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Einrichtung zum Stabilisieren einer Waffe Die Erfindung betrifft eine
Einrichtung zum Stabilisieren einer auf einer seitenverschwenkbaren Plattform angeordneten,
mit einer Zielvorrichtung oder ähnlichen Hilfsvorrichtung versehenen, gegenüber
der Plattform höhenverschwenkbaren Waffe, unter Anwendung eines nach Seite und Höhe
stabilisierten Lagenmeßsystems, das ein seitenwinkelabhängiges Signal zum Seitenverschwenken
der Plattform und ein höhenwinkelabhängiges Signal zum Höhenverschwenken der Waffe
abgibt.
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Zum Stabilisieren der Seelenachse der Waffe dienen im allgemeinen
Referenzwertgeber, die die augenblickliche Abweichung des Istwertes vom Sollwert
ermittelt. Mit den ermittelten Abweichungen werden Stellantriebe gesteuert, die
ein Verschwenken der Waffe in die Sollstellung vornehmen, so daß die Lage der Waffe
im Raum konstant bleibt. Bewegliche Waffen, die z. B. auf Panzerfahrzeugen angeordnet
sind, werden dementsprechend nach Höhe, Seite und Verkantung, d. h. dreiachsig,
ausstabilisiert, damit ein genaues Zielen möglich ist. Dabei können die Referenzwertgeber
in einer Referenzwertgebereinrichtung zusammengefaßt sein, die für jede zu stabilisierende
Richtung einen besonderen Referenzwertgeber erhält. Die von den Referenzwertgebern
abgegebenen Signale steuern dann die einzelnen Stellantriebe, die das Verstellen
der Waffe in jede der drei Richtungen bewirken. Bei bekannten Einrichtungen dieser
Art wird gleichzeitig mit der Seelenachse des Waffenrohres auch die Visierlinie
der mit der Waffe verschwenkbaren Zielvorrichtung stabilisiert. Diese Visierlinie
ist diejenige Linie in der Optik der Zielvorrichtung, die auf das Ziel gerichtet
werden muß und sich als der Punkt im Optikbild darstellt, der bei eingerichtetem
Rohr mit dem Ziel in Deckung sein muß.
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Bei einer zweiachsigen Stabilisierung kann nicht die Richtung einer
Ebene, sondern nur jeweils die Richtung einer Linie im Raum konstant gehalten werden.
Alle anderen in der Richtung um einen beliebigen Winkel abweichenden Linien beschreiben
dann Kegelmäntel um die stabilisierte Linie herum. Bei einer Einrichtung der eingangs
genannten Art, beider ein Stabilisieren der Waffe lediglich nach Seite und Höhe
erfolgt, aber ein Verkanten der Waffe möglich ist, ergeben sich daher Zielfehler,
wenn Visierlinie und Seelenachse der Waffe nicht zusammenfallen. Andererseits hat
eine solche Einrichtung gegenüber einer Einrichtung zum dreiachsigen Stabilisieren
den Vorteil größerer konstruktiver und regelungstechnischer Einfachheit, so daß
ihre Anwendung wünschenswert ist.
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Soll die Visierlinse voll stabilisiert werden, so müssen dazu entsprechende
Korrekturbewegungen ausgeführt werden. Da der Winkel zwischen der Visierlinie und
der stabilisierten Seelenachse des Waffenrohrs klein ist, ist die zweite Visierlinie
durch die stabilisierte Linie zumindest vorstabilisiert, so daß für eine vollständige
Stabilisierung nur noch relativ kleine Korrekturen erforderlich sind.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, eine an sich zweiachsige Stabilisierung
einer Waffe durch die gleichzeitige raumfeste Stabilisierung der Visierlinie so
zu verbessern, daß sich eine dreiachsige Stabilisierung der Waffe und ihrer Plattform
erübrigt. Dazu wird für eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen,
daß Mittel zum Erzeugen eines der Verkantung der Waffe entsprechenden Führungssignals
und daß Mittel zum Verstellen einer an sich bekannten, in der Zielvorrichtung befindlichen,
verdrehbaren Strichmarkierung in Abhängigkeit von dem Führungssignal vorgesehen
sind, wobei das Verstellen im Sinn eines Ausgleichs der durch die Verkantung der
Waffe auftretenden Verkantung der Zielvorrichtung erfolgt. Dadurch braucht der zusätzliche
Stellantrieb für die dritte Achsrichtung nicht die Leistung zu haben, die zum Verstellen
der gesamten Plattform bei einer dreiachsigen Stabilisierung erforderlich wäre,
sondern es genügt ein kleiner Antriebsmotor, der nur die Strichmarkierung verstellt.
