DE2353606C1

DE2353606C1 - Einrichtung,durch die eine auf einer beweglichen Unterlage,insbesondere einem Fahrzeug,schwenkbar angeordnete Rohrwaffe der Elevationsachse eines Zielerfassungsgeraetes in der Elevation nachfuehrbar ist

Info

Publication number: DE2353606C1
Application number: DE19732353606
Authority: DE
Inventors: Knud Dipl-Ing Overlach
Original assignee: Pietzsch Ludwig & Co GmbH
Current assignee: IBP Pietzsch GmbH
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1973-10-26
Publication date: 1985-10-31

Description

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proportionale Störgröße (uj_as) bildet.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung (uj_aE) und die Störgröße (u/i_as) in einem dem Regler vorgeschalteten Summierer (36) eingegeben werden.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn-

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, durch die eine auf einer beweglichen Unterlage, insbesondere einem Fahrzeug schwenkbar angeordnete Rohrwaffe der Elevationsachse eines Zielerfassungsgerätes in der Elevation nachführbar ist, mit einem Regler, dem die Abweichung der Elevationswinkel der Rohrwaffe und des Zielerfassungsgerätes sowie eine Störgröße eingegeben werden, welche die Störung der Abweichung aufgrund der gemessenen Winkelbewegungen der Unterlage kompensiert, und dessen Stellsignal ein Schwenken der Rohrwaffe in der Elevation bezüglich der Unterlage veranlaßt.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (US-PS 28 92 384) ist ein Rechner zum Ermitteln und Vorgeben des Elevationswinkels für die Rohrwaffe in einem raumfesten Koordinatensystem vorgesehen. Die Ermittlung des Elevationswinkels in raumfesten Koordinaten mittels eines Rechners ist aufwendig und nicht genügend schnell und genau.

Es ist zwar auch schon bekannt (DE-AS 19 41 692), bei einer Einrichtung, durch die eine auf einem Fahrzeug schwenkbar angeordnete Rohrwaffe der Elevationsachse eines Zielerfassungsgerätes in der Elevation nachführbar ist, ein Elevationssignal und ein durch einen Kreisel abgegebenes Korrektursignal einem Stellmotor für die Elevation der Rohrwaffe vorzugeben, jedoch nur durch eine Steuerung und nicht durch eine selbsttätige Regelung. Das Korrektursignal ist nur durch eine Störbewegung um die Elevationsachse beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der zuerst genannten bekannten Art zu schaffen, bei der das Ermitteln des Elevationswinkels in einem raumfesten Koordinatensystem entfällt und dadurch die Richtgenauigkeit und -Schnelligkeit erheblich verbessert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das Zielerfassungsgerät um eine Hochachse und eine Querachse relativ zur Unterlage schwenkbar ist, daß die Elevationswinkel der Achse der Rohrwaffe und der Richtachse des Zielerfassungsgerätes relativ zum Fahrzeugaufbau gemessen und aus diesen Meßwerten die Abweichung der Elevationswinkel gebildet werden und daß die Störgröße nach einer vorgegebenen Funktion von Nickwinkel und Wankwinkel der Unterlage sowie azimutaler Abweichung der Richtachse von der Achse der Rohrwaffe gebildet wird und bei Seitenkoinzidenz zwischen Richtachse und Achse der Rohrwaffe gegen Null geht.

Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung stellt sich die Rohrwaffe während des Einschwenkens in Azimutrichtung selbsttätig auf die durch das Zielerfassungsgerät vorgegebene Elevation ein, wobei der Elevationswinkel nicht mehr in raumfesten Koordinaten mit einem aufwendigen Rechner ermittelt zu werden braucht. Im Moment der Seitenkoinzidenz zwischen Richtachse und Achse der Rohrwaffe ist der Elevationswinkel des Zielerfassungsgerätes und der Rohrwaffe identisch. Bei Seitenkoinzidenz wird jedoch nicht notwendig der Schuß ausgelöst, z. B. nicht bei ballistischem Schießen mit seitlichem Vorhalt.

