DE2216734B2 - Verfahren und Anordnung zum Steuern einer Zieloptik für ein Geschütz - Google Patents
Verfahren und Anordnung zum Steuern einer Zieloptik für ein GeschützInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern einer Zieloptik im Sinne einer unabhängigen
Visierlinie für ein direkt zielendes Geschütz mit im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen
sowie auf Anordnungen zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
Aus der DT-PS 767 973 ist eine Anordnung zur Einstellung des Vorhaltes für eine auf der Ober- oder Unterlafette
angebrachte Zieleinrichtung bekannt, wobei der Vorhalt aufgrund der Richtwinkelgeschwindigkeit
und der Geschoßflugzeit elektrisch ermittelt wird und der über ein zwischen Richthandrad und Richtzahnkranz
eingeschaltetes Differential zu gebende Vorhaltbetrag durch einen das Visier um den Vorhaltbetrag
zurückstellenden Motor eingedreht wird, dessen Verstellweg abhängig ist von der durch eine Vergleichseinrichiung
feststellbaren Differenz zwischen dem Sollbetrag und dem nachgesteuerten Istbetrag des Vorhaltes.
Diese bekannte Anordnung arbeitet grundsätzlich so, als ob die Visierlinie von der Einführung des gewünschten
Zielwinkels unabhängig wäre, wobei sowohl für die Zieloptik als auch für die Geschützplattform eine direkte
mechanische Steuerung vorgesehen ist Ein einfacher Ersatz der direkten mechanischen Steuerung für das
Geschütz ist nicht möglich, da der mit der Einführung eines Servosystems für die Geschützsteuerung verbundene
Servofehler nicht unberücksichtigt bleiben darf.
Aus der DT-AS 1 270 449 ist weiter eine Regelung für eine auf einer Basis verstellbar angeordnete Plattform
mit einer gegenüber dieser festen Waffe und einer gegenüber der Waffe verstellbaren Zieloptik bekannt,
wobei einem Regelkreis für die Verstellung der Plattform eine Winkelgeschwindigkeit vorgegeben wird und
zwei Regelkreise miteinander kombiniert sind, von denen der eine aus dem Sollwert für einen Vorhaltewinkel
und dem augenblicklichen Winkel zwischen der Visierlinie der Zieloptik und der Seelenachse der Waffe
eine Regelabweichung für die Verstellung der Visierlinie bildet und diese entsprechend verstellt, während
der zweite Regelkreis aus einem der Istgeschwindigkeit dieser Verstellung nach Vorzeichenumkehr entsprechenden
Sollwert, dem vorgegebenen Verstellgeschwindigkeitssollwert und dem Istwert der Verstellgeschwindigkeit
für die Verstellung der Plattform dieser ein entsprechendes Verstellsignal vorgibt. Bei dieser
bekannten Regelung erfolgt die Steuerung der Waffe über die Zieloptik, da der Differenzwinkel zwischen der
Visierlinie der Zieloptik und der Seelenachse der Waffe nur dem Stellmotor für die Verstellung der Visieroptik,
nicht aber auch dem für die Verstellung der Plattform direkt zugeführt wird. Dies bedeutet aber, daß ein leichtes
Bauteil - die Zieloptik — ein wesentlich schwereres Bauteil — die Plattform mit der Waffe — steuern
muß, woraus sich erhebliche Störungen bzw. Verzögerungen für die Nachführbewegung durch Trägheitskräfte ergeben.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, bei denen der nachteilige Einfluß von Störungen, die sich aus der unzureichenden
und nur allmählichen Einstellung des schweren Geschützes bei der Eingabe des erforderlichen Differenzwinkels
zwischen der Visierlinie und der Seelenachse ergeben, auf den Zielverfolgungsvorgang merklich
verringert ist.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im kennzeichnenden Teil
des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalen.
Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
also der dem Servofehler entsprechende Fehlerwinkel gemessen und als zusätzlicher Winkel für die Verstellung
der Zieloptik eingeführt. Fehler in der Servosteuerung für das Geschütz können sich daher nicht nachteilig
auf die Steuerung der Zieloptik auswirken. Außerdem steuert das Geschütz die Zieloptik, so daß also ein
relativ leichtes Bauteil nachgeführt wird und keine Störungen bzw. Verzögerungen der Nachführbewegung
durch Trägheitskräfte auftreten.
Eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugte Anordnung ist in Anspruch 2
gekennzeichnet, und vorteilhafte Ausführungsformen für eine solche Anordnung bilden den Gegenstand weiterer
Unteransprüche 3 und 4.