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In vielen Fällen ist es ratsam, die die Seiten- und Höhensignale liefernden
Referenzwertgeber zu horizontieren, d. h., es wird ein Signal benötigt, das der
jeweiligen Verkantung des Schildzapfens entspricht. Wird darüber hinaus für andere
Zwecke, z. B. für das Lenken des Fahrzeugs, auf dem sich die Waffe befindet, ein
Seitensignal für den Kurs benötigt, so ist ein Horizontieren der Referenzwertgeber
unerläßlich, weil sonst Kardanfehler für die Kursmessung
entstehen.
Daher wird in Ausgestaltung der Erfindung für den Fall der Anwendung einer horizontierten
Referenzwertgebereinrichtung, die ein zu ihrer eigenen Horizontierung dienendes
Horizontsignal erzeugt, vorgesehen, daß das Führungssignal aus dem Horizontsignal
gewonnen ist. Dann dient das für das Horizontieren der Referenzwertgebereinrichtung
benötigte Signal gleichzeitig zur Bildung des Führungssignals zum Verstellen der
Strichmarkierung, so daß der zur gesamten Stabilisierung benötigte technische Aufwand
äußerst gering ist.
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Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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F i g. 1 zeigt ein Waffenrohr 10, das um seinen Schildzapfen
11 höhenverschwenkbar und auf einer seitenverschwenkbaren Plattform 12 angeordnet
ist. Auf dem Waffenrohr 10 befindet sich eine Zielvorrichtung 13, die mit einer
durch einen Antriebsmotor 14 verstellbaren Strichmarkierung 15 versehen ist. Mit
dem Waffenrohr 10 ist über eine Halterung 16 ein Bügel 17 verbunden, der gegenüber
der Halterung 16 in einem Lager 18 in der Verkantungsrichtung beweglich ist. Der
Bügel 17 trägt einen in der Höhenrichtung beweglichen Rahmen 19. Im Rahmen
19 ruhen sowohl ein Horizontkreisel 20 als auch ein Kreiselrichtgerät 21. Das von
dem Kreiselrichtgerät 21 ermittelte Signal, das einer Regelabweichung der Seitenrichtung
entspricht, wird von einem Geber 22 über einen Verstärker 23 auf den Stellantrieb
24. gegeben, der mit Hilfe eines Getrieberades 25 die bewegliche Plattform 12 so
lange verschwenkt, bis diese Abweichung ausstabilisiert ist.
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Dem Horizontkreisel 22 sind zwei Referenzwertgeber 26 und 27 zugeordnet,
von denen der Referenzwertgeber 26 zum Stabilisieren des Bügels 17 in der Verkantungsrichtung
und damit zum Horizontieren der gesamten Referenzwertgebereinrichtung dient, während
der Geber 27 ein den Schwankungen in der Höhenrichtung entsprechendes Signal abgibt,
das die augenblickliche Neigung über einen Verstärker 28 durch ein Höhenverschwenken
des Waffenrohres 10 mittels des Stellantriebes 29 ausstabilisiert, dessen Zahnrad
30 in das Zahnsegment 31 eingreift.
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Der Referenzgeber 26 betätigt mit dem von ihm erzeugten Horizontsignal,
das einer Verkantung des Schildzapfens 11 entspricht, über einen Verstärker 32 den
Stellantrieb 33, der den Bügel 17 wieder in eine Senkrechtstellung bringt,
während die bewegliche Plattform 12 und das Waffenrohr 10 in ihrer Verkantungslage
bleiben. Damit ist der Horizontkreisel 20 in allen Richtungen ausstabilisiert, während
die Stabilisierung der Visierlinie mit Hilfe eines Istwertgebers 37 und eines Sollwertgebers
34 erfolgt. Der Sollwertgeber 34 formt die Verstellung des Stellantriebes 33 wieder
in ein elektrisches Signal um und dient damit als Mittel zum Erzeugen eines der
Verkantung des Waffenrohres 10 und der Zielvorrichtung 13 entsprechenden Führungssignals.