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Besonders vorteilhaft ist die Anwendung einer Ein- erfassungsgerät sind auf der Wanne 3 eines schematisch

richtung nach der Erfindung bei einem Fahrzeug »halb- angedeuteten Gleiskettenfahrzeuges 4 angeordnet,

starrer« Waffe, d. h. mit einer nur um die Elevationsach- Wenn mit dem Zielerfassungsgerät ein Ziel anvisiert

se schwenkbarer Waffe. Die Unterlage wird dabei durch ist, soll die Rohrseelenachse 1 der Rohrwaffe entspre-

den Fahrzeugkörper gebildet, z. B. bei einem Panzer die 5 chend dem Richtstrahl 2 des Zielerfassungsgerätes aus-

Wanne. Das azimutale Einschwenken erfolgt hierbei gerichtet werden. Dies ist mit Schwierigkeiten verbun-

durch die Fahrzeugbewegung. den, weil die Störbewegungen der Wanne 3 bei Fahrt

Die Aufschaltung einer aus den Winkelbewegungen über unebenen Untergrund berücksichtigt werden müsdes Fahrzeugaufbaus gebildeten Störgröße erfordert sen. Bei diesen Störbewegungen handelt es sich gedas Messen der Winkelbewegungen des Fahrzeugauf- io wohnlich um zusammengesetzte Bewegungen aus Nickbaus gegenüber dem Untergrund. Zweckmäßig ge- bewegungen, d. h. Schwenkungen um den Nickwinkel schieht dies gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ocn um die Fahrzeugquerachse 5, und Wankbewegundurch mindestens einen Wendekreisel, der ein der An- gen, d. h. Schwenkungen des Fahrzeuges 4 um den derungsgeschwindigkeit des Winkels proportionales Wankwinkel Xw um seine Längsachse 6. Die Winkel ocn Ausgangssignal abgibt. Die Ausgangssignale des oder 15 und Xw werden gegenüber einer horizontalen Bezugsjeden Wendekreisels werden vorzugsweise auf einen ebene 10 gemessen.

Wechselspannungsintegrator geschaltet, welcher nie- Das Zielerfassungsgerät, z. B. ein Rundblickperiskop,

derfrequente Änderungen der Änderungsgeschwindig- kann gewöhnlich um eine Hochachse 7 um den Azimut-

keit des Winkels oder der Winkel herausfiltert. Ein winkel a^und um eine Querachse 8 um den Elevations-

Funktionsgeber erhält diese Ausgangssignale sowie ei- 20 winkel χει schwenken. Um diese beiden Achsen ist das

nen Meßwert für den Azimutwinkel zum Bilden der Zielerfassungsgerät kreiselstabilisiert, so daß sich die

Störgröße. genannten Störbewegungen des Fahrzeugunterbaus

Anstatt der Wendekreisel könnten auch Lagekreisel nicht nachteilig auswirken können.

zur Winkelmessung eingesetzt werden, was allerdings Die Rohrwaffe sei gegenüber dem Fahrzeug lediglich

mit größerem Aufwand verbunden ist. 25 um eine Querachse 9 um den Elevationswinkel xex

Bei einer besonders einfachen Ausführung der Erfin- schwenkbar. Zum Ausrichten der Rohrseelenachse 1

dung ist nur ein Wendekreisel zum Erfassen der Ände- der Rohrwaffe auf den Richtstrahl 2 des Zielerfassungs-

rungsgeschwindigkeit des Wankwinkels des Fahrzeug- gerätes müssen der Azimutwinkel und der Elevations-

aufbaus vorgesehen. winkel der Rohrwaffe an die entsprechenden Winkel

Eine vollständigere und genauere Erfassung der Win- 30 des Richtstrahles angeglichen werden. Zum Angleichen kelbewegung des Aufbaus ist dadurch möglich, daß ein des Elevationswinkels muß die Rohrwaffe geschwenkt weiterer Wendekreisel zum Erfassen der Änderungsge- werden, während zum Angleichen des Azimutwinkels schwindigkeit des Nickwinkels ocn des Fahrzeugaufbaus bei einer nur um eine Querachse schwenkbaren, einvorgesehen ist. In diesem Fall ist jedem Wendekreisel achs-stabilisierten Rohrwaffe das Fahrzeug entspreein eigener Wechselspannungsintegrator nachgeschal- 35 chend geschwenkt werden muß.
tet. Die Ro'hrseelenachse 1 der Rohrwaffe 20 ist um die

