DE1274473B

DE1274473B - Feuerleitanlage fuer Schiffe

Info

Publication number: DE1274473B
Application number: DEA46458A
Authority: DE
Inventors: Ake Hugo Petrus
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1963-07-02
Filing date: 1964-06-30
Publication date: 1968-08-01
Also published as: US3293643A; CH434030A; GB1056815A; FI43273C; DK111438B; FI43273B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F41g

Deutsche Kl.: 72 f . 15/07

Nummer: 1274 473

Aktenzeichen: P 12 74 473.9-15 (A 46458)

Anmeldetag: 30. Juni 1964

Auslegetag: 1. August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerleitanlage für ein Schiff, die eine Visiereinrichtung, vorzugsweise eine Radaranlage, zum Bestimmen der Richtung und der Entfernung zu einem Ziel und zum Abgeben entsprechender Werte an eine Rechenvorrichtung zum Berechnen der für das Richten einer Waffe gegen das Ziel erforderlichen Richtwerte enthält, wobei die Visiereinrichtung ein Visier, vorzugsweise eine Radarantenne, enthält, die zum Richten gegen das Ziel um wenigstens eine Achse relativ zum Schiff mittels eines Servomotors drehbar ist, und die Visiereinrichtung zum Erzeugen eines Signals eingerichtet ist, das abhängig von der Winkeldifferenz um die Drehachse des Visiers zwischen der Richtung des Visiers und der Richtung zum Ziel ist und das dem Servomotor als ein Steuersignal zugeführt wird.

Die Richtwerteberechnungsvorrichtung einer solchen Feuerleitanlage berechnet auf Grund der von der Visiereinrichtung erhaltenen Werte für die Richtung und die Entfernung des Zieles und auf Grund anderer erforderlichen Daten, wie den Lagekoordinaten, der Geschwindigkeit und dem Kurs des Schiffes, der Windgeschwindigkeit, der Windrichtung u. dgl., die für das Richten der Waffe des Schiffes erforderlichen Richtdaten, mittels derer das Ziel unter Beschüß genommen werden soll. Die Visiereinrichtung besteht gewöhnlich aus einer Feuerleitradaranlage, kann aber auch eine Visiereinrichtung anderer Art, z. B. eine Laser-Einrichtung, sein. Bei einer Feuerleitradaranlage besteht das Visier aus dem Antennenspiegel der Radaranlage, der also um wenigstens eine Achse relativ zum Schiff drehbar ist. Falls die Feuerleitanlage zum Feuerleiten gegen Luftziele eingerichtet ist, muß da« Visier um zwei vorzugsweise zueinander senkrechte Achsen drehbar sein; bei einer Feuerleitradaranlage zum Feuerleiten gegen Luftziele muß soweit der Antennenspiegel auf alle Fälle um zwei zueinander senkrechte Achsen drehbar sein.

Bei einer Feuerleitanlage der erläuterten Art ist es gewöhnlich erwünscht, daß die Radarantenne, nachdem sie auf das Ziel gerichtet worden ist. dem Ziel selbsttätig folgt, so daß die Radaranlage der Richtwerteberechnungsvorrichtung Angaben betreffs der Entfernung und der Richtung zum Ziel ununterbrochen zuführen kann. Dies wird gewöhnlich dadurch erreicht, daß die Antenne um ihre Drehachse bzw. jede ihrer Drehachsen mittels eines Servomotors gedreht werden kann, der von einem Signal gesteuert wird, das von der Abweichung zwischen der Richtung der Antenne und der wahren Richtung zum Ziel abhängig so ist. Bei einer Radaranlage kann die Abweichung /wischen der Richtung der Antenne und der wahren Feuerleitanlage für Schiffe

Anmelder:

Aktiebolaget Bofors, Bofors (Schweden)

Vertreter:

Dr. W. Koch, Dr. R. Glawe

und Dipl.-Ing. K. Delfs, Patentanwälte,

2000 Hamburg 52, Waitzstr. 12

Als Erfinder benannt:

