CH628975A5 - Vorrichtung zur bestimmung von positionsdaten eines ueberschallgeschosses, insbesondere zur trefferanzeige fuer einen schiessplatz. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Positionsdaten auf der Flugbahn eines eine vorbestimmte Fläche durchfliegenden Überschallgeschosses, mit wenigstens drei nahe der vorbestimmten Fläche im Abstand voneinander angeordneten Wandlern, wobei jeder der Wandler in Abhängigkeit von einer auf den Wandler auftreffenden und durch das Überschallgeschoss erzeugten Luftwelle ein Ausgangssignal erzeugt, und mit einer Einrichtung zum Berechnen der Positionsdaten aus den von den Wandlern erzeugten, Zeitverzögerungen angebenden Signalen.

Es ist schon vorgeschlagen worden, die jeweiligen Daten einer Flugbahn mit einer Vorrichtung zu bestimmen, bei der Wandler oder dgl. zur Anwendung gelangen, um eine durch eine Kugel oder ein sonstiges Geschoss erzeugte, luftgetragene Stosswelle zu erfassen bzw. zu messen, wobei sich das Geschoss mit einer Geschwindigkeit bewegt, die höher ist als die Geschwindigkeit des Schalls in der Luft. Ein solches Geschoss kann als Überschallgeschoss bezeichnet werden. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 3 778 059) sind zwei Metallstangen jeweils nahe der Basis und der einen Seitenkante des Ziels angeordnet, wobei an den Enden der Stangen akustische Wandler befestigt sind. Wenn eine Kugel auf das Ziel abgefeuert wird, trifft die durch die Kugel erzeugte Stosswelle auf die Stangen auf, so dass eine durch die Stangen erzeugte resultierende Schallwelle zu den Wandlern geleitet wird, die daraufhin ein elektrisches Signal erzeugen. Die sich ergebenden Signale werden einer Zeit-mess- und Rechnervorrichtung zugeleitet, welche die Lage der Flugbahn des Geschosses berechnet und es ermöglicht, dass die Stelle, an der die Kugel auf das Ziel auftrifft, an einer Vorrichtung, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, angezeigt werden kann.

Es ist weiterhin bekannt (US-PS 2 925 582), vier Wandler zu verwenden, die im Abstand um den Umfang einer Zielfläche herum angeordnet sind, wobei Signale, die von den vier Wandlern abgeleitet werden, wenn eine Kugel auf das Ziel abgefeuert wird, einer geeigneten Rechner- und Anzeigevorrichtung zugeleitet werden, welche die jeweilige Trefferlage der Kugel berechnet und anzeigt. Die Rechnervorrichtung bestimmt anfänglich die Dauer der durch jeden Wandler erfassten Stosswelle, da die Dauer der Stosswelle mit steigendem Abstand vom Ursprung der Stosswellen zunimmt. Hierbei steuern Signale, die für die jeweilige Dauer der Stosswelle repräsentativ sind, die Strahlabtastschaltkreise einer Anzeigevorrichtung. Diese bekannte Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, dass wenigstens drei der Wandler im Feuerbereich des Schützen liegen und daher die Gefahr einer Beschädigung unterliegen. Weiterhin ist die durch das bekannte System erzielbare Genauigkeit nicht besonders hoch.

Es bleibt nach alledem festzustellen, dass bei dem oben erläuterten Stand der Technik ganz allgemein die Verwendung von Wandlern vorgesehen ist, um Stosswellen, die in einem starren Ziel auftreten, zu erfassen oder um Luftstoss-wellen, die durch ein Geschoss, beispielsweise eine Kugel, erzeugt worden sind, zu erfassen; sämtliche der bekannten

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Anordnungen weisen jedoch die Nachteile dahingehend auf, dass die Anordnung entweder keine genaue Anzeige der genauen Lage der Kugel ermöglicht oder dass sich die Wandler an einer Stelle befinden, an der sie durch auf die Wandler auftreffenden Kugeln beschädigt werden können. Weiterhin ist einigen der bekannten Anordnungen der Nachteil eigen, dass starre Ziele vorgesehen werden müssen, die regelmässig ersetzt werden müssen, um zu gewährleisten,

dass die Stosswellen in zufriedenstellender Weise über die starren Ziele übertragen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Beseitigung der geschilderten Nachteile eine Vorrichtung zur Bestimmung von Informationen über die Flugbahn eines eine vorbestimmte Fläche durchfliegenden Überschallgeschosses zu schaffen, die bei grosser Anzeigegenauigkeit die Verwendung auch nichtstarrer Ziele erlaubt und nicht die Gefahr einer Beschädigung der zur Anwendung gelangenden Wandler beinhaltet.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.

Nachstehend sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 perspektivisch einen mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung versehenen Schiessplatz;

Fig. 2 schematisch die Lage der Flugbahn eines Geschosses in bezug auf vier Wandler und in bezug auf Koordinatenachsen;

Fig. 3 hyperbolische Koordinaten, die durch Einheiten von Zeitdifferenzen zwischen den Augenblicken des Empfangs von Stosswellen durch benachbarte Paare von Wandlern definiert sind;

Fig. 4 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung zueinander versetzter Wandler und sich gegenseitig durchschneidender hyperbolischer Koordinaten;

Fig. 6 ein Wandlerelement;

Fig. 7 graphisch das durch den Wandler gemäss Fig. 6 erzeugte Ausgangssignal;

Fig. 8 vier Wandler in Seitenansicht;

Fig. 9 ein Schaltbild eines dem Wandler zugeordneten Verstärkers;

Fig. 10 in Seitenansicht die durch ein Überschallgeschoss erzeugte Stosswelle;

Fig. 11 eine Darstellung der Flugbahn eines Geschosses und der Erfassung der resultierenden Stosswelle durch einen Wandler, wobei die dargestellten einzelnen Punkte zur Erstellung einer mathematischen Analyse der Situation beitragen;

Fig. 12 im Schaltdiagramm ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 13 im Schaltdiagramm einen Teil der Ausführungsform gemäss Fig. 12.

Fig. 14 im Schaltdiagramm ein weiteres Teil der Ausführungsform gemäss Fig. 12

Fig. 15 im Schaltdiagramm ein weiteres Teil der Ausführungsform gemäss Fig. 12

Fig. 16 eine Darstellung der Flugbahn eines Geschosses und des Erfassens der resultierenden Stosswelle durch einen Wandler, wobei die dargestellten einzelnen Punkte die Erstellung einer mathematischen Analyse der Situation unterstützen;

Fig. 17 perspektivisch teilweise geschnitten eine Paneelplatte zur Lagerung der Wandler;

Fig. 18 perspektivisch in Seitenansicht ein Ziel und die zugewandten Wandler, wobei zusätzlich ein Block aus

Schallschluckmaterial dargestellt ist;

Fig. 19 perspektivisch eine weitere Ausführungsform eines gemäss der Erfindung ausgestalteten Gewehrschiessübungs-platzes;

Fig. 20 ein Flussdiagramm zur Darstellung der Betriebsweise der Vorrichtung gemäss Fig 4 und

Fig. 21 ein Flussdiagramm zur Darstellung der Betriebsweise der Vorrichtung gemäss Fig. 12.

Der in Fig. 1 dargestellte Gewehrschiessstand weist eine Vielzahl von Abschussstellen 1, die durch Übungsschützen 2 eingenommen werden sollen, sowie eine entsprechende Anzahl von Zielen 3 auf, auf die durch die Übungsschützen 2 geschossen werden soll. Die Ziele 3 sind in einer einzigen Gruppe dargestellt, jedoch kann auch eine Vielzahl von Zielbänken, die in sich vergrössernden Abständen zur jeweiligen Abschussstelle 1 angeordnet sind, vorgesehen sein. Vor den Zielen 3 ist ein Erdwall 4 oder eine andere Schutzvorrichtung angeordnet, während hinter dem Erdwall 4 - und daher ausserhalb der Sichtlinie der Übungsschützen 2 - wenigstens drei im Abstand zueinander vorgesehenen Stellen nahe den Unterkanten der Ziele 3 liegen und die Stosswellen, die durch auf die Ziele 3 abgeschossenen Kugeln erzeugt werden, erfassen können. Es kann entweder vor sämtlichen Zielen 3 eine lange Reihe von Wandlern 5 oder aber für jedes Ziel 3 eine gesonderte Gruppe von Wandlern 5 vorgesehen sein. Die Wandler 5 sind mittels geeigneter Geländeleitungen 6 mit einem Computer 7 oder einer entsprechenden Rechnervorrichtung verbunden, die in einem vom Schiessplatzkontrolleur verwendeten Kontrollraum 8 aufgenommen ist. Der Computer 7 kann die Position bzw. Trefferlage jedes auf jedes einzelne Ziel 3 abgefeuerten Geschosses berechnen, wenn die durch das Geschoss erzeugte Stosswelle durch die Wandler 5 erfasst bzw. gemessen wird, und es kann die Lage bzw. Position jeder Kugel an einer visuellen Anzeigeeinheit 9 im Kontrollraum 8 sowie an einer an jeder Abschussstelle 1 vorgesehenen visuellen Anzeigeeinheit 10 optisch dargestellt werden. Es kann daher der Übungsschütze 2 sehen, an welcher Stelle des Zieles 3 jedes spezielle Geschoss aufgetroffen hat. Wenn Zuschauer 11 vorhanden sind, kann mit dem Computer 7 eine grosse visuelle Anzeigeeinheit 12 verbunden sein, um die Zuschauer 11 in die Lage zu versetzen, den Fortschritt des Übungsschiessens zu beobachten.

Darüber hinaus können zusätzlich zu den oder anstelle der Anzeigeeinheiten Ausdruckvorrichtungen oder Papierstanzvorrichtungen 13 durch den Computer 7 betätigt werden, um eine gestanzte bzw. gelochte Papierausgabe oder eine gedruckte Anzeige desjenigen Punktes vorzusehen, an der jede Kugel auf das Ziel 3 auftrifft.

Es ist zu betonen, dass es mit einem System dieser Art nicht erforderlich ist, starre Ziele zu benutzen, wobei das einzige Erfordernis hinsichtlich des jeweiligen Zieles darin liegt, dass das Ziel für den Übungsschützen sichtbar sein sollte, um einen Zielpunkt vorzusehen. Es ist daher nicht notwendig, Personal vorzusehen, um Ziele bzw. Zielscheiben zu reparieren oder um die Lage anzuzeigen, an der die jeweiligen einzelnen Geschosse auf das Ziel aufgetroffen haben. Es ist weiterhin zu betonen, dass aufgrund des Umstandes, dass die Wandler 5 hinter dem Erdwall 4 angeordnet sind, der einzig mögliche Weg, durch den die Wandler 5 als Folge des Schiessens beschädigt werden können, auf einem Querschläger oder Abpraller beruht, was jedoch ausserordentlich ungewöhnlich bzw. unwahrscheinlich ist. Es ist daher die Wahrscheinlichkeit, dass irgendwelche Wandler 5 beschädigt werden, ausserordentlich gering. Wie im folgenden noch näher zu erläutern,. ist es aufgrund der Verwendung eines Systems dieser Art möglich, eine grosse Genauigkeit zu erzielen, und es ist auch tatsächlich möglich, bei einer Zielfläche von 180 cm • 180 cm

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die Lage jeder auf diese Zielfläche auftreffenden Kugel mit einer Genauigkeit zu berechnen, die grösser ist als 0,635 cm. Darüber hinaus kann angenommen werden, dass dann, wenn geeignete Schritte durchgeführt werden, diese Genauigkeit sogar noch zu verbessern ist.

