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Richtgerät für das Schießen auf bewegliche Ziele mit einem optischenVisier
Die Erfindung betrifft ein Richtgerät für Artilleriewaffen, wie z. B. Feldhaubitzen,
automatische Kanonen und Panzerkanonen, rückstoßfreie Kanonen od. dgl., insbesondere
zum Zielen auf bewegliche Erdziele. Derartige Geräte haben die Aufgabe, die Zielkorrektur
vorzunehmen, da es bekanntlich erforderlich ist, einen Vorhalt entsprechend der
Bewegung des Zieles während der Geschoßflugzeit zum Ziel durchzuführen.
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Richtgeräte, die den Wert des Vorhaltewinkels automatisch während
des Verfolgens des Zieles einstellen und damit das Zielen auf bewegliche Ziele gestatten,
sind an sich bekannt. Diese ein sogenanntes Verfolgungszielen gestattenden Geräte
würden den richtigen Vorhaltewinkel dann ermitteln, wenn die Waffe vom Zielgerät
geleitet würde. Da aber aus praktischen Gründen das Zielgerät mit der Waffe verbunden
ist, wird die Messung der Winkelgeschwindigkeit an der Waffe vorgenommen. Hierdurch
wird die zum Treffen richtig vorgehaltene Ziellinie erst nach einer verhältnismäßig
langen Einlaufzeit gefunden, in der die Waffe auf das Ziel eingependelt wird. Wenn
dann die Waffe erst mit einer gewissen Verspätung auf den ermittelten Vorhaltpunkt
gerichtet ist, wird eine Winkelgeschwindigkeit verwertet, die einer zeitlich bereits
zurückliegenden Bewegungsphase entspricht und daher im allgemeinen zu klein ist;
auch der Vorhalt ist dann zu klein. Das Geschoß wird daher das Ziel nicht treffen.
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Ferner sind auch Richtgeräte bekannt, die das Schießen auf ein vorbeifahrendes
Ziel gestatten. Sie bestehen aus einem Zielfernrohr, in dessen Brennpunktebene sich
ein Gitter mit einer von der Geschoßflugzeit abhängigen Geschwindigkeit bewegt.
Der Schuß wird in dem Moment ausgelöst, wo gewisse Bedingungen zwischen der Zielgeschwindigkeit
und der Gittergeschwindigkeit erfüllt sind, beispielsweise wenn sich die Gittergeschwindigkeit
mit der Zielgeschwindigkeit deckt. Bei diesen Geräten, die während des Zielens stillgehalten
werden müssen, sind Pendelerscheinungen nicht zu beobachten, jedoch ist bei Verwendung
einer logarithmischen Spirale in einem bekannten Richtgerät bei eingeregelter Drehzahl
der Strichplatte entsprechend der zum Treffpunkt gehörenden Geschoßflugzeit die
Gleichlaufbedingung nur an der einen Stelle der Strichplatte, die dem richtigen
Vorhalt zu den gegebenen Zielbedingungen entspricht, erfüllbar. Auch bei diesem
Gerät dauert die Vorhaltermittlung verhältnismäßig lange, bis die richtigen Werte
eingespielt sind. Ferner ist mit diesem Gerät mangels einer eindeutig markierten,
im Gesichtsfeld beim Zielen feststehenden Vorhaltmarke ein Verfolgungszielen, also
ein laufendes Mitführen der Waffe gegenüber dem Ziel, nicht möglich.
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Das Richtgerät gemäß der Erfindung vermeidet diese Nachteile. Zur
Ermittlung des Zielpunktes werden bei dem erfindungsgemäßen Richtgerät lediglich
die von der Schießstellung aus meßbaren bekannten Größen, nämlich die tangentiale
Winkelgeschwindigkeit des Zieles und seine Entfernung, verwendet. Die Entfernung
wird durch an sich bekannte optische Entfernungsmesser oder elektromagnetische Vorrichtungen
oder noch einfacher durch einfache Schätzung seitens des Richtkanoniers bestimmt.
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Der Vorhaltermittlung beim erfindungsgemäßen Gerät liegt folgende
Überlegung zugrunde: Der Vorhaltewinkel a ist gleich dem Produkt der gemessenen
Winkelgeschwindigkeit (i) des Zieles mit der GeschoßflugzeitT. Diese GeschoßflugzeitT
ist eine bekannte lineare oder nichtlineare Funktion der Entfernung. Da die Entfernung
als bekannt angenommen wird, ist auch die Geschoßflugzeit T bekannt und stellt eine
bekannte Größe bei der Arbeitsweise des Richtgerätes dar.