Für Geschütze, die auf einem Fahrzeug montiert sind, das sich auch während des Schießens in Fahrt befindet,
haben das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die danach arbeitende Anordnung noch einen wichtigen
weiteren Vorteil. Die Erfassung des Fehlerwinkels, der dem Servo.ehler für das Geschütz entspricht, bietet
nämlich die Möglichkeit, auch durch den Fahrvorgang bedingte Fehler in der Geschützeinstellung zu erkennen
und für das Schießen unwirksam zu machen, indem die Schußauslösung während der Fahrt dann veranlaßt
wird, wenn der erfaßte Fehlerwinkel den Wert Null aufweist, da das Geschütz dann ideal auf die Visierlinie
ausgerichtet ist
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild für ein erstes Ausführungsbeispiel und
F i g. 2 ein entsprechendes Schaltbild für ein zweites Ausführungsbeispiel.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gibt ein mit einem vom Richtkanonier betätigbaren
Handrad 15 gekoppeltes Potentiometer 1 auf einer Leitung 2 eine seiner Drehung proportionale Spannung ab,
die in diesem System die gewünschte Geschwindigkeit für die Visierlinie darstellt und zum einen einen Integrator
3 und zum anderen multipliziert mit einer Zeitkonstante einem Summierer 4 zugeführt wird. Der
Summierer 4 wirkt auf einen Servomechanismus für ein Geschütz, der einen Servomotor 16 und einen Kreisel 6
enthält. Der Integrator 3 wird außerdem über eine Leitung 5 aus einem Rechner 17 mit einer die Steuergeschwindigkeit
für den Richtwinkel und über eine Leitung 7 vom Kreisel 6 mit einer die momentane Winkelgeschwindigkeit
des Geschützes wiedergebenden Spannung gespeist, die außerdem nach Multiplikation
mit einer Zeitkonstanten auf den Summierer 4 gegeben wird. Die an den Ausgang des Integrators 3 angeschlossene
Leitung 8 führt das Integral aus der Summe der beiden dem Integrator 3 über die Leitungen 2 und 5
zugeführten Steuergeschwindigkeiten abzüglich der momentanen Geschwindigkeit des Geschützes, also
den Fehlerwinkel. Durch diese Kopplung wird die Geschwindigkeit des Geschützes in an sich bekannter
Weise durch die Summe aus der vom Richtkanonier eingebrachten Steuergeschwindigkeit und der Geschwindigkeit
für den Richtwinkel gesteuert.
Als Servomechanismus für die Zieloptik sind bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 1 ein Servomotor 12, ein
Winkelanzeiger, ein Potentiometer 13 und eine Last 14 vorgesehen, und dieser Servomechanismus wird über
die Leitung 8 vom Integrator 3 mit dem Fehlerwinkel und über eine Leitung 10 vom Rechner 17 mit dem
Richtwinkel gespeist, wobei die entsprechenden Signale in einem Summierer 9 aufsummiert werden, der an
einem dritten Eingang über eine Leitung 11 vom Potentiometer
13 gespeist wird und seinerseits an seinem Ausgang auf den Servomotor 12 wirkt.
Die im Summierer 9 gebildete Summe stellt gemäß den vorstehenden Darlegungen die gewünschte Lage
für die Visierlinie in Relation zur momentanen Winkellage des Geschützes dar. In Relation zum Ziel im Gelande
hängt die Visierlinie daher einfach von der durch den Zeiger gesteuerten gewünschten Lage ab. Diese
Eigenschaft entspricht völlig dem Konzept der unabhängigen Visierlinie.
Qas Winkelfehlersignal auf der Leitung 8 wird gewünschtenfalls
auch einer Baustufe 18 zugeführt, die ein logisches Ausgangssignal erzeugt, das die Annäherung
des Fehlerwinkels an den Wert Null und gegebenenfalls auch seine Änderungsgeschwindigkeii zur
Grundlage hat und einen geeigneten Zeitpunkt für die Schußauslösung anzeigt
Bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 1 wird ein sogenannter Geschwindigkeitskreisel verwendet; das
Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 arbeitet mit Kreiseln anderer Art, wobei stellvertretend für diese ein sogenannter
geschwindigkeitsintegrierender Kreisel gezeigt ist Im übrigen sind in F i g. 2 gleiche Bauteile auch mit
den gleichen Bezugszahlen wie in F i g. 1 bezeichnet
Gemäß F i g. 2 betätigt der Richtkanonier wieder ein Handrad 15, dessen Drehung in einem Potentiometer 1
in eine Spannung auf einer Leitung 2 umgesetzt wird, die der gewünschten Winkelgeschwindigkeit für die Visierlinie
entspricht. Ein Rechner 17 gibt über eine Leitung 5 eine der gewünschten Geschwindigkeit entsprechende
Spannung an einen Summierer 19, in dem diese Spannung mit der Spannung für die gewünschte Winkelgeschwindigkeit
von Leitung 2 addiert wird, so daß am Ausgang des Summierers 19 eine die gewünschte
Geschwindigkeit für das Geschütz darstellende Spannung erscheint, die über eine Leitung 25 einem Richtungskreisel
20 zugeführt und davon in ein ihr proportionales Moment umgesetzt wird, das eine seitliche
Präzession des Kreiselrotors hervorruft Das kardanische Aufhängungssystem des Richtungskreisels 20 ist
zweckmäßig so angeordnet, daß seine Richtungsachse senkrecht zur Seelenachse des Geschützlaufs und seine
Gleichgewichtsachse parallel zur Elevationsachse des Geschützes verlaufen. Wenn dann die Winkelanzeiger
für die Gleichgewichtsachse und die Richtungsachse des Richtungskreisels 20 den Wert Null anzeigen, verläuft
daher der Momentenvektor des Kreiselrotors, parallel zur Seelenachse des Geschützlaufs.
