DE2160A - Entfernungsmesser lür Kriegszwecke - Google Patents

Description

1877.

Klasse 42.

w. KLiNKERFUES in göttingen.

Entfernungsmesser für Kriegszwecke.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 4. December 1877 ab.

Der im folgenden beschriebene Distanzmesser zeichnet sich vor allen den zahlreichen auf diesem Gebiete angegebenen Constructionen durch eine für die Artillerie höchst wichtige Eigenschaft aus, nämlich dadurch, dafs derselbe unmittelbar und ohne Rechnung anzeigt, wie viel die Wurfweite eines abgefeuerten, im übrigen gut gezielten Schusses, zu klein oder zu grofs gewesen ist. Das Princip, nach welchem diese Correction erhalten wird, ist beinahe unabhängig von der Voraussetzung über die Dimensionen anvisirter Objecte, wie sie für die Distanz des ersten Schusses im Interesse der Schnelligkeit und Bequemlichkeit gemacht wird. Der zweite Schufs wird nicht nur gröfstentheils von dem Fehler dieser Voraussetzung, sondern zugleich von dem Einflufs der atmosphärischen Zustände befreit. Die für die Wurfweite erforderliche Verbesserung kann ungefähr in derselben Secunde, in welcher das Projectil platzt, aufgefafst werden, und zwar bis auf Vi₀ bis V₅ ihres Betrages genau, je nach der Uebung.

Wäre beispielsweise der erste Schufs um 5 pCt. der Distanz fehlerhaft gewesen, so würde der Fehler des zweiten nur noch V₂ pCt. bis 1 pCt. betragen. Der zweite Schufs würde für Feld-Artillerie in den meisten Fällen hiernach schon wirksam werden. Auf jeden Fall aber würde dies für einen dritten sofort verbessert abzugebenden Schufs gelten.

Die Grund-Idee des Verfahrens ist sehr einfach, führt aber zu der eben so einfachen und höchst bequemen Ausführung nur durch eine Reihe von Betrachtungen, welche zum Theil der höheren Mathematik entnommen werden mufsten.

Noch einmal mag hier an die Voraussetzung erinnert werden, dafs der Schufs sorgfältig gezielt sei, und zwar auch unter Berücksichtigung der Abweichung der Projectile nach Rechts, wie sie von den Regeln der artilleristischen Praxis vorgeschrieben wird. Zwar könnte diese Abweichung in aller Strenge nur berücksichtigt werden, wenn man die Distanz schon genau kennt, aber der hier zu begehende Fehler ist so klein, dafs er für vorliegenden Zweck praktisch nicht mehr in Betracht kommt.

Wenn wir uns so, gemäfs eben erwähnter Voraussetzung, die Abweichung der Geschosse nach rechts eliminirt denken, so dürfen wir die Flugbahn oder die ballistische Curve als eine ebene Curve ansehen. Ihre Projection auf die Horizontal-Ebene wird eine gerade Linie sein, und die nöthigen mathematischen Betrachtungen werden ohne erhebliche Fehler vereinfacht.

Es ist nun evident, dafs ein seitlich vom feuernden Geschütz, etwa in der Entfernung von einem, zwei, drei oder nach Umständen noch mehr Geschütz-Intervallen aufgestellter Beobachter jedes Geschofs von nicht correcter Wurfweite ebenfalls seitlich vom Ziele crepiren sehen wird; im anderen Falle, wenn der Beobachter das Crepiren in der durch das Ziel gelegten Verticallinie, sei es hoch oder niedrig, wahrnimmt, liegt darin der Beweis, dafs das Geschofs in einer Distanz geplatzt ist, welche mit der des Zieles übereinstimmt. Das Ziel markirt man vor dem Schusse durch einen der Verticalstriche der Fernrohrplatte, damit der Rauch der Sprengwolke die Beurtheilung nicht störe. Die seitliche Verschiebung oder Parallaxe der Sprengwolke tritt schon bei einem kleinen Fernrohr von etwa i4maliger Vergröfserung mit vollkommen hinreichender Deutlichkeit auf.

Es kann nun das Liniennetz der Fernrohrplatte so eingerichtet werden, dafs die Verschiebungen der Rauchwolke parallel der nach Distanzen bezifferten Abscissen-Axe unmittelbar die Verbesserung der Wurfweite ergeben, und zwar so, dafs der entsprechende Unterschied der Zahlen diese Wurfweite vorstellt. Diese Eigenschaft hat das Netz der beiliegenden Zeichnung Fig. 2.