Äke Hugo Petrus, Karlskoga (Schweden)

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 2. Juli 1963 (7361)

Richtung zum Ziel dadurch bestimmt werden, daß die Radaranlage mit Leitstrahldrehung oder mit einem längs einer konischen Fläche sich drehenden Antennenstrahlbündel oder mit mehreren gleichzeitig arbeitenden Antennenstrahlbündeln mit etwas abweichenden Richtungen versehen ist, wobei die Radaranlage durch Vergleich der Amplituden der von dem Ziel in den verschiedenen Bündelrichtungen empfangenen Echos die Abweichung zwischen der Richtung der Antenne und der Richtung zum Ziel bestimmen und ein entsprechendes Signal zum Steuern der die Antenne um ihre beiden Drehachsen drehenden Servomotoren erzeugen kann, so daß die Servomotoren zum Drehen der Antenne gegen das Ziel und dadurch die Abweichung zu beseitigen bestrebt sind. Eine Vielzahl verschiedener Einrichtungen zum Bestimmen der Abweichung zwischen der Antennenrichtung und der Richtung zu einem Ziel bei einer Feuerleitanlage sind schon wohlbekannt und fordern deshalb keine nähere Beschreibung.

Durch die oben beschriebene Steuerung der die Antenne drehenden Servomotoren kann die Antenne im Prinzip zum Folgen des Zieles gebracht werden. Bei einer Feuerleitanlage dieser Art an Bord eines Schiffes und besonders bei einer Feuerleitanlage für Luftziele, die hohe Fluggeschwindigkeiten aufweisen, hat es sich in der Praxis indessen als unmöglich erwiesen, in dieser einfachen Weise ein genaues und 7\\-

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verlässiges Zielfolgen zu erreichen. Dies hängt damit zusammen, daß teils wegen des Stampfens, des Rollens und des Gierens des Schiffes und teils wegen der hohen Geschwindigkeit des Zieles verhältnismäßig große und sowohl der Größe als auch der Richtung nach sehr schnell variierende Abweichungen zwischen der Richtung der Antenne und der Richtung zum Ziel entstehen; deshalb erfordert hierbei ein genaues Zielfolgen der Antenne eine sehr hohe Verstärkung in den oben beschriebenen Servosteuerkreisen der Antenne. Dem von der Radaranlage erhaltenen, von der Abweichung zwischen der Antennenrichtung und der Richtung zum Ziel abhängigen, durch Leitstrahldrehung oder in irgendeiner anderen Weise erhaltenen Bewegung dem Visier erteilt, daß es dem Ziel selbsttätig folgt, wenn das Ziel sich mit konstanter Geschwindigkeit in einer geraden Bahn bewegt. Das von der Visiereinrichtung erhaltene, der Abweichung zwisehen der Richtung des Visiers und der Richtung zum Ziel entsprechende Signal hat somit nur verhältnismäßig kleine und langsame Korrekturen der Richtung des Visiers zu bewirken, die wegen Änderungen in der Geschwindigkeit oder der Bewegungsrichtung des Zieles, jeweiliger äußerer Störungen oder Ungenauigkeiten in der durch die beiden anderen Signale bewirkten Steuerung des Visiers erforderlich sind. Folglich ist es nicht erforderlich, dem von der Visiereinrichtung erhaltenen, von der Abweichung zwischen

Signal kann indessen keine hohe Verstärkung gegeben 15 der Richtung des Visiers und der Richtung zum Ziel

werden, da es eine verhältnismäßig große Rauschkomponente enthält; deshalb entsteht bei großer Verstärkung des Signals die Gefahr der Übersteuerung, so daß die Antenne das Ziel verliert, d. h. das Ziel abhängigen Signal eine hohe Verstärkung zu geben. Durch die Erfindung wird in einer einfachen Weise ein genaues und zuverlässiges Zielfolgen auch bei großen und schnellen Bewegungen des Schiffes und

außerhalb des Strahlbündels der Antenne kommt, 20 bei hohen Zielgeschwindigkeiten erreicht.

so daß die Antenne das Ziel nicht mehr einfangen kann. Weiter kann die Rauschkomponente bei einer großen Verstärkung des Signals eine Sättigung und Sperrung der Verstärker und der die Antenne drehenden Servomotoren verursachen.