Bei einem relativ einfachen Ausführungsbeispiel der Vorrichtung wird angenommen, dass sich die durch ein Überschallgeschoss erzeugte Stosswelle in einer Richtung senkrecht zur Flugbahn des Geschosses ausdehnt bzw. fortpflanzt, weshalb auch eine Vielzahl von Detektoren, die in einer einzigen zur Flugbahn senkrechten Ebene angeordnet sind, die Stosswelle zu Zeitpunkten erfasst, die ausschliesslich vom Abstand des jeweiligen Detektors zur Flugbahn abhängig sind.

Bei einer Ausführungsform dieser Art sind wenigstens vier Wandler To, Ti, T2 und T3, wie aus Fig. 2 ersichtlich, auf einer sich von links nach rechts erstreckenden horizontalen Linie angeordnet, wobei der jeweilige Abstand des Wandlers To zu den Wandlern Ti, T2 und T3 jeweils xi, X2und X3 beträgt.

Wenn daher eine Kugel über die Wandler To bis T3 fliegt und sich zu einem bestimmten Zeitpunkt ganz allgemein an einem beliebigen Punkt P befindet, der in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise durch x, y-Koordinaten, die auf den Wandler To bezogen sind, definiert werden kann, beträgt der Abstand vom Punkt P (x, y) zu den Wandlern To, Ti, T2 und T3 jeweils lo, li, hund h.

Es sei angenommen, dass die Flugbahn der Kugel senkrecht zu der die Wandler T enthaltenden vertikalen Ebene verläuft und dass ausserdem die Wandler T nacheinander und mit Zeitverzögerungen, die in Abhängigkeit von der genauen Flugbahn der Kugel variieren, eine Stosswelle von der Kugel enthalten. Aus den durch die Wandler T erzeugten Signalen können die weiteren Signale ti, t2 und t3 berechnet werden, wobei ti die Zeitverzögerung zwischen dem Empfang der Stosswelle durch den Wandler T1 und den Wandler To darstellt und diese Zahl negativ ist, wenn der Wandler To die Stosswelle vordem Wandler Ti empfängt; weiterhin stellen die Signale t2 und t3 die entsprechenden Zeitverzögerungen für die Wandler T2 und T3 dar.

Demnach gilt folgendes:

V2 t| + 2Vnt2 10 = X? - 2XX2 V2 t j + 2Vnt3 10 = x| - 2XX3

(C2) (C3)

5 Nach dem Multiplizieren von (Cl) mit t2 und von (C2) mit ti und nach dem Subtrahieren ergibt sich:

V2tlt2(tl —12) = xft2-x?tl T- 2x (X2tl - Xlt2) (Dl)

Multiplikation von (Cl) mit t3 und von (Cl) mit ti und Subtraktion ergibt:

V2tlt3 (tl-t3) = Xjt3 - X?tl + 2x (X3tl - Xlt3)

Division (Dl) durch (D2) und Ordnen ergibt:

1

x =-

2

(D2)

[(X2tl

-X^t3)t2

(tl - t2) - (xjjtl - Xft2) t3 (tl

-t3)]

(X3tl

- Xlt3) t2

(tl - t2) - (X2tl - Xlt2)t3 (tl

-t3)

20

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Zyklisches Umgruppieren der Ausdrücke ergibt ausserdem:

1

'(Xft2

- X^tl) t3 (t2 -

t3) - (X|t2 - X?t3) tl (t2 -

tl)-!

x =-2

(Xlt2

-X2tl)t3 (t2-

tî) - (X3t2 - X2t3) tl (t2 -

t0

und

1

'(X|t3

- Xjt2) tl (t3 -

tl) - (Xft3 - Xftl) t2 (t3 -

t2)"

(X2t3

— X3t2) tl(t3 — tl)

- (Xlt3 - X3tl) t2 (t3 -

t2)

30 Nachdem x gefunden ist, ergibt sich aus (Dl): Xlt2(X! - 2x) - X2tl(X2 - 2x)

V„ -

tlt2 (tl -t2)

Zyklisches Umgruppieren der Ausdrücke ergibt ausserdem:

X2t3 (X2 - 2x) - X3t2 (X3 - 2x)

V2 =

40

ti = (li-lo)/Vn t2 = (l:-lo)/Vn t3 = (h-lo)/Vn

(AI) (A2) (A3)

und

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V2 =

wobei Vn = die Geschwindigkeit der zur Flugbahn der Kugel senkrecht verlaufenden Stosswelle.

Es ist bekannt, dass:

lr, = y2 + x2 50

lr = y- + x- + xï _2xxi l2 = y2 + x2-f xi-2xx2 12 = y2 4. x2 + X2-2XX3

t2t3 (t2 —13)

X3tl (X3 - 2x) - Xlt3 (XI - 2x) t3tl (t3 — tl)

Es kann daher die effektive Schallgeschwindigkeit gemessen werden.

Unter Verwendung von (Cl) kann geschrieben werden:

12

*0

(XI (X1 - 2x) - V2tf)2 (X2 (X2 - 2x) - V2t|)2

4V2t?

Daher gilt: ss

J2_ lg = f 11 _ lo)(i 1 + lo) = (li-lo)(li-lo + 2-lo) = xf-2xxi

(Bl)

1;- 1 fi = (I2- 10)( 12 + lo) = (h- lo)(h- lo H- 2- lo) = x?-2xx2

(B2)Ä0 Hieraus ergibt sich y:

(X3(X3-2x)-V2t§)2

4V2t2

Ii - 1,2, = (I3- 10)( 13 + lo) = (h - I0XI3- lo + 2- lo) =

s x3 - 2XX3 (B3)

y =

12-X2

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Wenn ( 11 - 10) durch ti • Vn ersetzt wird usw., ergibt sich: « Wie oben angegeben, ist bei der beschriebenen Vorrichtung eine Vielzahl von Wandlern unterhalb des Zieles angeordnet, (C j ) auf das ein Übungsschütze feuert. Wenn eine Ausführungsform betrachtet wird, bei der wenigstens drei Wandler in

V21| + 2Vntl I<j = xy-2xxi

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einer horizontalen Linie angeordnet sind, sind die Wandler in gleichem Abstand voneinander vorgesehen. Dies ist anhand der schematisch in Fig. 3 dargestellten Wandler in der Linie 15,16,17 ersichtlich. Diese Wandler 15,16,17 erzeugen jedesmal dann, wenn eine durch die Kugel erzeugte Stosswelle erfasst bzw. gemessen wird, ein Signal, wobei dieses Signal einer Zeitmessvorrichtung zugeleitet wird, welche die Zeitverzögerung zwischen dem Erfassen der Stosswelle durch den ersten Wandler und durch den letzten Wandler berechnet. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass dann,

wenn die Stosswelle gleichzeitig durch die Wandler 15,16 erfasst wird, die Flugbahn der Kugel auf der vertikalen Mittellinie too liegen muss. Wenn jedoch der Zeitunterschied beim Erfassen der Stosswelle eine Zeiteinheit beträgt und hierbei der Wandler 16 die Stosswelle vor dem Wandler 15 erhält, liegt die Flugbahn der Kugel irgendwo auf der hyperbolischen Linie toi. In entsprechender Weise muss die Flugbahn der Kugel auf der hyperbolischen Linie tio liegen, wenn die Stosswelle durch den Wandler 15 um eine Zeiteinheit früher als durch den Wandler 16 erfasst wird. Es ist leicht erkennbar, dass sich auf diese Weise eine Familie bzw. ein Bündel dieser hyperbolischen Koordinaten erzeugen lässt, wobei ähnliche bzw. einander entsprechende hyperbolische Koordinaten durch die Kombination der Wandler 16,17 und ausserdem auch durch die Kombination der Wandler 15,17 definiert sind.

Bei einer speziellen Ausführungsform, die auf der Basis der vorstehenden mathematischen Analyse gestaltet ist, gelangen in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise fünf Wandler in der Reihe 18,19,20,21 und 22 zur Anwendung, die derart in ihrer Lage angeordnet sind, dass sie im Abstand zueinander in einer Reihe unterhalb der Zielfläche vorgesehen sind. Hierbei wird ein zur Anwendung gelangender typi-scherWandler im folgenden beschrieben. Der Ausgang jedes Wandlers 18-22 ist mit einem Verstärker 23 bzw. 24 bzw. 25 bzw. 26 bzw. 27 verbunden, der das Ausgangssignal verstärkt. Mit den Ausgängen der Verstärker 23,24,26 und 27 ist jeweils ein Zähler 28 bzw. 29 bzw. 30 bzw. 31 verbunden, während an den Ausgang des Verstärkers 25 eine Logiksteuervorrichtung 32 angeschlossen ist, die ausserdem derart angeschlossen ist, dass sie jedem Zähler 28,29 30 und 31 ein Signal zuleitet, wenn am Ausgang des Verstärkers 25 ein Signal vorliegt. Jeder Zähler ist ein solcher des Typs 74191, der durch Texas Instruments in den Handel gebracht wird. Jeder Zähler ist derart angeschlossen, dass er dann, wenn er anfänglich ein Signal vom zugeordneten Verstärker erhält, mit vorbestimmter Geschwindigkeit in negativem Sinn zu zählen beginnt, und zwar solange, bis die Logiksteuervorrichtung 32 ein Signal vom Verstärker 25 erhält, worauf dann der Zähler anhält. Wenn statt dessen der Zähler anfänglich ein Signal von der Logiksteuervorrichtung 32 erhält, zählt er mit vorbestimmter Geschwindigkeit in positivem Sinn, bis er ein Signal vom zugeordneten Verstärker empfängt.

Wenn daher eine Kugel oder ein anderes Überschallgeschoss die Wandler 18-22 überfliegt, wird die Stosswelle nacheinander durch die Wandler 18-22 erfasst, und die Zähler 28,29,30 und 31 speichern die jeweiligen Zähler-werte, die für die Zeitdifferenzen zwischen dem Augenblick des Erfassens der Stosswelle durch den jeweiligen Wandler 18-22 einerseits und den Wandler 20 andererseits repräsentativ sind.

Der Computer 7 ist mit den Ausgängen der Zähler 28-31 verbunden und derart programmiert, dass er die Zählwerte in einem Speicher speichert, der einen Teil des Computers 7 bildet. Der Computer 7 tastet sodann die gespeicherten Zeitverzögerungen ab und berechnet die Zeitverzögerung zwischen jedem benachbarten Paar von Wandlern. Der Computer 7 tastet sodann die berechneten Zeitverzögerungen ab und wählt diejenige Gruppe von vier benachbarten Wandlern aus, bei denen die berechneten Zeitverzögerungen am kürzesten sind. Der Computer 7 berechnet sodann die Lage der Flugbahn der Kugel, indem er in den oben angegebenen Gleichungen die Ausdrücke ti, t2 und t3 durch die entsprechenden gemessenen Werte und die Ausdrücke xi, X2 und X3 durch die entsprechenden gemessenen Werte ersetzt. Die gemessenen Werte für die Abstände zwischen sämtlichen Wandlern sind hierbei dauernd im Computergedächtnis gespeichert. Der Computer 7 berechnet daher die Lage der Kugel im Ziel, wobei diese Trefferlage an einer geeigneten Anzeigevorrichtung 33 angezeigt, durch einen Drucker ausgedruckt oder auf geeignete andere Weise verwendet werden kann.