Der Funktionsgeber kann allein eine der Beziehung Querachse 9 in an der Wanne 3 des Gleiskettenfahrzeu- /Xw sin och proportionale Störgröße uj_as bilden, was den ges 4 festen Lagern 21 schwenkbar. Auch das Zielerfas-Funktionsgeber vereinfacht und insbesondere zweck- sungsgerät in Gestalt eines Rundblickperiskops 22 mit mäßig ist, wenn die Einrichtung nur einen Wendekreisel 40 einem Prisma 23 ist an der Wanne 3 schwenkbar gelazum Erfassen des Wankwinkels ocw hat. Diese Art der gert, und zwar um die Hochachse 7, welche die das Störgrößenbildung kann jedoch auch wahlweise bei ei- Prisma 23 tragenden Querachse 8 in Lagern 24 abstützt, ner Einrichtung mit dem zusätzlichen Wendekreisel Der Azimutwinkel och der optischen Achse 2 des zum Erfassen der Änderungsgeschwindigkeit des Nick- Rundblickperiskops 22 wird mittels eines der Hochachwinkels cxn vorgesehen sein, z. B. nur zeitweilig. Im letz- 45 se 7 zugeordneten Synchros 25 gemessen. Ein solcher teren Fall bildet der Funktionsgeber vorzugsweise je- Synchro liefert sowohl den Sinus als auch den Cosinus doch eine der Beziehung des gemessenen Winkels. In gleicher Weise werden die

Elevationswinkel χει und xe\ der optischen Achse 2 und

<*jv(1 — cos och) + xwsm xh der Rohrseelenachse 1 mit Synchros 26,27 erfaßt.

50 Gemessen wird ferner der Nickwinkel ocn und der

proportionale Störgröße ua«_s- Wankwinkel acw mittels Wendekreiseln 28 und 29. Die

Diese Störgrößenaufschaltung führt wegen des Erfas- Ausgangssignale ύ_αΝ, ύ_α]ν, die der Änderungsgeschwin-

sens sowohl der Nick- als auch der Wankbewegungen digkeit xn, «w der genannten Winkel proportional sind,

zu exakteren Ergebnissen. werden je einem Wechselspannungsintegrator 30 bzw.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer 55 31 zugeführt, die nur Wechselspannungen durchlassen,

Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel mit weite- während Gleichspannungsanteile unterdrückt werden,

ren Einzelheiten an einem Ausführungsbeispiel näher Dadurch werden nur Winkeländerungen erfaßt, so daß

erläutert. Es zeigt die Integratoren nicht ständig arbeiten. Die Ausgangssi-

F i g. 1 ein stark vereinfachtes perspektivisches Sehe- gnale u_aN, u_xw der Integratoren 30, 31 werden einem

ma eines Fahrzeuges mit Darstellung der geometri- 60 Funktionsgeber 32 zugeführt. Der Funktionsgeber 32

sehen Verhältnisse und erhält als weiteres Eingangssignal ein von dem Synchro

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Einrichtung gemäß 23 über einen Demodulator 33 zugeführtes Signal u_aH

der Erfindung. für den Azimutwinkel. Der Demodulator richtet das

Zum besseren Verständnis der geometrischen Ver- Wechselspannungssignal phasenempfindlich gleich,

hältnisse wird zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen. 65 Der Funktionsgeber 32 ist so gestaltet, daß er aus den

Darin ist die Rohrseelenachse einer Rohrwaffe mit 1 genannten Eingangswerten die Störgröße uj_xS bildet,

und der Richtstrahl oder die optische Achse eines Ziel- die proportional der Beziehung
erfassungsgerätes mit 2 bezeichnet. Rohrwaffe und Ziel-