Diese Schwierigkeit kann wenigstens zum Teil dadurch beseitigt werden, daß die Radarantenne auf einem kreiselstabilisierten Gestell angeordnet wird, so daß die Antenne nicht an den Bewegungen des Zwar ist bei Anlagen der eingangs genannten Art bekannt, Kreiselgeräte am Visier anzubringen, die aber nicht Stabilisierungszwecken dienen, sondern lediglich die der Richtwerteberechnungsvorrichtung zuzuführenden Signale erzeugen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben, die als Beispiel eine Feuerleitanlage nach der Erfindung in einer Figur schematisch zeigt, in der die Visiereinrichtung aus

Schiffes teilnimmt; deshalb können diese Bewegungen ₃o einer Feuerleitradaranlage gegen Luftziele besteht,

keine Abweichungen zwischen der Antennenrichtung und der Richtung zum Ziel verursachen, während sonst solche Abweichungen mittels der Antennenrichteinrichtung beseitigt werden müßten. Eine Kreiselstabilisierung der Antenne wie erwähnt wird jedoch verhältnismäßig teuer und aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Feuerleitanlage der oben beschriebenen Art für ein Schiff, bei der die oben behandelten Schwierigderen Antenne um eine zu der Deckebene des Schiffes parallele Achse höhengerichtet und um eine zu der Mastrichtung des Schiffes parallele Achse seitengerichtet werden kann.

Die in der Zeichnung dargestellte Feuerleitanlage enthält ein Radargerät R zum Senden von Radarimpulsen und zum Empfang von Radarechos. Das Radargerät ist wie üblich an eine Antenne 1 angeschlossen. Die Antenne 1 ist am Ende eines Armes 2

keiten mit Rücksicht auf das selbsttätige Zielfolgen 40 angeordnet, der in einem Gestell 3 derart gelagert ist,

mittels des Visiers, d.h. gewöhnlich mittels einer Radarantenne, in einer einfachen und zuverlässigen Weise beseitigt sind.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein Krieselgerät in derartiger Ausbildung auf dem Visier angeordnet ist, daß es die Winkelgeschwindigkeit des Visiers um seine Drehachse abtastet und ein dieser Winkelgeschwindigkeit proportionales Signal daß er um eine Achse H drehbar ist, die zu der Deckebene des Schiffes parallel ist. Das Gestell 3 ist auf einer Plattform 4 angeordnet, die im Schiff derart gelagert ist, daß sie um eine zur Deckebene des Schiffes und also zur Achse H senkrechte Achse S drehbar ist. Die Achse S ist also parallel zur Mastrichtung des Schiffes. Z bezeichnet eine gedachte Achse, die senkrecht sowohl zur Achse H als zur Antennenrichtung ist, die in der Zeichnung mit A₁

erzeugt, das dem Servomotor als ein zusätzliches

Steuersignal im Sinne einer negativen Rückkopplung 50 bezeichnet ist. Alle diese Achsen S, H und Z sind zugeführt wird, und daß die Richtwerteberechnungs- gedachte, geometrische Richtungen im Raum, die

vorrichtung zum Berechnen der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit des Zieles und zum Erzeugen eines der entsprechenden Winkelgeschwindigkeit des Zieles um die Drehachse des Visiers proportionalen Signals eingerichtet ist, das dem Servomotor als ein drittes Steuersignal derart zugeführt wird, daß dem Visier eine entsprechende Winkelgeschwindigkeit um seine Drehachse erteilt wird.