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Bei dem erfindungsgemäßen Richtgerät sind folgende Vorrichtungen vorhanden:
solche, die in der Zwischenbildebene zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Fadenkreuzlinien
- die eine horizontal und die andere vertikal - erscheinen lassen, deren Stellung
durch je einen Einstellknopf gesteuert wird, die zum Einstellen der Geschoßflugzeit
T und der Vorhaltekorrektur dienen, und eine solche Vorrichtung, die in die Zwischenbildebene
des Visiers ein Gitter einspiegelt.
Damit die an sich bekannte Ermittlung
des zum Treffen des Zieles notwendigen Vorhaltewinkels a mittels Einregelung der
Bewegungsgeschwindigkeit 1/T des Gitters laufend und uriabhängig von der jeweiligen
Lage des Zielbildes im Gesichtsfeld des Visiers möglich ist, ist dabei erfindürigsgemäß
vorgesehen, daß das durch eine Antriebsvorrichtung längs des Gesichtsfeldes der
Zwischenbildebene des Visiers in beicannter Weise mit regelbarer Geschwindigkeit
bewegte eingespiegelte Gitter aus vertikalen, gleich weit z-(3tteinander entfernten
Strichen besteht und daß die Geschwindigkeit des Gitters durch die gleichzeitig
die Verstellung des Fadenkreuzes bewirkenden Einstellknöpfe umgekehrt proportional
zur Geschoßflugzeit T und proportional zum Vorhaltewinkel a regalbar ist.
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Bei einer solchen Ausbildung des Gerätes ist es möglich, die Vorhaltsermittlung
bei einer beliebigen Lage des Zielbildes innerhalb des Gesichtsfeldes laufend vorzunehmen,
womit -gleichzeitig das Fadenkreuz im Visier um den Vorhaltwert verstellt wird.
Nach Verschwenken der `'raffe so weit, daß das Zielbild im Schnittpunkt des Fadenkreuzes
zu liegen kommt, kann sofort geschossen werden. Es ist aber auch noch einmal eine
Überprüfung möglich, ob die Vorhaltsertnittlung noch zutreffend ist, durch nochmaligen
Vergleich der entsprechenden Geschwindigkeiten im Gesichtsfeld. Jedenfalls ist aber
immer das Einspielen des Gerätes und der Waffe auf den richtigen Vorhalt sehr schnell
möglich.
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Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit den
Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel eines Richtgerätes gemäß der Erfindung
dargestellt ist. Im einzelnen zeigt Fig. 1 die Zwischenbildebene des Richtgerätes,
Fig.2 eine schematische Darstellung der Steuerorgane des Richtgerätes, Fig. 3 einen
Vertikalschnitt durch das Gerät gemäß Linie 3-3 der Fig. 4, Fig. -! einen Vertikalschnitt
durch die Fernrehrachse gemäß Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 einen Horizontalschnitt
gemäß Linie 5-5 rde:-Fig. 4.
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Fig. 6 einen Vertikalschnitt gemäß Linie 6-6 der Fig. 3.
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Fig.7 eine schematische Darstellung der Steuerorgane einer zweiten
Ausführungsform des Richtgerätes.
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Der Richtkanonier erblickt innerhalb des Gesichtsfeldes (Zwischenbildebene
1) des Richtfernrohres des Gerätes, das starr mit der Waffe verbunden ist, das Gelände
mit dem Zielbild 2 sowie ein erleuchtetes, aus senkrechten, in gleichem Abstand
zueinander befindlichen Strichen bestehendes Gitter 3. Dieses Gitter 1_ann mit einer
gewissen seitlichen Geschwindigkeit nach links oder rechts bewegt werden. Diese
Geschwindigkeit o) ist, wie vorher beschrieben, eine Funktion der zwei Veränderlichen
T und a.
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Der Richtkanonier gleicht, nachdem er das Zielbild 2 in das Gesichtsfeld
1: der Richtoptik (durch Verschwenken der Waffe mittels des Höhen- und Seitenrichtwerks)
gebracht und diese stillgesetzt hat, die Geschwindigkeit des Gitters 3 an die Geschwindigkeit
des Zielbildes -an. Zu diesem Zweck stellt er die Geschwindigkeit des Gitters ein,
und zwar durch Drehen des Einstellknopfes 6 (Geschwindigkeitsknopf) proportional
zu a, nachdem er zuvor die Geschwindigheit proportional zu 1/T einreguliert hat,
was durch Dreher, des Einstellknopfes 7 (Höhenstellknopf) propr;r tioaial zu H_
, wobei H als linear abhängig von der Flugdauer T des Geschosses angenommen ist,
geschieht. Der Geschwindigkeitsknopf 6 der die Geschwindigkeit des Gitters proportional
zu a reguliert, verschiebt auch gleichzeitig innerhalb der Zwischenbildebene der
Richtoptik eine senkrechte Fadenkreuzlinie 4, die genau die Seitenvorhaltskorrektur
a gegenüber den als Nullmarken dienenden Justierstrichen 8 angibt. Der Höhenstellknopf
7, der die Geschwindigkeit proportional zu 1/T einreguliert, verschiebt gleichzeitig
die horizontale Fadenkreuzlinie 5 in der Zwischenbildebene der Richtoptik gemäß
der Höhenkorrektur H.
