. For this purpose, an encoder 29 converts data supplied by the computer into a rotary movement. The rotary movement of the encoder 29 is transmitted via the gear 31 to the gear 33, in which the reticle 23 is accommodated.
The reticle 23, which is convex in the present exemplary embodiment, is opaque with the exception of a radial line or slot 35 (FIG. 7) and a center circle 37.
According to the known principle of the reflex sight, this radial line 35 is projected by means of a light source (not shown) onto a weakly silvered transparent mirror 36 in the field of view of the sight and made visible to the observer's eye 39. In FIGS. 3 and 4, the line 35 is visible as line s. The likewise visible center circle 37 represents the optical axis 27 or the sighting beam 43 of the sighting device running at a right angle thereto, which corresponds to the direction of the gun barrel at a firing angle of zero. As a result, the observer sees the target direction line projected onto the transparent mirror and the center circle and at the same time also the target visible through the transparent mirror 36.
The encoder 29 serves to convert the calculated values of the apparent direction of the setting plane into a rotary position, the setting of the reticle 23 taking place at the same angle of rotation. A sleeve 45, in which the reticle 23 is attached, is attached to the ball bearing 25. The spur gear 33 is also fastened to the sleeve 45. Furthermore, a bearing 47 is fastened to the sleeve 45, in which an axis 49 is mounted parallel to the optical axis 27. At one end of this axis 49, a thin rod 28 is attached, which slides over the reticle 23 when the axis 49 is rotated and at the point of intersection with the radial slot 35 interrupts the path of the light through the slot and creates a gap on the projected radial line caused, which forms the target mark T for firing.
In order to move the target mark T away from the center circle 37 in accordance with the lead angle q) determined by the computer, a second encoder 53 is provided which converts the values of the lead angle <p or a function thereof into an angle adjustment. The shaft 55 of the encoder 53 is provided with a thread 57 on which a conical member 59 is screwed. The conical member 59 has a flange 61 with a radial slot 63 (Fig. 8) in which a stationary pin 65 engages. With a rotary movement of the shaft 55, the conical member 59 thus only performs an axial to or fro movement, as is shown by the position of the conical member shown in dashed lines. At the outer end of the axle 49, a rod 67 is arranged at a right angle to the shaft 49.
This rod 67 is pressed against the conical surface of the conical member 59 by a spring (not shown). When the conical member 59 moves axially, the rod 67 slides on the conical surface of the conical member 59, so that the thin rod 28 is moved on the reticle 23 in such a way that the distance between the target mark T and the center circle 37 corresponds to the lead angle calculated by the computer ( p corresponds to.
Since the encoder 53 is arranged coaxially to the optical axis 27, the rod 67 always scans the same value from the conical member 59 even when the reticle 23 is rotated. In other words, this means that the target mark T always remains at the same distance from the center circle 37 even when the reticle 23 is rotated. As shown in Fig. 6, member 59 is tapered. However, it would also be possible to give the surface line of the link 59 a certain curve shape, which would enable the geometrical relationships of the arrangement of the moving parts and possibly also a certain function of the lead angle, e.g. take into account the conversion from sin <p to <p.
To carry out the calculations, reference is made to the detailed description in the main patent.
The handling of the described device when determining the apparent flight direction defined by the target course line and the lead angle or lead components for side and height is as follows:
In the computer 3, estimated or determined values for the normally always changing target distance Ez are set by means of the device 4 and an estimated or determined value for the target speed is set by means of the input device 5.
The target is now sighted with the sighting beam 43 of the sighting device by moving the device to the side and height accordingly, whereby by actuating a triggering device, e.g. A switch ensures that these measured values aryl, X1 of the first determination beam S1 are fed to the memory 2, stored in it and at the same time fed to the computing unit 3.
The sighting device is then pivoted in accordance with the target movement. The respective guide values Ch2, X2 are continuously measured and fed to the arithmetic unit 3, which by means of expressions (1) and (2) the apparent direction 8 of the setting plane, by means of expression (3) the lead angle n or by means of expressions (5) and (6) the lead components K according to side q according to altitude, furthermore by means of expression (4) the distance Ev from lead point V and from this the projectile flight time to lead point is determined, which in turn is fed to expression (3).
The values used to display the target mark T are transmitted in a known manner to the sighting device (FIG. 6), where the encoders 29 and 55 set the reticle 23 and the target mark T. As soon as the target is sighted with any point of the target direction line s (Fig. 4), the setting level corresponds to the roof level sought, i.e. the direction line s indicates the apparent direction of flight, whereupon the target mark T is to be brought into line with the target and the shot can be released (FIG. 4).
It is immaterial how the device is moved between the individual sights, i.e. it does not have to be aimed continuously at the target, as is the case with various other known aiming devices, which places significantly lower demands on the straightening activity; in addition, a significantly faster readiness to fire and faster series sequence can be achieved.
Depending on the firing method used, the target mark T has to be aimed differently.This is to be brought into line with the target as precisely as possible during the subsequent shooting process, whereby it is to be expected that due to the lead angle determined on the basis of estimates of the target speed and the target distance only approximately no great hit expectation can be expected. In order to remedy this deficiency, it has already been proposed to use a control element for temporarily influencing the size of the lead angle determined, as a result of which the target is swept back and forth.
When using the so-called blocking firing method with the weapon stopped, the target mark T only needs to be brought to cover when the first shot in a series is fired. In order to achieve that the shooting is started with too great a lead, i.e. that the first shot is likely to pass before the target, or that the target will be forked through the sheaf of bullets, the bullet flight time 7 is expediently increased by a certain value in expression (3), which - about half the duration of one - Shot series corresponds.