Bei der beschriebenen einfachen Ausführungsform kann der Computer 7 dazu verwendet werden, um die Lage der Flugbahn der Kugel zu berechnen, indem er die hyperbolischen Koordinaten der Flugbahn bestimmt. Um genaue Ergebnisse zu erzielen, ist es allerdings erforderlich, vier (oder vorzugsweise fünf) Wandler zu verwenden und die von jedem der Wandler abgeleitete Information zu benutzen, um die Berechnung der Lage der Flugbahn zu unterstützen, oder aber es ist erforderlich, den Computer mit Informationen bezüglich der Geschwindigkeit der Kugel und der Geschwindigkeit des sich in Luft fortpflanzenden Schalls zu versorgen. Es kann daher in bestimmten Fällen angemessen sein, drei Wandler zu verwenden, beispielsweise dann, wenn ein bestimmtes Ausmass an Ungenauigkeit akzeptabel ist und/ oder wenn Übungs- bzw. Kampfmunition (Matchmunition) verwendet wird, so dass der Computer oder eine andere Rechnervorrichtung in geeigneter Weise programmiert oder mit der geeigneten Eingangsinformation versehen werden kann.

Wenn vier Wandler verwendet werden, ist eine vertikale Fehlerzone gegeben, die sich über den Wandlern erstreckt. Wenn eine Kugel durch diese spezielle Fehlerzone hindurch geschossen wird, ist eine hohe Wahrscheinlichkeit gegeben, dass der Computer die Lage der Kugel fehlerhaft berechnet, wobei der Fehler das Vielfache von 30 cm betragen kann. Selbst wenn daher vier Wandler verwendet werden und das Ziel in bezug auf die Wandler derart angeordnet ist, dass sich die Fehlerzone nicht auf der Zielfläche befindet, ist es möglich, dass dann, wenn ein Übungsschütze das Ziel verfehlt und die Kugel durch die Fehlerzone fliegt, der Computer die Lage der Kugel fehlerhaft berechnet und demge-mäss fälschlicherweise anzeigt, dass die Kugel auf das Ziel aufgetroffen ist, während in Wirklichkeit die Kugel das Ziel verfehlt hat. Diese Fehlerzone ist symmetrisch zwischen zwei der Wandlern angeordnet, so dass dann, wenn eine Kugel durch diese Fehlerzone fliegt, die beiden Wandler, in bezug auf welche die Fehlerzone symmetrisch angeordnet ist, jeweils die Stosswelle weitgehend gleichzeitig erfassen.

Es ist möglich, diesem Umstand Rechnung zu tragen und den Computer derart zu programmieren, dass er eine Situation erkennt, bei der die Kugel in die Fehlerzone geflogen ist, d.h. dass er die Situation erkennt, bei der in beiden fraglichen Wandlern die Stosswelle weitgehend gleichzeitig empfangen, wobei dann der Computer veranlasst werden kann, eine geeignete Anzeige oder einen Ausdruck vorzunehmen. Wenn daher die Fehlerzone sich nicht auf der Zielfläche befindet, soll der Computer anzeigen, dass die Kugel ein «Fehlschuss» war (das Ziel verfehlt hat), oder aber er soll anzeigen, dass die Kugel durch die Fehlerzone geflogen ist. In jedem Fall wird daher eine in die Fehlerzone fliegende Kugel nicht berücksichtigt und auch nicht als «Treffer» aufgezeichnet.

Da die Anwesenheit der oben beschriebenen Fehlerzone nachteilig ist, ist es von Vorteil, wenigstens fünf Wandler 5 für jedes Ziel 3 zu verwenden, wie in Fig. 1 dargestellt. Wenn

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solch eine Anordnung zur Anwendung gelangt, sind fünf unterschiedliche mögliche Gruppen aus vier Wandlern gegeben, die aus den fünf Wandlern ausgewählt werden können. Der Computer 7 kann hierbei Signale, die für den Zeitpunkt des Empfangs der Stosswellen durch jeden der Wandler 5 repräsentativ sind, speichern und ist derart programmiert, dass er die Lage bzw. Position des Projektils berechnet, indem er eine Primärgruppe von vier Wandlern verwendet. Wenn jedoch der Computer 7 anfänglich eine Gruppe von vier Wandlern auswählt, bestimmt der Computer 7, ob die Kugel oder das Projektil durch die Fehlerzone dieser speziellen Gruppe aus vier Wandlern geflogen ist, wobei dann, wenn dies erfolgte, der Computer diese Gruppe zurückweist und sodann eine weitere Gruppe von vier Wandlern aus den fünf möglichen Gruppen auswählt und die Berechnung wiederholt. Selbstverständlich wäre es in solch einer Situation auch möglich, dass die Berechnung unter Verwendung jeder der verbleibenden vier Gruppen aus den fünf Drehgruppen wiederholt wird und dass der Computer sodann einen Durchschnitt oder ein mittleres Ergebnbis bildet, um auf diese Weise den Fehler weiter zu verringern.

Bei Verwendung einer Anordnung dieser Art aus fünf Wandlern ist es möglich, eine vernünftige Genauigkeit über eine grosse rechteckige Fläche hinweg, die unmittelbar über der Reihe der Wandler angeordnet ist, zu erzielen. Die einzigen Zonen, bei denen eine Genauigkeit nicht garantiert werden kann, liegen genau an den Seitenkanten der rechtek-kigen Fläche über den Wandlern, wobei dann, wenn diese möglichen Fehler eliminiert werden sollen, die sich ergeben können, wenn eine Kugel durch diese Zonen fliegt, die Wandler derart ausgewählt oder eingestellt werden können, dass jeder Wandler lediglich die Stosswellen eines Geschosses innerhalb eines vorbestimmten Abstandes zum Wandler erfasst, wobei dieser vorbestimmte Abstand derart gewählt ist, dass Kugeln, die in die Zonen eindringen, bei denen möglicherweise Fehler auftreten können, durch keinen der Wandler erfasst werden. Wenn die durch eine Kugel erzeugte Stosswelle durch keinen der Wandler erfasst wird, wird auch die Lage der Kugel nicht berechnet. Statt dessen kann auch der Computer derart programmiert werden, dass er erfasst, wenn eine Kugel in die Fehlerzone eindringt, und dass er dann ein entsprechendes Ausgangssignal gibt, da dann, wenn die Kugel in die Fehlerzone eindringt, die verschiedenen Zeitdifferenzen zwischen den jeweiligen Augenblicken des Empfanges der Stosswelle durch die verschiedenen Wandler ein äusserst charakteristisches Muster aufweisen.

Bei einer weiteren Ausführungsform, bei der die Vorrichtung an einem Schiessplatz mit einer grossen Anzahl von Zielen bzw. Zielscheiben zur Anwendung gelangt, ist es möglich, eine lange Reihe von Wandlern vorzusehen, wobei die Wandler unterhalb der Ziele angeordnet sind. Hierbei wird immer dann, wenn eine Kugel auf ein Ziel abgefeuert wird, die durch die Kugel erzeugte Stosswelle anfänglich durch einen Wandler erfasst oder aber weitgehend gleichzeitig durch zwei Wandler erfasst. In Abhängigkeit davon, welcher oder welche Wandler anfänglich die Stosswelle erfassen, wird durch den Computer demgemäss eine Gruppe von vier oder fünf Wandlern ausgewählt, die diesen anfänglichen Wandler oder diese anfänglichen Wandler umgeben; es werden dann diejenigen Zeitpunkte, zu denen die Stosswellen durch diese speziellen Wandler erfasst werden, als Basis für die Berechnung verwendet.

Da oben dargelegt wurde, dass bestimmte Fehlerzonen dann erscheinen können, wenn Wandler in einer geraden horizontalen Linie angeordnet sind, kann daran gedacht werden, diese Fehlerzonen zu verringern oder vollständig zu beseitigen, indem die Wandler in der aus Fig. 5 ersichtlichen

Weise in einer oberen horizontalen Reihe 34,35,36 und einer unteren horizontalen Reihe 37,38 angeordnet werden, wobei die Wandler 37,38 der unteren Reihe gegenüber den Wandlern 34,35,36 der oberen Reihe versetzt sind. Die Wandler bilden daher den Buchstaben «W». Es zeigt sich hierbei, dass die durch die Wandler definierten hyperbolischen Koordinaten, wenn die Wandler auf diese Weise angeordnet sind, sich entweder im rechten Winkel oder aber in einem Winkel durchkreuzen, der vom Neigungswinkel zwischen den Armen des « W» abhängt, so dass dadurch insgesamt ein hohes Ausmass an Genauigkeit erzielt wird. In Fig. 5 sind einige dieser hyperbolischen Koordinaten dargestellt. Selbstverständlich können zusätzlich zu den sich durchkreuzenden hyperbolischen Koordinaten gemäss Fig. 5 die drei Wandler 34,35,36 in der oberen Reihe in genau der gleichen Weise wie die drei Wandler gemäss Fig. 3 verwendet werden, so dass auf diese Weise sehr viele sich durchkreuzende Hyperbeln gebildet werden können.

Bei Anwendung der Vorrichtung ist es möglich, als Wandler lediglich eine flache Scheibe 39 aus einem piezoelektrischen Material zu benutzen. Solch ein Wandler kann, wie aus Fig. 6 ersichtlich, in horizontaler Lage angeordnet sein. Ein solcher Wandler besitzt jedoch verschiedene Nachteile. Wenn eine Kugel 40 in Richtung auf die rechte Seite des Wandlers abgefeuert wird, trifft die darauf folgende Stosswelle 41 auf die Kante oder Ecke des Wandlers auf, wobei der Wandler sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung zusammengedrückt wird. Das sich ergebende Ausgangssignal des Wandlers 3 weist hierbei eine Wellenform auf, die weitgehend der in Fig. 7 dargestellten Wellenform entspricht und eine in negativer Richtung laufende sinusförmige Wellenform 42 darstellt, die an ihrem vorderen Ende einen kleinen positiven «Höcker» 43 aufweist. Obwohl es erwünscht ist, die an der Wellenform dargestellte Zeit T zu messen, ist es äusserst schwierig, diese Zeit T genau zu messen, da die Amplitude des Höckers 43 von der genauen Lage einer Kugel abhängt, nur schwer gegenüber Hintergrundgeräuschen unterschieden werden kann und schliesslich auch abwesend sein kann.