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Wenn der Richtkanonier die Geschwindigkeit des beweglichen Gitters
und des Zielbildes aufeinander abgestimmt hat, gibt der Schnittpunkt 9 des Fadenkreuzes
in der Zwischenbildebene der Richtoptik genau den Punkt an, über den das Ziel visiert
werden muß, damit die Waffe den zum Treffen notwendigen Vorhalt erhält. Der Richtkanonier
bringt nun die Waffe und das mit ihr fest verbundene Richtgerät mittels seiner Richthandräder
entweder in eine solche Richtung, daß das Zielbild 2 in dem Schnittpunkt 9 des Fadenkreuzes
liegt, und eröffnet das Feuer, oder er wartet, bis das sich bewegende Zielbild 2,
das sich längs der horizontalen Fadenkreuzlinie 5 bewegt, von der vertikalen Fadenkreuzlinie
geschnitten wird.
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In Fig. 2 ist dazu ein schematisches Ausführungsbeispiel des Richtgerätes
dargestellt.
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Ein Gleichstrommotor 10 mit gleichmäßiger Drehzahl treibt über ein
Getriebe die Trommel 16 an, deren Mantel auf dunklem Untergrund eine helle Schneckenlinie
17 trägt, die durch ein Trennfilter hindurch in der Zwischenbildebene des Richtfernrohres
abgebildet wird. Diese optische Projektion erfolgt auf bekannte Weise dergestalt,
daß die einzelnen Gänge der Schneckenlinie 17 in der Zwischenbildebene des Okulars
der Richtoptik als senkrechte, in gleichem Abstand voneinander befindliche Striche
3 erscheinen. Der Motor kann gegebenenfalls durch ein Uhrwerk ersetzt werden.
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Das Getriebe zwischen Motor und Gitter besteht aus zwei Geschwindigkeitsreglern,
die z. B. Reibungsgetriebe mit einem Reibrad oder einem Friktionskugelkäfig sein
können. Diese Geschwindigkeitsregler sind an sich bekannt und daher nur insoweit
beschrieben, als es zum Verständnis der Erfindung notwendig ist. Diese beiden Getriebe
sind hintereinander angebracht (Fig.2). Das erste Getriebe besteht aus dem Reibzylinder
11, der direkt mit dem Motor gekuppelt ist, dem Friktionskugelkäfig 12 und der Reibscheibe
13. Es ist so ausgebildet, daß die achsenparallele Bewegung des Friktionskugelkäfigs
durch den Höhenstellknopf 7 gesteuert wird, der auch die Bewegung der horizontalen
Fadenkreuzlinie 5 in der Zwischenbildebene der Richtoptik bewirkt.
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Das zweite Getriebe besteht aus der Reibscheibe 13, dem Friktionskugelkäfig
14 und dem Zylinder 15, der über ein Vorgelege die Trommel 16 in Drehung versetzt.
Es ist so ausgebildet, daB die achsenparallele Bewegung des Friktionskugelkäfigs
linear mit der vertikalen Fadenkreuzlinie 4 verbunden ist, «-elche die Vorhaltskorrektur
angibt. Beide Bewegungen werden durch den Geschwindigkeitsknopf 6 gesteuert. Daraus
ergibt sich, daß die Geschwindigkeit der Trommel 16, d. h. also die Geschwindigkeit
des Gitters 3, das in der Bildebene sichtbar ist, entsprechend dem Verhältnis der
zwei Veränderlichen a und T beeinflußt wird. Auf diese Weise wird
die Beziehung o) = T realisiert, die die Zielkorrektur angibt.
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Die Fig. 3, 4, 5 und 6 zeigen ein. Ausführungsbeispiel eines derartigen
Richtgeräts emäß der Erfindung. Auch hier ist der Antriebsmotor mit 10 bezeichnet,
der
Geschwindigkeitsknopf mit 6 und der Höhenstellknopf mit 7. Der :Motor 10 treibt
über die Schnecke 18 und das Schneckenrad 19 den Reibzylinder 11 (Fig. 3).