zum Schiff und zum Antennensystem derart bezogen sind, daß die Richtung S immer parallel zu der Mastrichtung des Schiffes, die Richtung H immer parallel zu der Deckebene des Schiffes sowie senkrecht zur Antennenrichtung A₁ und die Richtung Z immer senkrecht sowohl zur Antennenrichtung A₁ als zur Richtung H ist. Der Antennenarm 2 kann um die Achse H mittels eines Servomotors S₁ gedreht werden, während

Durch das den Servomotor im Sinne einer negativen 60 die Plattform 4 um die Achse S mittels eines Servo-

Rückkopplung beeinflussende Signal von dem die Winkelgeschwindigkeit abtastenden Kreiselgerät auf dem Visier wird das Visier derart stabilisiert, daß seine Richtung im Raum nicht von den Bewegungen des Schiffes beeinflußt wird. Durch das von Richtwerteberechnungsvorrichtung erhaltene, der Winkelgeschwindigkeit des Zieles um die Drehachse des Visiers proportionale Signal wird eine solche motors S₂ gedreht werden kann. Die Antenne 1 kann somit mittels der beiden Servomotoren S₁ und S₂ sowohl seitlich als auch der Höhe nach auf ein Ziel gerichtet werden. Die Antennenrichtung ist in der der 65 Zeichnung mit A₁ bezeichnet, während die wahre Richtung zum Ziel M mit A₁ bezeichnet ist. An die mechanische Drehwelle des Antennenarmes 2 ist ein Signalgeber 5 gekuppelt, der an eine Richtwerte-

berechnungsvorrichtung 6 ein Signal abgibt, das dem Winkel κ zwischen der Antennenrichtung A₂ und der Deckebene des Schiffes entspricht. An die Plattform 4 ist ein weiterer Signalgeber 7 gekuppelt, der an die Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 ein Signal abgibt, das den Winkel σ in der Deckebene des Schiffes zwischen der Projektion der Antennenrichtung A_x auf die Deckebene und einer festen Richtung in der Deckebene des Schiffes repräsentiert. Der Winkel σ gibt somit die Seitenrichtung der Antenne relativ zum Schiff an, während der Winkel κ die Höhenrichtung der Antenne relativ zum Schiff angibt. Falls die Antenne gegen das Ziel M gerichtet ist, geben diese zwei Winkel somit die Richtung des Zieles relativ zum Schiff an. Das Radargerät R ist wie üblich zum Bestimmen der Entfernung zum Ziel durch Messen der Zeitdifferenz zwischen den ausgesendeten Radarimpulsen und den vom Ziel empfangenen Radarechos eingerichtet und gibt ein diese Entfernung L repräsentierendes Signal an die Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 ab. Auf Grund der der Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 zugeführten Werte für die Winkel σ und κ und der Entfernung L und anderer, in üblicher Weise der Richtwerteberechnungsvorrichtung zugeführten, aber in der Zeichnung nicht näher gezeigten Daten, betreffs z. B. der Lagekoordinaten, der Geschwindigkeit und des Kurses des Schiffes, der Windgeschwindigkeit, der Windrichtung u. dgl., berechnet die Richtwerteberechnungsvorrichtung wie üblich die für das Richten einer Waffe gegen das Ziel M erforderlichen Daten. Diese Daten werden in einer geeigneten, aber in der Zeichnung nicht näher dargestellten Weise der Richtvorrichtung der Waffe zugeführt. Die Zeichnung zeigt nur solche Teile der Feuerleitanlage, die in Verbindung mit dem selbsttätigen Zielfolgen bezüglich des Zieles M mittels der Antenne 1, nachdem diese in geeigneter, an sich bekannter Weise nahe dem Ziel gerichtet worden ist, Bedeutung haben.