Der Computer wird dann mit einer Information bezüglich der Lage des Wandlers 39 versehen, wobei diese Information die genaue Lage des Mittelpunktes 44 des Wandlers ist. Der Computer führt sodann sämtliche Berechnungen auf derjenigen Basis durch, dass sich der Wandler in dieser speziellen Position befindet und dass das durch den Wandler erzeugte Ausgangssignal für denjenigen Augenblick repräsentativ ist, in dem die Stosswelle an dieser speziellen Position bzw. Stelle ankommt. Der Wandler erzeugt jedoch das Ausgangssignal mit einer vorbestimmten Ansprechzeit, sobald die Stosswelle 41 auf ihn trifft. Wenn demgegenüber eine Kugel 40 vertikal über den Wandler fliegt, trifft die Stosswelle direkt auf die Oberfläche des Wandlers auf und erzeugt ein geeignetes Ausgangssignal. Es ist daher ersichtlich, dass die Flugbahn der auf die rechte Seite des Wandlers abgefeuerten Kugel 40 weiter weg von der Stelle 34 als die Flugbahn der Kugel 45 liegt, die unmittelbar über den Wandler fliegt.

Der Abstand zwischen jeder der Flugbahnen der Kugeln 40,45 zum Wandler entspricht jedoch einem Abstand L und da der Wandler ein Ausgangssignal erzeugt, sobald die Stosswelle auf ihn auftrifft, entsprechen sich jeweils die Zeiträume zwischen dem Vorbeifliegen der betreffenden Kugel und der Erzeugung des Ausgangssignals. Es vermittelt daher das Ausgangssignal des Wandlers 39 den Eindruck, dass die Flugbahnen der Kugeln 40,45 einen gleich grossen Abstand zum Punkt 44 aufweisen, was jedoch nicht korrekt ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass ein kleiner Zeitmessfehler erzeugt wird, wobei der Computer seine Berechnung derart durchführt, dass die Flugbahn der von rechts in Richtung auf

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den Wandler fliegenden Kugel 40 dem Punkt 44 näher liegt, als sie es in Wirklichkeit ist.

Dieser spezielle Nachteil kann in einfacher Weise dadurch beseitigt werden, dass die Wandler vertikal ausgerichtet angeordnet werden, so dass sie in der aus Fig. 8 ersichtlichen Weise in Form vertikaler Scheiben 46,47,48,49 vorliegen, wobei ihre ebenen Flächen in Richtung auf den Übungsschützen gerichtet sind. Wenn daher eine Kugel 50 über dio Scheiben fliegt und die sich ergebende Stosswelle erzeugt wird, trifft diese Stosswelle stets auf den Umfang jeder Scheibe auf, wobei der Auftreffpunkt der Stosswelle auf jede Scheibe einen gleich grossen Abstand zum Mittelpunkt der betreffenden Scheibe aufweist. Es wird daher ein konstanter Zeitmessfehler in jedes durch den betreffenden Wandler erzeugte Signal eingeführt, wobei jedoch dieser Zeitmessfehler getilgt wird, da lediglich die Zeitdifferenzen als Basis für die Berechnungen verwendet werden.

Die Anordnung der Scheiben 46-49 in vertikaler Lage beseitigt jedoch nicht das Problem des positiven Höckers 43 am Anfang des Ausgangssignals 42, weshalb es als vorteilhaft erachtet wird, jeden Wandler mit einem domartig gewölbten Teil aus starrem Vollmaterial mit einer den Stosswellen ausgesetzten konvexen Oberfläche zu versehen, wobei die ebene Basis des Doms sich in innigem Kontakt mit dem Wandlermaterial befindet und die Stosswellen von der Atmosphäre auf den Wandler übertragen kann. Wenn ein halbkugeliger Dom verwendet wird und die Voraussetzung erfüllt ist, dass die Achse des Doms vertikal nach oben, vor dem Ziel liegend zeigt, oder in Richtung des Übungsschützen gerichtet ist oder eine Ausrichtung zwischen diesen beiden begrenzenden Ausrichtungen aufweist, treffen die Stosswellen, die durch die auf das Ziel abgefeuerten Geschosse erzeugt werden, stets tangential auf den Umfang des halbkugeligen Doms auf, und es werden die Stosswellen radial durch den Dom direkt zum Mittelpunkt des Wandlers geleitet. Es wird daher ein konstanter Zeitmessfehler eingeführt, der demjenigen Zeitraum entspricht, den die Stosswelle benötigt, um vom Umfang des halbkugeligen Doms bis zu dessen Mittelpunkt zu gelangen, wobei, wie oben dargelegt, solch ein konstanter Zeitmessfehler keinerlei Folgerungen nach sich zieht.

Der halbkugelige Dom dient dazu, die Erzeugung des in positiver Richtung laufenden Höckers 43 am Anfang der durch den Wandler erzeugten Wellenform zu verhindern oder zu minimieren, weshalb das Ausgangssignal des Wandlers nunmehr sehr viel mehr einer sinusförmigen Wellenform ähnelt. Es ist jedoch von Bedeutung, dass der Augenblick des Beginns dieser sinusförmigen Wellenform mit grosser Genauigkeit gemessen wird, weshalb es vorgezogen wird, einen Wandler zu verwenden, der ein sehr schnelles Ansprechvermögen, jedoch nicht notwendigerweise ein grosses Ansprechvermögen besitzt. Beim Vergleich der Ansprechzeiten einer Reihe piezoelektrischer Scheiben unterschiedlicher Grösse hat sich gezeigt, dass die Ansprechzeit eine Funktion des Durchmessers der Scheibe ist, wobei eine kleinere Scheibe eine schnellere Ansprechzeit aufweist. Es hat sich jedoch ebenfalls gezeigt, dass die Ansprechzeiten sämtlicher Scheiben, deren Durchmesser 5 mm oder weniger beträgt, weitgehend gleich gross sind. Es ist jedoch festzustellen, dass die Amplitude des Ausgangssignals solch einer Scheibe proportional zur Scheibengrösse ist, weswegen es aus diesem Grund gegenwärtig vorgezogen wird, eine Scheibe mit einem Durchmesser von 5 mm zu verwenden, da solch eine Grösse die schnellste Ansprechzeit bei einem Ausgangssignal mit der höchsten Amplitude gewährleistet. Diese Scheibengrösse ist ausserdem von Vorteil, da das Ausgangssignal eines mit solch einer Scheibe versehenen Wandlers eine Frequenz aufweist, die sehr viel grösser ist als die Frequenz irgendeines Hintergrundgeräusches oder sonstigen möglicherweise zu berücksichtigenden Störgeräusches, weshalb diese Geräusche auch ausgefiltert werden können. Es wird selbstverständlich jedoch auch in Betracht gezogen, aus Gründen einer verbesserten Genauigkeit Scheiben mit kleinerem Durchmesser vorzuziehen.

Wenn die Wandler in ihrer Relativlage zum Ziel positioniert worden sind, ist es erforderlich, dass dem Computer die Informationen, welche die genaue Lage jedes Wandlers betreffen, zusammen mit denjenigen Informationen zugeleitet werden, welche die Lage jedes Ziels relativ zu den Wandlern betreffen. Hierbei sollen die geeigneten Abstände sorgfältig gemessen und die geeigneten Informationen dem Wandler zugeleitet werden, oder es können auch andere Verfahren angewendet werden, um dem Computer die Informationen zuzuleiten. Anstatt den Abstand zwischen den Wandlern mit einem Lineal, Metermass oder dgl. zu messen, ist es beispielsweise auch möglich, eine Stange aus Metall derart anzuordnen, dass die Metallstange jeden der Wandler berührt, wobei dann ein Ultraschallimpuls durch die Metallstange geleitet werden kann und die Ankunftszeit des Impulses an jedem Wandler durch den Computer gemessen sowie aufgezeichnet wird. Der Computer ist mit der Information bezüglich der Geschwindigkeit der Ultraschallimpulswelle durch die Metallstange gespeichert, weshalb er in der Lage ist, die genaue Position jedes Wandlers mit einem hohen Ausmass an Genauigkeit zu berechnen.

Es ist daraufhinzuweisen, dass dann, wenn Kugeln in Richtung auf die Ziele abgefeuert werden, die jeweilige Position der Kugel in bezug auf den Wandler gemessen wird, wobei diese Position bzw. Lage gegebenenfalls durch den Computer angezeigt wird. Es ist daher von Bedeutung, dass der Computer mit genauen Informationen bezüglich der Lage des Ziels in bezug auf die Wandler versehen ist.

Die Amplitude der Stosswellen, die durch jeden der oben beschriebenen Wandler erzeugt werden, hängen von der Geschwindigkeit der Kugel, der speziellen Art der Kugel bzw. des Geschosses, dem Abstand der Kugel vom Wandler und vielen anderen variablen Faktoren ab.

Es ist nun erforderlich, aus diesem vorerwähnten Signal ein genaues Signal zu erhalten, das zum Betätigen der Einrichtung verwendet werden kann, mittels welcher die Zeit, zu der die Stosswelle durch den Wandler erfasst worden war, gemessen wird, weshalb es auch tatsächlich erwünscht ist, das durch den Wandler erzeugte Analogsignal in ein Digitalsignal umzuwandeln. Es wird daher das Signal einem Verstärkerzugeleitet, derein Digitalsignal mit einem schnellen Anfangsteil erzeugt und durch eine Stosswelle, nicht jedoch durch irgendwelche andere Geräusche ausgelöst wird. Ein diesbezüglich bevorzugter Verstärker 71 ist aus Fig. 9 ersichtlich, wobei festzustellen ist, dass das Signal dem Verstärker 71 über das Koaxialkabel 72 zugeleitet wird, dessen beide Adern über verschiedene Vorwiderstände dem Eingang eines Differentialverstärkers 73 zugeleitet sind. Der Ausgang des Differentialverstärkers 73 ist über eine Wechselspannungskopplung mit einem Auslöseschwellwertvergleicher 74 verbunden, in dem das Signal mit einem vorbestimmten Bezugssignal verglichen wird, um zu verhindern, dass die gesamte Vorrichtung - anstatt durch eine Stosswelle - durch andere Geräusche ausgelöst wird. Der Auslöseschwellwertvergleicher 74 kann zur Einregelung der Empfindlichkeit der Vorrichtung entsprechend eingestellt werden. Der Ausgang des Vergleichers 74 wird mit einer Linearverstärkeranordnung 75,76,77 verstärkt, wobei dann am Ausgang 78 ein verstärktes Signal erscheint.

Die einzelnen Bezugszeichen in Fig. 9 bezeichnen die bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendeten einzelnen Bauteile, die Bauteile von Militärqualität darstellen und von Texas Instruments erhältlich sind.

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Der Ausgang des Verstärkers 71 kann als Digitalsignal angesehen werden.

Wie schon dargelegt, basiert die bereits erläuterte mathematische Analyse auf der Annahme, dass sich die durch ein Überschallgeschoss erzeugte Stosswelle senkrecht zur Flugbahn des Geschosses ausbreitet, wobei sich Ausführungsformen der Erfindung, die auf der obigen mathematischen Analyse basieren, als zufriedenstellend erwiesen haben und die Genauigkeit über bestimmte Grenzen hinaus nicht verbessert werden kann.