Dieses Führungssignal wird über einen Verstärker 35 dem Stellantrieb 14 zugeführt,
der über ein Zahnrad 36 die Strichmarkierung 15 verstellt.
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Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung werden also Neigungen in der
Höhenrichtung vom Referenzwertgeber 27 erfaßt und vom Stellantrieb 29 durch eine
Höhenverstellung des Waffenrohres 10 ausgeglichen, wodurch gleichzeitig der Horizontkreisel
20
in seiner horizontalen Lage gehalten wird. Durch Betätigen des Handantriebes
38 kann jedoch der den Horizontkreisel 20 und das Kreiselrichtgerät tragende Rahmen
19 gegenüber dem Bügel 17 um eine Achse 39 verstellbar werden. Da der Rahmen 19
über die Stellantriebe 24, 29 und 33 stets horizontal gehalten wird, dient der Handantrieb
38 somit zum Höhenrichten des Waffenrohres 10. Die Rohrerhöhung entspricht dann
der Verdrehung des Rahmens 19 um die Achse 39 gegenüber dem Horizont.
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Eine Neigung in Verkantungsrichtung wird vom Referenzwertgeber 26
erfaßt und sowohl durch den Stellantrieb 33, der am Bügel 17 angreift, als auch
durch den Stehantrieb 14 ausstabilisiert, der die Strichmarkierung 15 verstellt.
Hierbei ist also keine Bewegung des Waffenrohres 10 erforderlich.
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In F i g. 2 bis 4 sind jeweils ein Blickfeld 40 durch das Waffenrohr
und ein Blickfeld 41 durch die Optik einer Zielvorrichtung dargestellt. Als Ziel
soll dabei immer die Giebelspitze eines Hauses 42 dienen. Im Blickfeld 40 des Waffenrohres
ist die Giebelspitze des Hauses 42 so gezeichnet, daß durch sie die Seelenachse
des Waffenrohres verläuft. Im Blickfeld 41 soll der Kreuzungspunkt des Fadenkreuzes
44 mit dem Punkt 48 zusammenfallen, der einer der Seelenachse 43 parallelen Achse
entspricht. Die Darstellung nach F i g. 2 gilt für einen verkantungsfreien Stand
der Waffe, wobei der Treffpunkt mit dem Zielpunkt zusammenfällt und am Fuß des Hauses
42 im Punkt 45 liegt. Der Abstand vom Kreuzungspunkt des Fadenkreuzes 44 zum Punkt
45 entspricht dem Aufsatzwinkel. In F i g. 3 ist eine Verkantung zwischen dem Waffenrohr
und der Zielvorrichtung vorhanden. Auch diese Darstellung ist so gewählt, daß die
Waffe bereits auf den Treffpunkt 45 richtig gerichtet ist. Wegen der vorliegenden
Verkantung liegt dabei jedoch der Punkt, auf den gezielt werden muß, an der Stelle
46, d. h., Zielpunkt und Treffpunkt fallen nicht zusammen. Ein derartiges Richten
ist jedoch auch für einen geübten Richtschützen außerordentlich schwierig, da der
erforderliche Abstand zwischen den Punkten 45 und 46 geschätzt werden muß.
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Wird, wie bei der erfindungsgemäßen Einrichtung, eine verdrehbare
Strichmarkierung vorgesehen, die in diesem Fall in Form einer Verdrehbarkeit des
Fadenkreuzes 44 vorliegt, so ist es für den Richtschützen sehr einfach, trotz
der Verkantung sicher zu zielen, da durch die Verdrehung des -Fadenkreuzes 44 in
eine senkrechte Stellung im Blickfeld 41 der Zielpunkt 46 und der Treffpunkt
45 zusammenfallen.