Zum Zielfolgen sind die Antenne 1 und das Radargerät R mit einer Einrichtung zum Leitstrahldrehen od. dgl. versehen, so daß das Radargerät die Abweichung zwischen der Antennenrichtung A₁ und der wahren Richtung A₂ zum Ziel M bestimmen kann. Nach der Erfindung ist das Radargerät R derart ausgebildet, daß es auf Grund der durch das Leitstrahldrehen oder in irgendeiner anderen entsprechenden Weise erhaltenen Daten betreffs dieser Abweichung ein erstes Signal erzeugt, das proportional der Winkelabweichung δ_ζ um die Achse Z zwischen der Antennenrichtung A₁ und der Richtung A₂ zum Ziel M ist. Dieses Signal wird von dem Radargerät R dem Servomotor S₂ durch einen summierenden Verstärker 8 zugeführt. Es ist r>_z ■= b_s cos κ, worin Ö_s die Winkelabweichung zwischen der Antennenrichtung A₁ und der Zielrichtung A₂ um die Achse S in ihrer Projektion auf eine zu der Deckebene des Schiffes parallele Ebene bezeichnet. Das dem Verstärker 8 von dem Radargerät R zugeführte Signal ist somit proportional <5_S, d. h. proportional der Winkelabweichung zwischen der Antennenrichtung A₁ und der Zielrichtung A₂ um die zum Servomotor S₂ gehörende Drehachse S der Plattform 4. Das Radargerät ist weiter zum Erzeugen eines zweiten entsprechenden Signals eingerichtet, das proportional der Winkelabweichung 6_h um die Achse H zwischen der wahren Zielrichtung A₂ und der Antennenrichtung A₁ ist. Dieses zweite Signal wird dem Servomotor S₁ durch einen summierenden Verstärker 9 zugeführt. Die beiden von dem Radargerät R an die Servomotoren S₁ und S₂ angeschlossenen, den Winkelabweichungen I)₂ und ö_h proportionalen Signale beeinflussen die Servomotoren S₁ und S₂ derart, daß diese bestrebt sind, die Antenne 1 in einer solchen Richtung zu drehen, daß die Winkelabweichungen <5_Z und h_h beseitigt werden,

d. h., daß die Antennenrichtung A₁ mit der wahren Richtung A₂ zum Ziel M zusammenfällt.

Falls diese Folgeregelung der Antenne auch solche

ίο Abweichungen zwischen der Antennenrichtung A₁ und der Richtung A₂ zum Ziel M, die wegen des Rollens, des Stampfens und des Gierens des Schiffes und wegen der Bewegung des Zieles M entstehen, beseitigen sollte, wäre eine große Verstärkung der zu H₂ und d_h proportionalen Signale von dem Radargerät jR erforderlich, was indessen, wie schon erwähnt, nachteilig wäre, da diese Signale eine große Rauschkomponente enthalten. Um dies zu vermeiden, enthält die Anlage nach der Erfindung zwei Winkelgeschwindigkeiten abtastende Kreiselgeräte G₂ und G_h, die, wie die Zeichnung schematisch zeigt, auf der Antenne 1 oder irgendeinem anderen, zusammen mit der Antenne sich bewegenden Teil, z. B. dem Antennenarm 2, angeordnet sind. Das Kreiselgerät G_z ist dabei derart angeordnet, daß es die Winkelgeschwindigkeit der Antenne 1 um die Achse Z abtastet und eine

dieser Winkelgeschwindigkeit ~rr proportionale Spannung abgibt, die dem summierenden Verstärker 8 und damit dem Servomotor S₂ zugeführt wird. Die von dem Kreiselgerät G_z gemessene Winkelgeschwindigkeit -^- ist gleich -^ cos κ, wobei -^ die Winkelgeschwindigkeit der Antenne um die Achse S bezeichnet. Das vom Kreiselgerät G_z dem Servomotor S₂ der Plattform 4 zugeführte Signal ist somit proportional der Winkelgeschwindigkeit -τ- der Antenne um die zu dem Servomotor S₂ gehörende Drehachse S. Das zweite Kreiselgerät G_h ist derart angeprdnet, daß es die Winkelgeschwindigkeit der Antenne 1 um die Achse H abtastet und eine dieser