Wenn eine Kugel von einem beliebigen Geschütz, beispielsweise einem Gewehr, abgefeuert wird, erzeugt die mit Überschallgeschwindigkeit fliegende Kugel in jedem Augenblick eine Stosswelle, wobei sich jede Stosswelle nacheinander sphärisch mit linearer Geschwindigkeit ausbreitet. Fig. 10 stellt die Flugbahn einer Kugel dar und zeigt die jeweiligen Stellungen an, die durch die Kugel in den Augenblicken I1-I4 eingenommen werden. Fig. 10 zeigt ausserdem die durch die Kugel erzeugten sphärischen Stosswellen zu diesen Zeitpunkten, wobei die Stosswellen sämtlich zum Zeitpunkt 14 dargestellt sind. Es zeigt sich, dass der Durchmesser der Stosswelle an derjenigen Stelle, welche die Kugel zum Zeitpunkt Ï4 einnimmt, Null beträgt, wogegen der Durchmesser der durch die Kugel erzeugten Stosswelle zum Zeitpunkt Ii relativ gross ist. Es zeigt sich ausserdem aus Fig. 10, dass die Hüllkurve der Kugelkurven eine ganz allgemein konische Stosswelle bildet, wobei solch eine konische Hüllkurve deswegen erzeugt wird, weil in jedem Augenblick eine Stosswelle erzeugt wird.

Fig. 11 zeigt die Flugbahn einer Kugel oder eines anderen sich dem Ziel nähernden Geschosses und stellt ausserdem die Stosswelle dar, die erzeugt wird, wenn sich die Kugel an der Steile A befindet und durch einen Sensor C erfasst wird. Die Kugel trift am Punkt D auf das Ziel auf.

Es ist möglich, die hier zur Rede stehende Situation aufgrund einer mathematischen Annäherung zu betrachten, wobei anfänglich davon ausgegangen wird, dass sich die Kugel zum Zeitpunkt To an einer Stelle P irgendwo auf der Flugbahn befindet, und wobei ausserdam das Lot von Sensor zu Sensor gefällt wird; dieses Lot bzw. diese Senkrechte endet am Punkt D auf der Flugbahn. Die Stosswelle, die dann erzeugt wird, wenn sich die Kugel am Punkt A auf der Flugbahn befindet, wird durch den Wandler C erfasst.

Es sei nun eine Kugel betrachtet, die entlang der Flugbahn PADB fliegt und letztlich auf das Ziel beim Punkt B auftrifft. Es ist nun erforderlich, die Koordinaten des Punktes B in der Zielebene in bezug auf den Ursprung unseres Koordinatensystems O zu finden.

P stellt die Lage bzw. Position der Kugel dar, wenn mit einer Zeitmessperiode begonnen wird. Die Stosswelle, die gegebenenfalls den Sensor bei C auslöst, stammt vom Punkt A auf der Kugelflugbahn. D stellt einen Punkt auf der Flugbahn dar, der derart liegt, dass CD senkrecht zu AD verläuft.

Es sei angenommen, dass die Kugelflugbahn über die (relativ kurze) Strecke PB verläuft und dass T ein Einheitsvektor in Richtung der Flugbahn sei.

Aufgrund der Eigenschaften der Stosswellen von Über-schaligeschossen gilt:

.,in - —il . (1)

Vh wobei Vs = Schallgeschwindigkeit und vh = Geschwindigkeit der Kugel.

Nun gilt für die Zeit t, in welcher die Stosswelle den Sensor bei C erreicht:

t = Zeit für den Weg der Kugel von P zu A

+ Zeit für den Weg der Stosswelle von A zu C

Ausgehend von diesem anfänglichen mathematischen Konzept, ist es möglich, unter Bezugnahme auf die verschiedenen velctoriellen Parameter und die Zeit t eine Vektorgleichung abzuleiten.

In gleicher Weise lässt sich für jeden der in der Sensoranordnung vorgesehenen Sensoren eine ähnliche Gleichung herleiten. Wenn für jeden Sensor in der Sensoranordnung die Zeit t bekannt ist, ist es möglich, die Gleichungen als Gruppe ähnlicher bzw. einander entsprechender Gleichungen zu lösen. In einem Fall enthalten die Gleichungen jeweils fünf Unbekannte, weshalb gleichzeitig fünf Gleichungen gelöst werden müssen. Die Gleichungen können iterativ gelöst werden.

Im folgenden sei nun ein Schiessplatz bzw. ein Übungs-schiessstand beschrieben, der auf solch einer mathematischen Annäherung beruht.

Fig. 12 zeigt die Anordnung von Wandlern 79 auf einem Schiessplatz, der eine Vielzahl von Schneisen 80 sowie eine Vielzahl von Zielwällen bzw. Zielbänken 81 aufweist. Die Wandler 79 jeder Zielbank 81 sind mit einer Zeitmessanordnung 82 verbunden, deren Ausgang an einen Puffer 83 angeschlossen ist. Wie aus Fig. 12 ersichtlich, sind drei Bankziele 81 vorgesehen, die Signale von den Wandlern 79 zu den drei Zeitmessanordnungen 82 und daher auch zu den drei Puffern

83 leiten. Die Puffer 83 werden nacheinander vom Computer bzw. Rechner 7 abgefragt, wobei dann, wenn irgendwelche Informationen am Ausgang eines Puffers 83 verfügbar stehen, diese Informationen in den Rechner 7 geleitet werden und daraufhin der betreffende Puffer freigegeben wird. Jede Zielbank ist mit einer langen Reihe Wandler versehen, die vor jedem Ziel angeordnet sind. Hierbei ist keine spezielle Gruppe von Wandlern vor jedem einzelnen Ziel angeordnet. Durch Verwendung einer Anordnung, bei der die von jeder Bank bzw. Gruppe von Wandlern kommenden Informationen in einem Puffer gespeichert und sodann die Puffer durch den Rechner abgefragt werden, wird das auf dem Schiessplatz erforderliche Ausmass an Verdrahtung minimiert, da andernfalls jeder Wandler einzeln mit dem Rechner verbunden werden müsste.

Wie aus Fig. 13 ersichtlich, weist jede Zeitmessanordung 82 eine Anordnung aus Verriegelungen 84 auf, die jeweils drei Zustandsformen (tristate) annehmen können und jeweils mit dem Ausgang des Verstärkers 71, der einem einzelnen Wandler zugeordnet ist, verbunden sind. Jede Verriegelung

84 kann eine solche Verriegelung aufweisen, die durch Texas Instruments unter der Bezugsnummer 74363 in den Handel gebracht wird. Jede der Tristat-Verriegelungen 84 ist mit einem Ausgang eines 24-Bit-Taktsignalgenerators 85 verbunden, der aufeinanderfolgende, die genaue Zeit angebende Signale erzeugt. Hierbei wird alle 10 Nano-Sekunden ein neues Signal erzeugt. Die Anordnung ist derart, dass dann, wenn das Digitalsignal von dem einem Wandler zugeordneten Verstärker 71 einer Verriegelung 84 zugeleitet wird, diese Verriegelung das 24-Bit-Taktsignal aufzeichnet, das in diesem Augenblick am Ausgang des 24-Bit-Taktsignalgenerators 85 vorhanden ist. Das Digitalsignal des Verstärkers 71 wird gleichzeitig ausserdem einer Steuervorrichtung 86 zugeleitet, die daraufhin veranlasst, dass das in der Verriegelung 84 aufgezeichnete Signal zusammen mit einem Signal, das dauernd in einem der Verriegelung zugeordneten Festwertspeicher 87 aufgezeichnet ist, dem Puffer 83 zugeleitet wird. Das im Festwertspeicher 87 gespeicherte Signal ist ein solches, das für den der speziellen Verriegelung 84 zugeordneten Wandler repräsentativ ist. Der Puffer 83 ist eine Vorrichtung des «first in-first out»-Typs (d.h. das zuerst ankommende Signal wird auch als erstes wieder ausgegeben) und wirkt als Informationszwischenspeicher. Die im Puffer 83

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gespeicherte Information umfasst das vorübergehend in der Verriegelung 84 gespeicherte Signal sowie das Signal, das dauernd in dem zugeordneten Festwertspeicher 87 gespeichert ist. Wenn einmal diese Informationen vom Puffer 83 aufgenommen worden sind, wird ein weiteres Signal zur Verriegelung 84 geleitet, die sodann freigestellt wird und bereit ist, um beim Empfang einer weiteren, vom zugeordneten Wandler kommenden Stosswelle ein weiteres Signal vom Taktsignalgenerator 85 zu speichern. Der Puffer 83 speichert daher eine grosse Anzahl von gesonderten Informationsdaten, wobei jedes der Informationsdaten ein für einen speziellen Wandler repräsentatives Signal sowie ein Signal umfasst, das für den Zeitpunkt des Empfangs einer Stosswelle durch diesen speziellen Wandler repräsentativ ist.

Wenn zwei aufeinanderfolgende Stosswellen durch denselben Wandler erfasst werden, werden selbstverständlich zwei Signale vorübergehend im Puffer gespeichert, der dasselbe, für diesen speziellen Wandler repräsentative Signal, jedoch unterschiedliche Signale, die für den Zeitpunkt des Empfanges einer Stosswelle durch diesen Wandler repräsentativ sind, umfasst.

Wenn ein im Puffer gespeichertes Signal am Ausgang des Puffers 83 verfügbar ist, wird dem Rechner 7 ein Signal zugeleitet, und der Rechner 7 fragt sodann jeden der Puffer ab, wobei er die Informationen von demjenigen Puffer 83 annimmt, bei dem die Information an dessen Ausgang verfügbar ist. Die von diesem Puffer 83 erhaltenen Informationen werden sodann einem ersten Kleinrechner 88 zugeleitet und ausserdem auch einem in der Rechneranordnung vorhandenen Speicher 89 zugeführt. Diese Bauteile und auch andere in der Rechneranordnung vorhandene Bauteile sind miteinander über eine Sammelleitung 90 (maxibus) verbunden, wie aus Fig. 14 ersichtlich. Die Anordnung arbeitet in Realzeit, d.h. in einer Zeit, die nicht zwischen den verschiedenen Bauteilen gemeinsam genutzt wird, sondern es arbeiten vielmehr die einzelnen Bestandteile unabhängig voneinander, weswegen auch die einzelnen Bauteile gleichzeitig arbeiten können. Der Kleinrechner 88, der ein TMS-9900-Rechner von Texas Instruments sein kann, dem seinerseits ein Ortsspeicher mit einem Intel-2102-Speicher zugeordnet ist, tastet anfänglich die vom Puffer erhaltenen Daten ab und vergleicht die verschiedenen Zeitpunkte des Empfangs der Schockwellen durch die Wandler mit vorbestimmten Kriterien. Aus diesem anfänglichen Vergleich werden verschiedene «Gruppen» aus empfangenen Signalen gebildet, wobei jede empfangene Signalgruppe unter die vorbestimmten Kriterien fällt und daher Signale darstellt, die sich von einem einzigen Geschoss ableiten lassen. Wenn daher beispielsweise ein Geschoss über die Wandler fliegt, wird die durch dieses Geschoss erzeugte Stosswelle durch fünf oder sechs Wandler aus einer langen Reihe von Wandlern erfasst, die unterhalb der Ziele, auf welche mit dem Geschoss gezielt wird, angeordnet sind. Die Wandler erfassen sämtlich die Stosswelle innerhalb eines vergleichsweise kurzen Zeitraumes, weshalb auch die durch die Wandler erfassten Signale leicht von denjenigen Signalen unterschieden werden können, die durch die Wandler aufgrund eines nachfolgenden Geschosses empfangen werden, da die vom nachfolgenden Geschoss empfangenen Signale zu einem sehr viel späteren Zeitpunkt erzeugt werden.