Wäre z. B. der erste Schufs unter der Annahme einer Distanz von 2400 m gezielt und abgefeuert und von einem 1 Geschütz-Intervall seitlich stehenden Beobachter, nachdem der Verticalstrich 2400 auf das Ziel geführt war, das Platzen des Geschosses in dem Verticalstriche 2300 bemerkt worden, so wäre die angenommene Distanz um 100 m zu vermindern. (Wenn der Beobachter mehrere Geschützintervalle seitlich sich aufgestellt hat, tritt eine leichte Modification des Verfahrens ein, wie später gezeigt werden wird.)

Mathematische Entwicklung für die Verbesserung der Netz-Construction (Fig. 1). Es stellt hier die Ordinate der eingezeichneten Linie, im folgenden mit y bezeichnet, die Bild-

gröfse vor, welche von einem Gegenstande von bestimmter Dimension und Entfernung in der Focusebene des Fernrohrs entworfen wird. Es sei h die verticale Dimension des Objects, beispielsweise die etwa i,₇ m betragende mittlere Körperlänge eines Mannes, r die Distanz desselben, / die Brennweite des Fernrohres, so ist:

Die Gleichung zwischen der Abscisse χ dagegen und der Distanz bleibt willkürlich und kann einem bestimmten. Zwecke, den man verfolgt, gemäfs gewählt werden. Es kann für gewisse Gelegenheiten nützlich sein, dafs χ und r gleichmäfsig wachsen.

Wenn demgemäfs:

gesetzt wird, wobei α eine willkürliche Constante vorstellt, so folgt durch die Elimination von r aus den Gleichungen 1) und 2)

3) ... xy = a/i/= Constans,

welches die Asymptotengleichung einer Hyperbel , ist. Der Vortheil, welcher hierbei erlangt wird, dafs die Abscissen gleichmäfsig wachsen, ist aber nur gering gegen den einer leichten und directen Verbesserung der Schufsweite, den man durch eine andere Linie erhält.

Es sei nun in G das feuernde Geschütz, O der Ort des Beobachters, Z das Ziel, C der Ort des crepirenden Geschosses auf die Horizontalebene projicirt, P ein Punkt auf der geraden Linie OZ, so gewählt, dafs CP parallel G O wird. Dann ist G Z gleich r, G C gleich der unverbesserten Distanz, welche wir mit r" bezeichnen wollen. Der Kürze halber sei noch G O = i, CP gleich p gesetzt.

Der Beobachter sieht das Geschofs um den Sehwinkel COZ seitlich vom Ziel crepiren.

Bis auf sehr kleine Gröfsen höherer Ordnung genau ist

4) ... tang. COZ=Jz

wofür aber, wiederum unter Vernachlässigung der höheren Potenzen der Correction r — r° im Schlufs-Resultat

5) ... tang.

gesetzt werden kann. Diese Tangente braucht man nur mit f, der Brennweite des Fernrohrs, zu multipliciren, um die entsprechende lineare Bildgröfse auf der Netzplatte zu haben. Offenbar ist nun aber diese Bildgröfse identisch mit dem Increment von x, welches dem Increment r — r" der Distanz entspricht. Bezeichnen wir das Increment von χ mit Δ ^x> ^so haben wir zunächst weiter

6)

Δ * = t

Ferner haben wir nach der Figur die Proportion:

oder wenn r — r" = /\r gesetzt wird,
8) . · · P =y Δ r.

Da wir die Gröfsen Δ ^{x un}d Δ ^{r a}^^s Differentiale behandeln dürfen, wollen wir sie im folgenden zu gröfserer Einfachheit nun auch als solche durch d χ und dr bezeichnen. Die Gleichung 6) wird mit Rücksicht auf 8), wenn wir für ρ seinen Werth setzen

9) ... dx — -^dr
und also durch Integration:

10) . . . χ = — V- arbiträrer Constante.

/ _r 1

Die arbiträre Constante dürfen wir gleich Null setzen, wenn wir den Nullpunkt der χ so wählen, dafs er r = 00 entspricht.