άκ

Winkelgeschwindigkeit -7- proportionale Spannung

an den summierenden Verstärker 9 und damit an den Servomotor S₁ abgibt. Die von den beiden die Winkelgeschwindigkeiten abtastenden Kreiselgeräten G₂ und G_h gemessenen Winkelgeschwindigkeiten -~- und -P-

sind nicht nur von den Winkelbewegungen verursacht, die der Antenne 1 mittels der Servomotoren S₁ und S₂ erteilt werden, sondern enthalten auch die Winkelgeschwindigkeitskomponenten, die der Antenne um die beiden Achsen Z und H zufolge des Stampfens, des Rollens und des Gierens des Schiffes erteilt werden. Wenn das Schiff giert, erhält die Antenne z. B. eine gewisse Winkelgeschwindigkeit um die Achse S, wobei diese Winkelgeschwindigkeit das Kreiselgerät G₂ beeinflußt. Beim Stampfen oder Rollen des Schiffes erhält die Antenne eine gewisse Winkelgeschwindigkeit um die Achse H, die von dem Kreiselgerät G_h gemessen wird. Beim Stampfen und Rollen des Schiffes erhält die Antenne 1 weiter — unter Voraussetzung, daß κ nicht Null ist — eine gewisse Winkelgeschwindigkeit um die Achse Z, deren Größe von dem Winkel zwischen der Antennenrichtung und der Achse in der Horizontalebene, um die das Schiff krängt, und von der Größe des Höhenwinkels κ der

Antenne abhängig ist. Die von den Kreiselgeräten G_z und G_h erhaltenen, den Winkelgeschwindigkeiten -n-

άκ

und -T^- der Antenne 1 proportionalen Signale werden über die Verstärker 8 und 9 den Servomotoren S₁ und S₂ derart zugeführt, daß sie als negative Rückkopplungen wirken. Diese beiden negativen Rückkopplungen wirken auf die Steuerung der Servomotoren in einer solchen Weise ein, daß die Winkelgeschwindigkeiten der Antenne um die Achsen H und Z Null werden, so daß die Richtung A₁ der Antenne fest im Räume unabhängig von den Bewegungen des Schiffes bleibt, falls die Verstärkung in den Rückkopplungskreisen als unendlich groß betrachtet werden kann. Diese Rückkopplungskreise können jedoch ohne Nachteil eine hohe Verstärkung aufweisen, wodurch die Antennenrichtung A₁ mit großer Genauigkeit unabhängig von der Bewegung des Schiffes wird.

Wie üblich bei einer Feuerleitanlage, ist die Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 derart eingerichtet, daß sie aus den zugeführten Daten den Geschwindigkeitsvektor r,„ des Zieles M, d. h. die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Zieles, berechnet. Bei der erfindungsgemäßen Anlage ist die Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 auch zum Berechnen der und der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit des Zieles entsprechenden Winkelgeschwindigkeit des Zieles M um die Achse Z und zum Erzeugen eines dieser

Winkelgeschwindigkeit --;"-— proportionalen Signals

eingerichtet. Dieses Signal wird von der Richtwerteberechnungsvorrichtung durch den Verstärker 8 dem Servomotor S₂ zugeführt. Auch in diesem Fall wird und H und teils von der Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 in Abhängigkeit von den Winkelgeschwindigkeiten des Zieles um diese Achsen, wird in einer einfachen und verhältnismäßig billigen Weise ein wirksames und zuverlässiges Zielfolgen der Antenne 1 auch bei sehr großen und schnellen Bewegungen des Schiffes und bei hohen Zielgeschwindigkeiten erreicht. Wie aus dem Obenstehenden hervorgeht, repräsentieren alle dem Servomotor S₂ für die Plattform 4 zugeführten Signale Winkel bzw. Winkelgeschwindigkeiten, die bezüglich der Achse Z gemessen sind, während der Servomotor S₂ die Plattform und damit die Antenne um die Achse S dreht. Da indessen

df

dg
di

cos κ.