Wie oben dargelegt, wählt der Kleinrechner 88 in passender Weise Gruppen aus empfangenen Signalen aus und leitet diese Signale einem zweckentsprechend aufgebauten vorprogrammierten Rechner 91 oder PROM (Programmed Readout Memory = programmierter Lesespeicher) zu, der als mathematische bzw. Rechnereinheit arbeitet, um anhand der Eingangsdaten einen vorbestimmten mathematischen Vorgang durchzuführen und ein für die Lage der Flugbahn des

Geschosses repräsentatives Ausgangssigna] zu erzeugen.

An dieser Stelle ist zu betonen, dass das Programmieren solch einer Vorrichtung in der Hardware der Vorrichtung eingeschlossen ist, weswegen keinerlei Software-Programm erforderlich ist. Es kann daher die Vorrichtung mit ausserordentlich hoher Geschwindigkeit arbeiten, wobei auch solch eine Annäherung durchführbar ist, da die Einheit lediglich eine mathematische Funktion durchführen muss. Es kann jedoch auch ein programmierter Rechner verwendet werden, und zwar unter der Voraussetzung, dass der programmierte Rechner in der Lage ist, mit ausreichender Geschwindigkeit zu arbeiten. Wenn die mathematische Einheit 91 die Lage der Flugbahn berechnet hat, wird diese Information dem Speicher 89 und von hier aus einer visuellen Anzeigevorrichtung 92 zugeleitet.

Die visuelle Anzeigevorrichtung 92 weist eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals auf, das dann, wenn es einer Kathodenstrahlröhre zugeleitet wird, bewirkt, dass diese Kathodenstrahlröhre die Darstellung eines Zieles zeigt. Wie aus Fig. 15 ersichtlich, weist eine bevorzugte Einrichtung zur Erzeugung solch eines Signals eine mit einem geschlossenen Schaltkreis versehene Fernsehkamera 94 auf, der Mittel 95 zum Projizieren eines auf einem photographischen Objektträger 96 enthaltenen Bildes in die Kamera zugeordnet sind. Die Kamera 94 arbeitet in der üblichen Weise und erzeugt daher ein Videosignal, das für das auf dem Diabild 96 vorhandene Bild repräsentativ ist. Auf dem Diabild oder Objektträger 96 sind auch verschiedene Zeichen oder Linien vorhanden, welche die X- und Y-Achsen definieren, wobei die Lage des Ziels in bezug auf diese Achsen bekannt ist. Ein Teil des von der Kamera 94 kommenden Videosignals wird zwei gesonderten Detektorkreisen 97,98 zugeleitet, welche die Lage des Strahls, der das Ziel in der Kamera 94 zu jedem Zeitpunkt abtastet, erfassen können und die mit einer Dunkeltastvorrichtung 99 verbunden sind. Diese kann denjenigen Teil des Videosignals dunkeltasten, der sich auf die die Achsen definierenden Zeichen bezieht. Es umfasst daher das Ergebnis des in der Leitung 100 befindlichen Videosignals lediglich einen Teil des durch die Kamera 94 erzeugten Videosignals, wobei dieser Signalteil der für das Bild des Ziels repräsentative Teil des Signals ist. Die durch den X-Detektor und den Y-Detektor erzeugten Signale werden ebenfalls einem gesonderten Vergleicher 101 zugeleitet, der vom Rechner 7 mit Informationen versehen wird, welche die genaue Lage jedes durch das System erfassten Geschosses umfassen. Der Vergleicher 101 vergleicht die Lage des Geschosses mit den vom X-Detektor und Y-Detektor kommenden Signalen, wobei dann, wenn sich die Signale entsprechen, d.h. wenn der Strahl in der Kamera 94 auf diejenige in der Kamera 95 projizierte Bildfläche gerichtet ist, die der Zielfläche auf dem Schiessplatz entspricht, die durch das Geschoss getroffen wurde, erzeugt der Vergleicher 101 ein Ausgangssignal, das einem exklusiven ODER-Gatter 102 zugeleitet wird. Das Ausgangssignal der Dunkeltastvorrichtung 99 wird über das exklusive ODER-Gattern 102 einer Kathodenstrahlröhre 103 zugeleitet, die ein Bild des Zieles, das durch die Kamera 94 vom Objektträger 96 abgeleitet ist, anzeigt und ausserdem auf diesem Bild Flächen anzeigt, bei denen die Farbe des Bildes umgekehrt ist, um dadurch diejenigen Punkte des Zieles anzuzeigen, die von den auf dem Schiessplatz abgeschossenen Kugeln oder Geschossen getroffen worden sind. Selbstverständlich wird hierbei davon ausgegangen, dass die Kugel oder das Geschoss an derjenigen Stelle auf das Ziel auftrifft, die durch den Rechner aufgrund der von den Wandlern abgeleiteten Informationen berechnet worden ist.

Für den Schiessplatzkontrolleur kann eine visuelle Anzeigeeinheit 92 vorgesehen sein, wobei der Schissplatzkontrol-

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leur aus der Vielzahl der auf dem Schiessplatz befindlichen Ziele ein beliebiges Ziel, das von Interesse ist, auswählen kann, so dass dann die visuelle Anzeigeeinheit 92 eine Darstellung dieses speziellen Ziels sowie derjenigen Punkte oder Positionen wiedergibt, an denen die auf dieses Ziel abgefeuerten Geschosse auf das Ziel aufgetroffen sind oder am Ziel vorbeigeflogen sind. Für mehrere Schiessplatzkontrolleure können entsprechend viele solcher visuellen Anzeigeeinheiten vorgesehen sein, wobei es ausserdem auch möglich ist, wie eingangs schon dargelegt, dass für jeden Übungsschützen eine individuelle Anzeigeeinheit vorgesehen ist, so dass der Schütze unmittelbar sehen und beurteilen kann, wohin jede Kugel fliegt.

Es ist ausserdem möglich, auf dem Schiessplatz den einzelnen Zielen jeweils einen Mechanismus zuzuordnen, durch den das Ziel in eine freiliegende Stellung angehoben und in eine Verborgenstellung abgesenkt werden kann. Diese Mechanismen können durch die Rechneranlage gesteuert werden, wobei die Rechneranlage einen Benutzerprogrammspeicher 104 beinhalten kann, in dem ein vorbestimmtes Programm an Bewegungen der Ziele gespeichert sein kann,

wobei die Ziele diese vorbestimmten Bewegungen durchführen, wenn das gespeicherte Programm aktiviert wird. Es kann ausserdem ein zweiter Kleinrechner 105, der ebenfalls ein Texas TMS 9900-Rechner sein kann, vorgesehen und mit den mechanischen Vorrichtungen 106 verbunden sein, die zum Bewegen der Ziele vorgesehen sind, wobei dieser Kleinrechner 105 die Stellung bzw. Lage jedes speziellen Zieles aufzeichnet und das korrekte Funktionieren jedes speziellen Zieles überprüft. Bei solch einer Ausführungsform kann eine weitere visuelle Anzeigeeinheit 107 vorgesehen sein, die Bilder über die verschiedenen, auf dem Schiessplatz vorhandenen Ziele zeigt, wobei die jeweils gegebene Bilddarstellung auf der visuellen Anzeigeeinheit 107 zu jedem speziellen Zeitpunkt repräsentativ für den Zustand jedes Zieles ist, d.h. anzeigt, ob sich das Ziel in angehobener Stellung oder in abgesenkter Stellung, und wobei ausserdem die Anzahl der Treffer angezeigt wird, die sich bei einem beliebigen speziellen Ziel ergeben haben. Es ist in Aussicht genommen, diese spezielle visuelle Anzeigeeinheit 107 für einen Schiess-platzoberkontrolleur vorzusehen, der dann beim Betrachten der visuellen Anzeigeeinheit 107 den genauen Zustand jedes auf dem Schiessplatz vorhandenen Zieles feststellen kann. Diese visuelle Anzeigeeinheit 107 ist ausserdem zur Anzeige einer gestörten Funktion eines speziellen Zieles geeignet.

Der Rechneranlage ist ausserdem ein Drucker 108 zugeordnet, der derart betätigbar ist, dass er Ausdrucke jeder beliebigen, im Speicher vorhandenen Information liefert. Ein Papierdrucker bzw. -Stanzer kann ebenfalls vorgesehen sein.

Der Hauptrechner 109, der eine Steuerfunktion durchführt, ist vorzugsweise ein solcher Rechner, der von der Firma Computer Automation (Naked Mini Division) in Irvine, Kalifornien als Computer OS 14/10 verkauft wird; der Benutzerprogrammspeicher 104 ist vorzugsweise ein von der Firma Computer Automation verkauftes floppy disc sub system model 18566-XX; der Hauptspeicher 89 ist vorzugsweise ein von der Firma Computer Automation verkaufter Kernspeicher von bis zu 32 K-Worten, und der bevorzugte Drucker 108 ist ein Centronix 306, der ebenfalls von der Firma Computer Automation erhältlich ist.

Es lassen sich selbstverständlich sehr viele Abwandlungen vorsehen, wobei auch der Computer mit Einrichtungen versehen sein kann, um eine Auswertung zu berechnen, die jedem speziellen Geschoss zuteilbar ist und auf der geeigneten visuellen Anzeigeeinrichtung dargestellt wird.

Die auf einem Schiessplatz der beschriebenen Weise verwendeten Ziele können statische Ziele oder solche Ziele sein, die in Abhängigkeit von Steuersignalen, wie aus Fig. 1

ersichtlich, sich anheben oder umkippen; die Ziele können aber auch lediglich Wassersprühnebel oder dgl. sein, auf die sichtbare Bilder, die für die Ziele repräsentativ sind, projiziert sind.

s Wenn die Ziele von demjenigen Typ sind, der anhebbar oder absenkbar ist, können die Ziele in der oben beschriebenen Weise durch Geländeleitungen gesteuert sein, obwohl es auch möglich ist, die Ziele durch Radio- bzw. Funksignale zu steuern. Der Rechner kann derart betätigt werden, dass er io ein Ziel immer dann kurz sich absenken lässt, wenn dieses Ziel tatsächlich von einem Übungsschützen getroffen wurde. Obwohl die Erfindung im speziellen in bezug auf einen ortsfesten Gewehrübungsschiessplatz beschrieben wurde, ist es auch möglich, die Erfindung bei einem Schiessplatz anzu-is wenden, bei dem sich die Ziele auf Wagen, Laufkatzen oder dgl. bewegen, wobei auch die Wandler auf den Wagen in einer festen Position in bezug auf die Ziele befestigt sind.