λλ/(1 — cos uch) + oiw ■ sin och

ist. Bei Zusammenfallen der Azimutwinkel der Rohrseelenachse 1 und der optischen Achse 2, der sog. Seitenkoinzidenz, wird der Azimutwinkel och zu Null, so daß auch die vom Funktionsgeber 32 gebildete Störgröße uaocs zu Null wird. Die beiden Synchros 26,27 liefern die Meßwerte der Elevationswinkel txm, χει zu einer Winkelmeßkette 34, weiche als Ausgangssignal eine der Winkeldifferenz der Elevationswinkel proportionales Signal abgibt Dieses Signal wird einem Demodulator 35 zugeführt, dessen Ausgangssignal uj_aE der Winkeldifferenz der Elevationswinkel oce\—<xei proportional ist und in dem Regelkreis die Regelabweichung darstellt. Die Regelabweichung und die Störgröße werden in einem Summierer 36 zur Bildung eines Signals uj_a summiert und einem Regler 37 zugeführt Dieser Regler 37 gibt ein Stellsignal UM_soii^an einen Stellmotor 38 zum Schwenken der Rohrwaffe 20 derart, daß der Elevationswinkel dce\ an denjenigen der optischen Achse angeglichen wird.

Sobald ein Schußfreigabesignal für die Seitenkoinzidenz ausgelöst ist, kann dann auch das Signal für die Elevations-Koinzidenz abgegeben werden. Dieses wird zwischen den Bausteinen 36 und 37 des Regelkreises abgegriffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung, durch die eine auf einer Unterlage, insbesondere einem Fahrzeug, schwenkbar angeordnete Rohrwaffe der Elevationsachse eines Zielerfassungsgerätes in der Elevation nachführbar ist, mit einem Regler, dem die Abweichung der Elevationswinkel der Rohrwaffe und des Zielerfassungsgerätes sowie eine Störgröße eingegeben werden, welche die Störung der Abweichung aufgrund der gemessenen Winkelbewegungen der Unterlage kompensiert, und dessen Stellsignal ein Schwenken der Rohrwaffe in der Elevation bezüglich der Unterlage veranlaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielerfassungsgerät (22) um eine Hochachse (7) und eine Querachse (8) relativ zur Unterlage schwenkbar ist, daß die Elevationswinkel (am; »es) der Achse (1) der Rohrwaffe (20) und der Richtachse (2) des Zielerfassungsgerätes (22) relativ zum Fahrzeugaufbau gemessen und aus diesen Meßwerten die Abweichung (ujxe) der Elevationswinkel gebildet werden und daß die Störgröße (ujas) nach einer vorgegebenen Funktion von Nickwinkel (mn) und Wankwinkel (xw) der Unterlage sowie azimutaler Abweichung (och) der Richtachse (2) von der Achse (1) der Rohrwaffe gebildet wird und bei Seitenkoinzidenz zwischen Richtachse und Achse der Rohrwaffe gegen Null geht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelbewegungen (ocn, <xw) des Fahrzeugaufbaus (3) durch mindestens einen Wendekreisel (28, 29) erfaßt werden, der ein der Änderungsgeschwindigkeit des Winkels {ccm, ocsv) proportionales Ausgangssignal (ύ_αΝ, ύ_αν^ abgibt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (ύ_ΧΝ, u_aw) des oder jedes Wendekreisels (28, 29) auf einen Wechselspannungsintegrator (30, 31) geschaltet werden, und daß die Ausgangssignale (u_aN/, υ_αψ) des oder jedes Wechselspannungsintegrators sowie ein Meßwert (u„_H) für den Azimutwinkel (och) einem Funktionsgeber (32) zum Bilden der Störgröße (U^₃) eingegeben werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wendekreisel (29) zum Erfassen der Änderungsgeschwindigkeit des Wankwinkels /Xwdes Fahrzeugauf baus (3) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Wendekreisel (28) zum Erfassen der Änderungsgeschwindigkeit des Nickwinkels ocn des Fahrzeugauf baus (3) vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (32) eine der Beziehung ocw sin och proportionale Störgröße (uA«s) bildet

7. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgeber (32) eine der Beziehung

zeichnet, daß das Signal zum Feststellen der Elevationskoinzidenz oder des vorgegebenen Koinzidenzbereiches zwischen dem Summierer (36) und dem Regler (37) abgegriffen wird.