cos κ

df di

D₂ = D_s cos κ ,

ist offenbar, daß der Servomotor S₂ trotzdem die Antenne derart drehen kann, daß die Bedingungen

D₂ = 0

- 0

df

die Winkelgeschwind-„ drr,,

i = , - cos κ. worin
di di

digkeit des Zieles M um die Achse S bezeichnet. Das dem Servomotor S₂ von der Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 zugeführte Signal ist somit proportional der Winkelgeschwindigkeit des Zieles um die zum Servomotor S₂ gehörende Drehachse S. In entsprechender Weise ist die Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 auch zum Berechnen der der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Zieles entsprechenden Winkelgeschwindigkeit des Zieles um die Achse H und zum Erzeugen eines dieser Winkelgeschwindigkeit *·" proportionalen Signals eingerichtet. Dieses Signal wird durch den Verstärker 9 dem Servomotor S₁ zugeführt. Diese zwei Signale von der Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 steuern die Servomotoren S₁ und S₂ in einer solchen Weise, daß die Motoren der Antenne die Winkelgeschwindigkeiten ^d^" und ^d|^ um die Achsen Z und H erteilen, wodurch die Antenne 1 zum selbsttätigen Zielfolgen bezüglich des Zieles Λί gebracht wird, falls dieses sich mit konstanter Geschwindigkeit in einer geradlinigen Bahn bewegt.

Durch die bei der erfindungsgemäßen Anlage erfolgende kombinierte Steuerung der Servomotoren S₁ und S₂. teils von dem Radargerät R in Abhängigkeit von der Winkelabweichung zwischen der Antennenrichtung .-I₁ und der Richtung A_z zum Ziel, teils von den die Winkelgeschwindigkeiten abtastenden Kreiselgeräten G/ und G,, in Abhängigkeit von den Winkelgeschwindigkeiten der Antenne I um die Achsen Z erfüllt werden, unter der Voraussetzung, daß die Verstärkung im Servokreis als unendlich groß betrachtet werden kann. Wegen der Komponente cos κ in allen diesen Signalen wird jedoch die Verstärkung in dem den Servomotor S₂ enthaltenden Servokreis mit der Größe des Winkels κ schwanken; deshalb kann es in gewissen Fällen zweckmäßig oder erforderlich sein, das Steuersignal des Servomotors S₂ durch ein Verstärkerglied mit dem Verstärkungsfaktor -_;-~ zu

leiten.

Die Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 besieht zweckmäßigerweise aus einer elektronischen Ziffernrechenmaschine, wobei die Geber 5 und 7 vorzugsweise digitale Geber sind, die der Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 die Werte für die Winkel σ und κ unmittelbar in numerischer Form zuführen. Hierbei berechnet die Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 die

in numerischer Form, und

Größen ^d^^w und ^u£

diese numerischen Werte müssen deshalb Digital-Analog-Umwertern zum übersetzen in entsprechende analoge Signale, die die Servomotoren S₁ und S₂ steuern können, zugeführt werden.

Die erfindungsgemäße Feuerleitanlage nach dem Oberbegriff und mit den Maßangaben mindestens des Anspruchs 1 kann auch gegen Bodenziele verwendet werden, wobei die Radarantenne 1 um nur eine Achse S drehbar ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Feuerleitanlage für ein Schiff, die eine Visiereinrichtung, vorzugsweise eine Radaranlage, zum Bestimmen der Richtung und der Entfernung zu einem Ziel und zum Abgeben entsprechender Werte an eine Rechenvorrichtung zum Berechnen der für das Richten einer Waffe neuen das Ziel

erforderlichen Richtwerte enthält, wobei die Visiereinrichtung ein Visier, vorzugsweise eine Radarantenne, enthält, die zum Richten gegen das Ziel um wenigstens eine Achse relativ zum Schiff mittels eines Servomotors drehbar ist, und die Visiereinrichtung zum Erzeugen eines Signals eingerichtet ist, das abhängig von der Winkeldifferenz um die Drehachse des Visiers zwischen der Richtung des Visiers und der Richtung zum Ziel ist und das dem Servomotor als ein Steuersignal zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kreiselgerät (G₂) in derartiger Ausbildung auf dem Visier angeordnet ist, daß es die Winkel-