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Der Höhenstellknopf 7 setzt über das Getriebe, bestehend aus den Zahnrädern
20, die Welle 21, die Zahnräder 22, die Schrägwelle 23, die Zahnräder 24 und die
Gewindewelle25 in Bewegung, auf der die mit dem Friktionskugelkäfig 12 verbundene
Mutter entlanggleitet. Außerdem betätigt der Höhenstellknopf 7 über die Zahnräder
26 (Fig. 4) die Welle 27 und eine nicht dargestellte Umlenkung die vertikale Verschiebung
der Glasplatte 33, die sich in der Zwischenbildebene des Okulars befindet und die
horizontale Fadenkreuzlinie 5 trägt.
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Der Geschwindigkeitsknopf 6 bewegt über die Schrägwelle 30 und über
in den Figuren nicht dargestellte Umlenkungen die Gewindewelle 31, auf welcher eine
mit dem Friktionskugelkäfig 14 verbundene Mutter entlang-leitet. Außerdem steuert
der Geschwindigkeitsknopf 6 über die Welle 32 die Drehung der Schnecke 28, die die
Glasplatte 29, auf der sich die vertikale Fadenkreuzlinie 4 befindet, in der Zwischenbildebene
des Okulars senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 4 bewegt.
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Der Reibzylinder 15 betätigt mittels des in Fig. 3 dargestellten Getriebes
die Gewindewelle 34, die die seitliche Bewegung des Gitters 35 (von rechts nach
links oder von links nach rechts) in der Ebene der Fig.3 bewirkt. Bei dieser Ausführungsform
ist ein ebene, auf einem Schlitten angebrachtes Gitter 35 vorgesehen an Stelle der
optisch abgebildeten Schnekkenlinie 17 auf dem Zylinder 16, wie in Fig. 2 dargestellt.
Dieses Gitter 35 wird durch das Linsensvstem 36 und die senkrecht zueinander stehenden
Spiegel 37 und 38 und den teildurchlässigen Spiegel 46 in die Zwischenbildebene
der Optik projiziert. Das Objektiv und das Okular der Optik sind mit 39 bzw. 40
bezeichnet.
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Das System der mechanischen Geschwindigkeitsanpassung durch Differentialgetriebe
ist nur als eine der möglichen Ausführungsformen dargestellt und beschrieben.
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Die Geschwindigkeitsanpassungssysteme für die Beziehung (,=
T können auch rein elektrischer oder elektronischer Art sein. In Fig. 7 ist
beispielsweise ein Gleichstrommotor 41 mit zwei Erregerwicklungen 42 und 43 dargestellt.
Die eine Wicklung wird mit einer Spannung gespeist, die umgekehrt proportional zu
x ist, und zwar mittels eines hyperbolischen Potentiometers 44, dessen Läufer durch
den Geschwindigkeitsknopf 6 verschoben wird. Die andere Erregerwicklung 42 wird
mit einer zu T proportionalen Spannung gespeist, und zwar mittels eines linearen
Potentiometers 45, dessen Läufer durch den Höhenstellknopf 7 verschoben wird. Da
die Geschwindigkeit eines Gleichstromelektromotors umgekehrt proportional zum Induktionsfluß
ist, so läuft der Motor 41 mit einer Geschwindigkeit, die proportional zu T, d.
h. proportional zu (v ist.
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Die Vorteile der Erfindung gegenüber den bisher bekannten Geschwindigkeitsmeßvorrichtungen
für die Schußkorrektur sind folgende: 1. Absolute Genauigkeit der Korrekturbestimmung
Das Gitter 3, das zur Geschwindigkeitsmessung dient, ist unabhängig von der Fadenkreuzlinie
4, die zum Zielen dient. Hierdurch werden alle Unsicherheitsfaktoren der Geschwindigkeitsmeßsysteme
mit nur einem Strich, der zum Zielen und gleichzeitig zum Geschwindigkeitsmessen
dient, ausgeschaltet.
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2. Robustheit und Einfachheit der Bedienung Das Getriebe, das den
Motor mit der Drehtrommel 16 verbindet, erfordert keinerlei Kupplung und keinerlei
Geschwindigkeitsregulierung. Die Verschiebungen der Fadenkreuzstriche 5 und 4 zur
Festlegung der Höhen- und Seitenkorrektur werden vom Richtkanonier mit der Hand
betätigt. Der Bewegungsablauf kann also mit einer sehr geringen Mechanik und sehr
genau kontrolliert werden.
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Die Geschwindigkeitsmessung kann bereits dann erfolgen, wenn das Zielbild
sich an irgendeinem Punkt der Zwischenbildebene 1 befindet, und die Geschwindigkeitsmessung
ist dann richtig, wenn das Zielbild 2 sich immer zwischen zwei Strichen des Gitters
3 befindet.
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3. Die Seitenvorhaltskorrektur bleibt in der Vorrichtung markiert
Dies ist ein großer Vorteil für eine eventuelle weitere Schußfolge.