Statt dessen kann die Erfindung auch in Verbindung mit einem Boden-Luft- oder Luft-Luft-Übungsschiessen zur 20 Anwendung gelangen, wobei in diesem Fall die Wandler an demjenigen Bremsschirm oder Schleppziel befestigt sind, welches das eigentliche Ziel darstellt.

Wenn ein in der oben beschriebenen Weise erläuterter Schiessplatz für Schiessübungen einer grossen Anzahl von 25 Schützen zur Anwendung gelangt, kann der Rechner, der an einer zentralen Steuerkonsole angeordnet ist, viele Funktionen durchführen, und es können die genauen Funktionen, die vom Rechner durchgeführt werden, durch verschiedene Druckknöpfe oder dgl., die an der Steuerkonsole vorgesehen 30 sind, gesteuert werden.

Anfänglich kann der Rechner in die Lage versetzt sein, die Position jedes auf jedes Ziel abgefeuerten Geschosses zu berechnen und an die visuellen Anzeigeeinheiten, die nahe jedem Übungsschützen vorgesehen sind, Signale zu liefern, 35 so dass jede der visuellen Anzeigeeinheiten eine Darstellung des Zieles, auf das der Übungsschütze zielt, zeigt und ausserdem eine Anzeige derjenigen Stellen gibt, an denen der Übungsschütze in einer speziellen Schiesssequenz oder -folge das Ziel getroffen hat. Wenn daher ein Übungsschütze zehn 49 Geschosse auf das Ziel abfeuert, kann dann, wenn die Geschosse nacheinander auf das Ziel abgefeuert werden, die Trefferlage der Geschosse auf dem Ziel an der geeigneten visuellen Anzeigeeinheit optisch sichtbar gemacht werden.

Selbstverständlich können auch Fast-Fehlschüsse auf der 45 visuellen Anzeigeeinheit sichtbar gemacht werden, da diese ebenfalls durch die Wandler erfasst werden. Wenn der Schütze bei seinem Schiessen in vernünftigen Grenzen genau war, solten am Ende einer Schiesssequenz auf der optisch widergegebenen Darstellung des Ziels zehn Punkte bzw. so Stellen markiert sein, die genau angeben, wo die Geschosse das Ziel getroffen haben. Es ist möglich, den verschiedenen, auf der Anzeigeeinheit dargestellten Punkten Zahlen zuzuordnen, welche die genaue Reihenfolge angeben, mit der die Geschosse auf das Ziel abgefeuert wurden, so dass es dadurch ss dem Schützen möglich ist, festzustellen, ob sich seine Genauigkeit während der Schiesssequenz verbesserte oder nicht.

Der Computer kann für jedes Ziel und jede Schiesssequenz die Gesamtheit der «Gruppe» berechnen, so wie sie durch 60 den Übungsschützen abgefeuert wurde. Diese Zahlen können ebenfalls auf der individuellen Anzeigeeinheit 9, die für jeden Übungsschützen vorgesehen ist, dargestellt werden. Statt dessen können auch die Anzahl der «Treffer» und die Anzahl der «Fehlschüsse» aufgezeichnet und optisch sichtbar 65 gemacht werden oder aber es kann die durch den Schützen erzielte Treffermarkierung dargestellt werden.

Es ist ausserdem möglich, den Rechner 7 derart zu programmieren, dass die Aufmerksamkeit des Schiessplatzkon

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trolleurs auf einen bestimmten Übungsschützen, der besonders ungenau schiesst, gezogen wird, um dadurch den Schiessplatzkontrolleur in die Lage zu versetzen, diesen speziellen Übungsschützen mit entsprechenden Instruktionen oder Ratschlägen zu versehen. Die zentrale Steuerkonsole ist mit einer Anzeigeeinheit 9 versehen, die den Trainer in die Lage versetzt, unverzüglich eine Darstellung eines beliebigen Zieles zu erblicken, wobei diese Darstellung genau der Darstellung entspricht, die auch auf der visuellen Anzeigeeinheit des betreffenden Übungsschützen erscheint. Es kann daher der Trainer die Fortschritte jedes Übungsschützen überwachen.

Der Drucker 13 kann lediglich die Trefferzahl und Gruppierung ausdrucken, die durch jeden der Übungsschützen während einer Schiesssequenz erzielt wurde, oder aber es kann der Drucker derart betätigt werden, dass er eine ausgedruckte Darstellung eines oder sämtlicher Ziele einschliesslich einer Darstellung der Stellen liefert, an denen jedes der Ziele durch Kugeln getroffen worden ist. Solch ein Audruck kann eine permanente Aufzeichnung des Schiessergebnisses eines speziellen Schützen darstellen.

Die bei der Erfindung verwendeten Ziele 3 können statische Ziele sein, wobei festzustellen ist, dass es aufgrund des Umstandes, dass die Zielscheiben lediglich als Zielzeichen funktionieren, nicht erforderlich ist, irgendeine Zielscheibe auszutauschen, bevor diese tatsächlich vollständig zerstört ist. Die Erfindung kann ebenfalls mit Vorteil in Verbindung mit Zielen verwendet werden, die aus einer verborgenen Stellung in eine freiliegende oder Schiessstellung und umgekehrt bewegt werden können. Ziele dieser Art sind in Fig. 1 dargestellt. Die Erfindung kann ausserdem in Verbindung mit Zielen verwendet werden, die auf entlang einer vorbestimmten Bahn beweglichen Wagen montiert sind, wobei die Wandler ebenfalls direkt oder indirekt auf den zusammen mit den Zielen beweglichen Wagen angeordnet sind. Selbstverständlich kann die Erfindung auch in Verbindung mit vielen weiteren Einrichtungen verwendet werden, wie beispielsweise Lichtern bzw. Lampen zum Beleuchten des Ziels, um die Durchführung des Schiessens auch nach Einbruch der Dunkelheit zu ermöglichen, oder aber Einrichtungen, die an oder nahe dem Ziel vorgesehen sind und die Erwiderung des Schiessens durch einen Gegner simulieren. Solche Einrichtungen können durch den Rechner gesteuert werden, der dann in Abhängigkeit von einem Schuss betätigt wird, der auf das Ziel abgefeuert ist, jedoch einen Fast-Fehlschuss darstellt.

Die weiter oben dargelegte mathematische Analyse setzt voraus, dass die Luft, in die bzw. in der das Geschoss abgefeuert wird, ruhende Luft ist. Wenn jedoch der Schiessplatz ein Freiluftschiessplatz ist, besteht stets die Möglichkeit, dass auch der Wind bläst. Die folgende mathematische Analyse berücksichtigt den Effekt des Windes.

Wie aus Fig. 16 ersichtlich, fliegt eine Kugel längs der Flugbahn PAB, wobei sie dann das Ziel bei B treffen wird, dessen Koordinaten aufzufinden sind.

Die Stosswelle, die möglicherweise den Sensor bei C auslöst, nimmt ihren Anfang beim Punkt A auf der Kugelflugbahn.

P ist die Position der Kugel, wenn eine Zeitmessperiode gestartet wird, d.h. P stellt einen beliebigen Anfangszeitpunkt dar.

O, ein Punkt in der Zielscheibenebene, ist der Anfang unseres Koordinatensystems.

Wenn nun das Signal die Gesamtzeit t benötigt, um von P nach C zu gelangen, dann setzt sich diese Gesamtzeit t zusammen aus der Zeit, welche die Kugel benötigt, um A zu erreichen, und aus der Zeit, welche die Stosswelle benötigt, um von A nach C zu gelangen. Diese beiden Zeiten seien jeweils als ti bzw. t2 definiert.

Die Stosswellenbewegung kann als eine solche Wellenfront betrachtet werden, die sich in sich bewegender Luft sphärisch ausbreitet. In dem Zeitintervall t2 hat sich das Zentrum der sphärischen Störung aufgrund des Windeffektes von A nach R bewegt, während sich die Störung auf den Radius RC ausgebreitet hat.

Auch hier ist es wieder möglich, eine Vektorgleichung zu definieren, und zwar unter Bezugnahme auf verschiedene vektorielle Parameter und die Summe aus ti und t2.

Solch eine Gleichung verknüpft beispielsweise die Ankunftszeit der Stosswelle an einem Sensor C mit der Lage des Sensors und den Koordinaten der Kugeltrefferlage in der Zielebene.

Für jeden der Sensoren in der entsprechenden Gruppe lässt sich eine ähnliche Gleichung aufstellen, wobei eine ausreichende Anzahl von Sensoren ermöglicht, die Gleichung für die verschiedenen Unbekannten zu lösen.

In der Praxis können zur Lösung der Gleichungen Iterativverfahren angewendet werden.

Wenn der Wind in Betracht gezogen wird, liegen noch mehr Unbekannte vor, weshalb auch eine grössere Anzahl von Eingangsdaten verfügbar sein muss, um die Trefferlage des Geschosses bestimmen zu können. Beim Lösen simultaner Gleichungen müsse« genauso viele Gleichungen wie Unbekannte vorliegen, weshalb auch eine grosse Anzahl von Zeitdifferenzen gemessen werden muss, wenn genaue Ergebnisse erzielt werden sollen.

Bei einer Alternativannäherung an die durch das Vorhandensein des Windes aufgeworfenen Probleme können die Geschwindigkeit und Richtung des Windes gemessen und dem Rechner eingegeben werden; aufgrund des Windes kann daher auch beim Durchführen der erforderlichen Berechnungen die Geschwindigkeit in Betracht gezogen werden.

Eine angemessene Art und Weise der Messung der Windgeschwindigkeit oder wenigstens der Messung der Effekte der Windgeschwindigkeit ist darin zu sehen, eine oder mehrere Schallquellen, beispielsweise schallaussendende Wandler, vorzusehen und diese an vorbestimmten Stellen in bezug auf die Wandleranordnung anzuordnen. Die schallaussendenden Wandler werden durch den Computer gesteuert und senden Töne bzw. akustische Signale von solch einer Frequenz aus, dass sie durch die Wandler erfasst werden können. Die Wandler und Zeitmessvorrichtungen messen die Zeit des Erfassens der durch die Wandler erzeugten Schallwellen, worauf dann diese Zeitwerte mit denjenigen Zeitpunkten verglichen werden, zu denen die Wandler aktiviert worden sind. Dieser Vergleich ermöglicht es, die Wirkungen des Windes genau zu messen, so dass auf diese Weise die Windeffekte in jedem Augenblick und auch an verschiedenen Stellen des Schiessplatzes überwacht werden können. Dies ist von besonderem Nutzen bei stürmischen Wetterbedingungen.