dcr

IO

geschwindigkeit

dt

des Visiers um seine Dreh-

achse (S) abtastet und ein dieser Winkelgeschwindigkeit proportionales Signal erzeugt, das dem Servomotor (S₂) als ein zusätzliches Steuersignal im Sinne einer negativen Rückkopplung zugeführt wird, und daß die Richtwerteberechnungsvorrichtung (6) zum Berechnen der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit des Zieles (M) und zum Erzeugen eines der entsprechenden Winkelgeschwindigkeit \-jf-) des Zieles um die Drehachse (S) des Visiers proportionalen Signals eingerichtet ist, das dem Servomotor (S₂) als ein drittes Steuersignal derart zugeführt wird, daß dem Visier (1) eine entsprechende Winkelgeschwindigkeit um seine Drehachse (S) erteilt wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, bei der die Drehachse eine zu der Mastrichtung des Schiffes parallele Seitenrichtachse ist und das Visier zusätzlich auch um eine Höhenrichtachse, die parallel zur Deckebene des Schiffes ist, mittels eines zweiten Servomotors drehbar ist, dem ein von der Visiereinrichtung erzeugtes, von der Winkeldifferenz um die Höhenrichtachse zwischen der Richtung des Visiers und der Richtung zum Ziel abhängiges Steuersignal zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreiselgerät (G₂) auf dem Visier (1) derart angeordnet ist, daß es die Winkelgeschwindigkeit des Visiers (1) um eine dritte Achse (Z), die senkrecht sowohl zur Richtung (A₁) des Visiers als auch zur Höhenrichtachse (H) des 45 Visiers ist, abtastet und ein dieser Winkelgeschwindigkeit (-jf) proportionales Signal abgibt, das dem das Visier (1) um seine Seitenrichtachse (S) drehenden Servomotor (S₂) im Sinne einer negativen Rückkopplung zugeführt wird, daß das dem seitenrichtenden Servomotor (S₂) von der Visiereinrichtung zugeführte Steuersignal proportional der Winkeldifferenz (<5_Z) zwischen der Richtung W₁) des Visiers (1) und der Richtung (A₂) zum Ziel (M) um die genannte dritte Achse (Z) ist, daß das von der Richtwerteberechnungsvorrichtung (6) erzeugte, dem seitenrichtenden Servomotor (S₂) als drittes Steuersignal zugeführte Steuersignal

proportional der Winkelgeschwindigkeit (—~\ des Zieles um die genannte dritte Achse (Z) proportional ist,' daß zusätzlich ein zweites winkelgeschwindigkeitsabtastendes Kreiselgerät (G,,) vorgesehen ist, das auf dem Visier (1) derart angeordnet ist, daß es die Winkelgeschwindigkeit

-J des Visiers (1) um seine Höhenrichtachse (H)

abtastet und ein dieser Winkelgeschwindigkeit proportionales Signal abgibt, das im Sinne einer negativen Rückführung dem höherrichtenden Servomotor (S₁) zugeführt wird, dem zusätzlich auch ein von der Richtwerteberechnungsvorrichtung (6)

erzeugtes, der Winkelgeschwindigkeit

Zieles um die Höhenrichtachse (H) proportionales Signal als Steuersignal zugeführt wird.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärkerglied mit dem Verstärkungsfaktor ——, wobei κ den Winkel zwischen der Richtung (A₁) des Visiers und der Deckebene des Schiffes bezeichnet, vorgesehen ist, und daß das gesamte Steuersignal für den seitenrichtenden Servomotor (S₂) durch dieses Verstärkungsglied dem Servomotor zugeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA. - Patentschriften Nr. 2 660 793, 2 709 303, 776, 2 878 466, 2 992 423.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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