Verbinden wir die Gleichung

mit der auch hier gültigen Gleichung i)

so erhalten wir

y _ h

χ i

Wir werden also durch die vorgehenden Entwicklungen auf das durch seine Einfachheit überraschende Resultat geführt, dafs die gesuchte Curve eine gerade Linie ist. Aber nicht jede gerade Linie, welche wir im Netz benutzen können, erfüllt den Zweck. Wir lernen als wesentliches Erfordernifs kennen, dafs die Gerade mit der Abscissenaxe einen bestimmten Winkel w bilden mufs, dessen Tange?ite durch die Gleichung

h
12) . . . tang. W = -

gegeben wird.

Das Netz ist also leicht zu entwerfen, sobald

man das Verhältnifs — und die Brennweite /

kennt. Denn alsdann braucht man nur die Gerade unter dem Winkel w gegen die X- Axe zu ziehen, nach Gleichung 11) die Werthe von χ zu berechnen und aufzutragen, welche den zu berücksichtigenden Distanzen entsprechen, nach letzteren zu beziffern und die zugehörigen Ordinaten zu ziehen. Für die Gröfse des Gefechtsintervalles i besteht meist eine Vorschrift im Dienstreglement der Artillerie. (Bei der preufsischen Feld - Artillerie beträgt i nahezu 10 Manneslängen; danach würde, wenn h eine Manneslänge vorstellt, w = — 5° 43' oder auch 174⁰ 17' werden.)

Es wird nicht selten vorkommen, dafs man das feindliche Gefechtsintervall nahe genug kennt, um danach die Distanz für den ersten Schufs zu nehmen. Da aber diese

Intervall, wir wollen es mit iⁱ bezeichnen, eine horizontale Dimension ist, so würde eine lästige Drehung des Fernrohres um seine Axe erforderlich werden. Um dieselbe zu ersparen, kann man auf der Netzplatte noch ein supplementäres Netz anbringen, bei welchem die BiIdgröfsen des Geschützintervalles i^l, das heifst die Werthe von

der X- Axe parallel aufgetragen sind.

Da nun dieses supplementäre Netz nur die Approximation für den ersten Schufs liefern und im allgemeinen nicht zur Verbesserung dienen soll, so dürfen diese Bildgröfsen durch eine beliebige Linie begrenzt sein, z. B. auch durch eine unter 45 ° geneigte Gerade. Dieses in letzterer Weise begrenzte Netz würde übrigens in dem speciellen Falle, dafs i¹ = i wäre, auch bequem zur Verbesserung dienen können, wie leicht zu erkennen ist. Nun erkennt man aber auch leicht aus den vorhergehenden Entwicklungen, dafs gerade für diesen einzigen Fall, wo das supplementäre Netz eine praktische Bedeutung erlangen würde, dasselbe dadurch überflüssig wird, dafs die Bildgröfsen der Intervalle mit den χ des gewöhnlichen Netzes übereinstimmen. Man kann bei dem im folgenden gezeichneten Netze sich ebensowohl der Ordinaten als Bildgröfsen bedienen, wobei h = i,₇ m oder einer Manneslänge angenommen worden ist, als auch der Abscissen, natürlich vom Nullpunkt an gerechnet, unter der Annahme i ~ z'¹ = 17 m für ein Geschützintervall. Für f liegt der Werth 0,528 m zu Grunde.

Das Netz und die praktische Handhabung des Distanzmessers.

DasNetz ist in Fig. 2 für die Annahme/=- 528 mm ca. 14-fach vergröfsert gezeichnet. Die nöthige Zurückführung auf natürliche Gröfse kann durch Photographie oder auch durch einen Pantographen bewirkt werden.

Fig. 3 zeigt das Aeufsere des Distanzmessers. Es bedeutet:

α die Schraube für die Excenter-Auslösung der Bewegung in Höhe;

b die Schraube für Einstellung in Höhe;

c die Schraube für die Excenter-Auslösung der Horizontal-Bewegung;

d die Schraube für Horizontal-Bewegung;

e das Stück mit Diaphragmen, an der Laffette der Geschütze zu befestigen;

/ einen Kegel am Stativ, in die Diaphragmen von e passend;

g das Fernrohr des Distanzmessers.

Der kegelförmige Fufs der Säule des Stativs pafst in zwei Platten mit kreisförmigen Durchbohrungen. Die Platten können an der Laffette festgeschraubt werden. Am Kopf der Säule ist eine doppelte Bewegung auszuführen; das Fernrohr kann sowohl um die vertical gedachte Axe der Säule gedreht, als auch gegen den Horizont geneigt werden.