Wenn die Wandler in einer geraden Linie oder in zwei Reihen versetzt zueinander angeordnet sind, wird es schon durch vier Wandler ermöglicht, genaue Ergebnisse zu erzielen, wenn angenommen wird, dass das Geschoss senkrecht zum Ziel fliegt und dass keinerlei Wind herrscht. Wenn Geschosse mit hoher Geschwindigkeit verwendet werden und wenn sie von einem Schiessstand abgefeuert wurden, der unmittelbar vor dem Ziel liegt und es herrscht kein Wind, dann kann angenommen werden, dass diese Verhältnisse Bedingungen existieren. Dies sind natürlich ideale Bedingungen und wenn die in jeder beliebigen besonderen Zeit existierenden Bedingungen nicht ideal sind, dann werden mehrere Wandler benötigt, um zu ermöglichen, dass eine grössere Anzahl von Zeitsignalunterschieden berechnet werden können, so dass eine grössere Anzahl von gleichzeitigen Rechnungen verwendet werden kann, um das Problem zu s

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lösen, das eine grössere Anzahl von unbekannten Grössen betrifft. Wenn das Geschoss eine bekannte zum Ziel geneigte Flugbahn aufweist und wenn keinerlei Wind herrscht, dann kann ein genaues Ergebnis mit fünf Wandlern erzielt werden. Wenn jedoch der Wandler eine unbekannte horizontale Komponente der Laufbahn und eine bekannte vertikale Komponente aufweist, d.h. wenn das Geschoss vom Schiessstand abgefeuert wurde, welcher in einer Winkellage vor dem Ziel liegt, und wenn keinerlei Wind herrscht, dann werden sechs Wandler benötigt. Sieben Wandler werden dann benötigt, wenn eine senkrecht zum Ziel verlaufende Laufbahn des Geschosses und ein nicht bekannter Windfaktor oder eine bekannte zum Ziel geneigt verlaufende Laufbahn des Geschosses und ein unbekannter Windfaktor vorliegen.

Acht Wandler werden schliesslich benötigt, um genaue Ergebnisse bei Kugeln mit einer unbekannten horizontalen Komponente der Flugbahn und einer bekannten vertikalen Komponente der Flugbahn, wenn keinerlei Wind herrscht, zu erzielen.

Wenn die Wandler in zwei Reihen versetzt zueinander angeordnet sind, können bereits mit sechs Wandlern genaue Ergebnisse erzielt werden, wenn das Geschoss eine bekannte horizontale Komponente der Flugbahn sowie eine unbekannte vertikale Komponente der Flugbahn aufweist und wenn keinerlei Wind herrscht; sieben Wandler gewährleisten ■das Erzielen genauer Ergebnisse, wenn das Geschoss eine unbekannte Flugbahn aufweist und wenn keinerlei Wind herrscht. Mit acht Wandlern lassen sich genaue Ergebnisse erzielen, wenn das Geschoss eine bekannte horizontale sowie eine unbekannte vertikale Komponente der Flugbahn aufweist und wenn ein unbekannter Windfaktor vorliegt. Neun Wandler liefern schliesslich genaue Ergebnisse, wenn das Geschoss eine unbekannte Flugbahn aufweist und wenn unbekannte Windfaktoren gegeben sind.

Die oben aufgeführten Wandleranzahlen ergeben die jeweilige Anzahl der Wandler in der durch den Rechner ausgewählten Gruppe an, und es müssen die Zeitmesssignale durch den Rechner von der jeweils spezifizierten Anzahl von Wandlern empfangen werden, wenn die Trefferlage eines Geschosses bei jedem der oben spezifizierten Sätze aus Bedingungen genau berechnet werden soll.

Es ist daher zu ersehen, dass es bei vielen Gelegenheiten von Vorteil ist, die Wandler in versetzter oder nichtlinearer Anordnung vorzusehen. Ein bevorzugtes Verfahren der Anordnung der Wandler auf diese Weise ist in Fig. 17 dargestellt. Die Wandler sind innerhalb, in geeignetem Abstand voneinander vorgesehenen Öffnungen 110 festgelegt, die in einer Paneelplatte 111 angeordnet sind. Diese weist ein mittiges starres Metallblech 112 auf, dessen Fläche mit Bögen aus schallabsorbierendem Material 113 versehen sind. Die domartigen Wölbungsteile 65 der Wandler ragen aus der Vorderseite der Paneelplatte 111 heraus und können daher die Stosswellen frei empfangen. Das hintere Ende jedes Wandlers ist mit einem radial sich erstreckenden Flansch 114 versehen, der mit der Rückseite der Paneelplatte 111 in

Berührung kommen kann und die genaue Positionierung der Wandler unterstützt. Die Öffnungen 110 können genau positioniert werden, indem sie mit einer geeigneten Lehre oder dgl. gebohrt werden. Wenn die Möglichkeit besteht, dass der Abstand zwischen den Öffnungen 110 aufgrund sich ändernder Temperaturen als Folge einer thermischen Expansion variieren kann, können Mittel vorgesehen sein, um die Temperatur zu messen und dem Rechner 7 entsprechende Kompensationsinformationen zukommen zu lassen. Die Paneelplatte 111 kann ganz nach Wunsch beliebig lang ausgestaltet sein und so viele Wandler wie erforderlich aufnehmen.

Die Wandler können auch Sekundärstosswellen erfassen, die dann erzeugt werden, wenn das Geschoss auf ein nahe den Wandlern angeordnetes starres Ziel auftrifft. Hierbei kann es möglich sein, dass die Zeitmessvorrichtungen und daher auch der Rechner nicht in der Lage sind, zwischen solchen Sekundärstosswellen und denjenigen Stosswellen zu unterscheiden, die primär durch das Geschoss erzeugt werden. Es ist daher von Vorteil, die die Wandler lagernde Einrichtung 111 nahe einem Block 115 aus schallabsorbierendem Material oder einem anderen schallabsorbierenden Medium anzuordnen, der in der aus Fig. 18 ersichtlichen Weise zwischen den Wandlern und dem Ziel 116 vorgesehen ist. Es wird daher eine Stosswelle, die sich in Richtung des Pfeils 117 gemäss Fig. 18 fortpflanzt und durch eine Kugel erzeugt ist, von den Wandlern erfasst, während eine vom Ziel 116 ausgehende Stosswelle, die sich in Richtung des Pfeiles 118 fortpflanzt, von den Wandlern nicht erfasst wird. Die Wandler liegen daher in der wünschenswerten Weise im Schatten des Schallschluckblockes 115.

Bei der aus Fig. 19 ersichtlichen abgewandelten Ausführungsform eines Schiessplatzes gelangt ebenfalls die beschriebene Vorrichtung zur Anwendung. Hierbei ist ein Satz von Wandlern 120 vor einem Satz statischer Ziele 121 unterhalb von diesen angeordnet. Diese Wandler 120 sind genau wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen mittels einer Geländeleitung 122 mit dem Rechner 7 verbunden.

Zusätzlich zu den statischen Zielen 121 ist ein ein funkgesteuertes Ziel tragender, selbstangetriebener Wagen 123 vorgesehen, der entlang einer Einschienenbahn 124 verfahrbar ist. Der Wagen 123 trägt ein Ziel, das als Darstellung eines Tanks bzw. Panzers ausgebildet ist. Auf dem Wagen 123 ist ein Satz von Wandlern 124 montiert, wobei die von den Wandlern 124 ausgehenden Signale über eine Funkverbindung 125 dem Rechner 7 zugeleitet werden. Weiterhin ist eine zweite Funkverbindung 126 vorgesehen, um dem Wagen 123 Steuersignale zuleiten zu können. Es ist selbstverständlich möglich, im Rahmen der Erfindung auch sehr viele andere Schiessplätze auszugestalten, die statische oder auf Wagen verfahrbare Ziele, Ziele, die bei einem Treffer automatisch umkippen, sowie Ziele aufweisen, die für ein nächtliches Schiessen in besonderer Weise angeleuchtet sind.

In Fig. 20 und 21 sind schliesslich Flussdiagramme der beiden oben beschriebenen Rechnerprozesse dargestellt.

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7 Blatt Zeichnungen

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Vorrichtung zur Bestimmung von Positionsdaten auf der Flugbahn eines eine vorbestimmte Fläche durchfliegenden Überschallgeschosses, mit wenigstens drei nahe der vorbestimmten Fläche im Abstand voneinander angeordneten Wandlern, wobei jeder der Wandler in Abhängigkeit von einer auf den Wandler'auftreffenden und durch das Überschallgeschoss erzeugten Luftwelle ein Ausgangssignal erzeugt, und mit einer Einrichtung zum Berechnen der Positionsdaten aus den von den Wandlern erzeugten, Zeitverzögerungen angebenden Signalen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler (5—15—17; 18-22; 34-38; 79) nahe einer Kante der vorbestimmten Fläche (3) angeordnet sind und dass eine Einrichtung (28-32; 82) zum Messen der Zeitverzögerungen zwischen den durch jeden der Wandler erzeugten Ausgangssignalen vorgesehen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler in Öffnungen ( 110), die an vorbestimmten Stellen in einem Paneel (111) vorgesehen sind, gehaltert und derart dimensioniert sind, dass sie fest in die Öffnung (110) eingepasst sind und dass das Paneel (111) mit einer Einrichtung (113) zum Absorbieren von Stosswellen versehen ist. (Fig. 17).
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem in der vorbestimmten Fläche vorgesehenen starren Ziel (116) und den Wandlern eine Einrichtung (115) zum Absorbieren von Stosswellen oder Schall angeordnet ist. (Fig. 18).
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandler in zwei zueinander versetzten Reihen angeordnet sind. (Fig. 5).
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Fläche (3) eine oder eine Vielzahl von Zielflächen umfasst, die nahe beieinander angeordnet sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (28-32; 83) zum Messen der Zeitverzögerungen zwischen den durch jeden der Wandler erzeugten Ausgangssignalen Zähler (28-31) zum vorübergehenden Speichern von Informationen über die Zeit der Erzeugung eines Signals durch jeden Wandler, ein Logikmittel (32), das jedem Zähler (28-31) ein Signal zuleitet, und Mittel zum darauffolgenden Weiterleiten dieser Informationen an einen die Einrichtung zum Berechnen der Positionsdaten bildenden Rechner (7) aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (7) Einrichtungen (89) zum Speichern von diesen zugeleiteten Informationssignalen aufweist, um Gruppen von in geeigneter Weise aus einer einzigen Stoss-welle abgeleiteten Signalen auszuwählen, und dass der Rechner (7) mit Einrichtungen zum Berechnen der Position eines Geschosses aus jeder der Signalgruppen versehen ist. (Fig. 14).
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Rechner (7) die Darstellung der Positionsdaten auf einer visuellen Anzeigeeinheit (10) steuert, mit einer Fernsehkamera (94), welche auf ein Zielbild (96) gerichtet ist, um ein entsprechendes Anzeigesignal zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen (97,98) vorgesehen sind, die die Lage des Abtaststrahles in der Fernsehkamera (94) zu jedem Zeitpunkt feststellen, um die Koordination des gerade abgetasteten Zielbildpunktes zu bestimmen, sowie einen Vergleicher (101) zum Vergleich dieser Koordinaten mit den durch den Rechner (7) berechneten Positionskoordinaten des Geschosses und eine Einrichtung (102) zum Abwandeln des Anzeigesignals, insbesondere eines Farbsignals, bei Koinzidenz, um die Position des Geschosses im Ziel anzuzeigen. (Fig. 15).
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Berechnen der Effekte der Windgeschwindigkeit vorgesehen ist, wobei diese Einrichtung eine steuerbare Quelle von Schallwellen mit einer solchen Frequenz aufweist, die durch die Wandler erfassbar ist, und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Wirkung der Windgeschwindigkeit aus den durch die Wandler von der Quelle der Schallwellen empfangenen Signale zu berechnen.