Der Richtungskreisel 20 besteht aus einem Richtmotor 21 und einem Winkelgeber 22. Das Ausgangssignal
des Richtungskreisels 20 stellt die Differenz zwischen der tatsächlichen und der gewünschten Richtung dar,
die ihrerseits durch den Geschützlauf bzw. durch den Kreiselrotor gegeben sind, und dieses Ausgangssigna!
wird über eine Leitung 26 zum einen einem Verstärker 23 im Seitenricht-Servomechanismus und über diesen
einem Servomotor 16 und zum anderen einem Summierer 9 zugeführt, der in der gleichen Weise arbeitet
wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1, wobei er wiederum mit einem Servomechanismus für die Zieloptik,
mit einem Servomotor 12 und einem Potentiometer 13 gekoppelt ist, die aus dem Ausgangssignal des Summierers
9 einen Ablenkwinkel für die Visierlinie einer Last 14 gewinnen. Die Rückwirkung des Servomotors
16 auf den Richtungskreisel 20 ist in F i g. 2 durch eine gepfeilte Leitung 24 angedeutet
In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der einfacheren und übersichtlicheren Darstellung halber
jeweils nur die Beeinflussung einer Koordinate für die Geschützeinstellung gezeigt, jedoch läßt sich das veranschaulichte
Prinzip ohne weiteres auch auf die zweite Koordinate ausdehnen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Steuern einer Zieloptik im Sinne einer unabhängigen Visierlinie für ein direkt zielendes
Geschütz, wobei die Zieloptik in bezug auf mindestens eine Drehachse mit dem Geschütz gekoppelt
ist und wobei an Hand von durch einen geschützeigenen Rechner gelieferten Feuerleitwerten
ein Steuersignal gebildet wird, das dem erforderlichen Differenzwinkel zwischen der Visierlinie und
der Seelenachse des Geschützes entspricht und über Steuereinrichtungen zugleich den Servomotoren
sowohl der Zieloptik als auch des Geschützes zugeführt wird, derart, daß die Zieloptik relativ zum
Geschütz um die die Kopplung bewirkende Drehachse verstellt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß ein dem Differenzwinkel zwischen !stund Sollage der Seelenachse des Geschützes entsprechendes
Steuersignal, das an einem geschütze!- genen Geber abgenommen wird, zu dem dem Servomotor
der Zieloptik zugeführten, dem erforderlichen Differenzwinkel zwischen Visierlinie und Seelenachse
entsprechenden Steuersignal hinzuaddiert wird.
2. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Summierglied (9), das mit einem ersten Eingang an einen geschützeigenen Rechner (17) für die Zuführung
der Feuerleitwerte und mit einem zweiten Eingang an ein geschützeigenes Bezugselement (13) für
die Bestimmung des Visierwinkels der Zieloptik angeschlossen ist, an einem dritten Eingang mit einer
Quelle (3; 20) für Fehlerwinkelsignale für das Geschütz und an seinem Ausgang mit einem Servomotor
(12) für die Verstellung der Zieloptik verbunden ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle für die Fehlerwinkelsignale
für das Geschütz ein Integrator (3) ist, der eingangsseitig mit drei Signalen gespeist wird, von denen das
erste der gewünschten Geschwindigkeit für die Visierlinie, das zweite der Steuergeschwindigkeit für
den Richtwinkel und das dritte der momentanen Winkelgeschwindigkeit des Geschützes entspricht
(Fig. 1).
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Quelle für die Fehlerwinkelsignale für das Geschütz ein Richtungskreisel (20) ist, der
eingangsseitig mit zwei Signalen gespeist wird, von denen das eine der gewünschten Geschwindigkeit
für das Geschütz und das andere der tatsächlichen Geschwindigkeit des Geschützes entspricht
(F ig. 2).
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