Hat der Beobachter nur über ein einziges Intervall seitlicher Aufstellung zu verfügen, so steckt er den Distanzmesser auf die Laffette des nicht feuernden Geschützes und sucht die Distanz für den ersten Schufs, entweder, indem er das Bild eines feindlichen Soldaten mit der Ordinate der geneigten Geraden zusammen stellt, oder auch, wenn die Voraussetzung z'¹ = i sich als statthaft erweist, aus der Abscisse der Bildgröfse des Intervalls. Es wird dann die durch den Nullpunkt gehende Verticale für die Distanz 00 auf eins der feindlichen Geschütze geführt; das zunächst links befindliche giebt dann die Stelle an, wo die Distanz (hier in Metern) abzulesen ist. Feuert man nun bei dieser Stellung des Fernrohrs auf das letzterwähnte, zur linken erscheinende feindliche Geschütz den ersten Schafs ab, so wird man den Kern der Sprengwolke in derjenigen Verticalen des Netzes sehen, welcher die wahre oder verbesserte Distanz entspricht. Dasselbe gilt, wenn man die Mannshöhe für den ersten Schufs benutzt hat; auch dann ist die in der Verticalen der Sprengwolke abzulesende Distanz unmittelbar die verbesserte.

In mancher Hinsicht erscheint es noch vortheilhafter, statt der verticalen Dimension eines Mannes die Spurweite eines feindlichen Geschützes als Grundlage für die Distanz des ersten Schusses zu benutzen, weil der Feind im Felde im allgemeinen nicht vermeiden kann, die Geschützräder sichtbar werden zu lassen und weil das für die Spurweite gebräuchliche Maafs fast durchgehends, wie bei gröfseren Fuhrwerken, 153 cm beträgt. Durch ein mäfsiges Fernrohr schon sind die Radreifen aus der Entfernung von 2000 m und darüber in der in Betracht kommenden Stellung deutlich zu erkennen, und es wird leicht, das Fernrohr mit den zwei Schrauben ohne Ende so zu richten, dafs das eine Rad auf der im Netz gezeichneten punktirten Hyperbel steht, das andere auf deren verticaler Asymptote. An der Hyperbel ist dann an dieser Stelle die Distanz in Metern abzulesen. (Die gegenüber an der Asymptote selbst stehenden Zahlen bedeuten die Distanz eines Mannes, dessen Scheitel in dieser Höhe gewesen, nachdem seine Füfse auf die durch den Nullpunkt gehende Horizontale gestellt waren. Letztere Einrichtung ist vorwiegend für Infanterie in der Defensive bestimmt.)

Für den Gebrauch zur See oder ähnliche Gelegenheiten können auch die Intervalle von Geschützluken Anhaltspunkte bieten, wenn das Netz den Dimensionen entsprechend gemacht ist.

Ferner kann an der Stelle eines Mannes auch ein Pferd im Widerrist treten, weil dessen Durchschnittshöhe fast genau der eines Mannes entspricht.

In dem Netz findet sich noch eine zweite, geneigt durch den Nullpunkt gehende Gerade,

welche mit »Reiter« bezeichnet ist; dieselbe giebt die Distanz eines Reiters, wenn die Hufe des Pferdes auf die durch den Nullpunkt gehende Horizontale gestellt werden, während sie selbst den Scheitel des Reiters berührt.

Die Verbesserung tritt offenbar um so deutlicher hervor, je gröfser der seitliche Abstand des Beobachters vom feuernden Geschütz gewählt wird; deshalb wird man gern um ein ;«-faches Intervall sich seitlich aufstellen. Das Aufsuchen der Approximation für den ersten Schufs geschieht auch dann ganz wie eben beschrieben, unter Benutzung einer Mannshöhe oder eines einfachen feindlichen Intervalles; nur die Verbesserung erleidet die kleine Modification, so dafs man den Betrag der Verbesserung ebenfalls /«-fach vergr'öfsert erhält, daher durch m dividiren niufs, um die einfache Verbesserung zu erhalten. Wäre z. B. m = 3 und 2600 m die erste Approximation gewesen, und das Geschofs

in der Verticalen für 3000 crepirt, so wäre -—

oder 133 111 die Verbesserung, also 2733 m die verbesserte Distanz. Die kleine Rechnung, die bei dieser Modification verlangt wird, kann Niemand schwer fallen. Bei weiteren Verbesserungen vertritt der verbesserte Schufs selbst die erste Approximation. Demge.mäfs mufs aber auch der Verticalstrich der verbesserten Distanz vor dem Schusse auf das Ziel gestellt worden sein.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.