DE2460507C3 - Schießgerät für in einem Rohr zu beschleunigende Geschosse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schießgerät für in einem Rohr zu beschleunigende Geschosse, welche als Läufer eines elektrischen Line,airmotors ausgebildet sind, dessen Ständer aus einer Mehrzahl von längs des Rohres hintereinander angeordneten Elektromagnetspulen gebildet ist die unter Erzeugung eines zur x> Rohrmündung hin laufenden magnetischen Wanderfeldes erregbar siii-1

Derartige Schießgerät sind beispielsweise aus den DE-OS'en 19 03 959 und 22 50 803 bekannt. Bei diesen bekannten Schießgeräten wird die Flugrichtung der a Geschosse in üblicher Weise allein durch die Ausrichtung des Rohres bestimmt, so daß dieses in seiner Ausrichtung jedesmal verstellt werden muß, wenn die Flugrichtung geändert werden soll.

Durch die Erfindung wird demgegenüber die Aufgabe -to gelöst, eine Möglichkeit zu schaffen, durch weiche die Flugrichtung der aus dem Rohr austretenden Geschosse bis zu gewissem Maße auch ohne Verstellung des Rohres beeinflußt werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß bei einem Schießgerät der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß das Rohr an seiner Mündung einen sich erweiternden MUndungsteil aufweist, um dessen Umfang mehrere in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Ablenkmagnetspulen angeordnet sind, die unabhängig voneinander so erregbar sind.

Durch diesen erfindungsgemäßen Vorschlag lassen sich daher die den sich erweiternden MUndungsteil durchfliegenden Geschosse, die für die elektromagnetische Beschleunigung im Rohr ohnehin aus einem « entsprechend auf Magnetfelder ansprechenden Material sind, aus der durch die Ausrichtung des Rohres gegebenen Flugrichtung mehr oder weniger stark ablenken, jenachdem, welche der Ablenkmagnetspulen erregt werden und mit welcher Kraft sie auf das Geschoß unter Berücksichtigung von dessen Austrittsgeschwindigkeit einwirken. Es können auch mehrere solcher Ablenkmagnetspulensätze in Rohrlängsrichtung hintereinander angeordnet sein.

Es ist an sich bekannt, die Rohrmündung einer die hi Geschosse elektromagnetisch beschleunigenden Kanone mit einem sich erweiternden Mündungsabschnitc auszustatten (DE-PS 3 76 391), ohne daß dieser jedoch mit einer gesteuerten Geschoßablenkung im Zusammenhang steht. Auch ist beispielsweise bei Rohrpostanlagen oder Freifallscheider^ das Prinzip der elektromagnetischen Weiche bereits an sich bekannt. Demgegenüber werden jedoch bei der erfindungsgemäßen Lösung in ringförmiger Anordnung mehrere unabhängig voneinander erregbare Ablenkmagnetspulen verwendet, so daß diese zur Ablenkung der Geschosse in gegenüber den bekannten Beispielen beliebige Ablenkrichtung zusammenwirken können und das Prinzip der elektromagnetischen Weiche auf den Raum übertragen ist.

Die jeweilige Einsteuerung der Ablenkmagnetspulen kann über einen entsprechenden Einstellmechanismus wahlweise erfolgen, der beispielsweise als Koordinatensteuerung aufgebaut ist In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind jedoch die Ablenkmagnetspulen mit Steuervorrichtungen verbunden, die ihrerseits von Einrichtungen zur Zielerkennung und/oder von Windmessern gesteuert sind.

Die Ablenkmagnetspulen können somit durch eine automatische Zielsucheinrichtung gesteuert sein, die durch Radar oder mittels einer Fernsehkamera arbeitet Beispielsweise wird das Zielobjekt auf einem Bildschirm durch einen Leuchtpunkt abgebildet mit welchem ein Einstelleuchtpunkt zur Deckung gebracht werden kann, dessen Koordinaten dann unmittelbar zur Einstellung der Ablenkmagnetspulen verwendet werden. Die abgebildeten Zielobjekte lassen sich auch zeilenweise auf dem Bildschirm abtasten, wobei durch das Feststellen des Abtastimpulses die Einsteuerung der Ablenkmagnetspulen erfolgt. Hierbei kann ein die Koordinaten mehrerer Zielobjekte speichernder Speicher vorgesehen sein, der wahlweise zur Steuerung der Ablenkmagnetspulen abrufbar ist Dieses Abrufen kann beispielsweise automatisch in Abhängigkeit von der Schußfolge erfolgen. Der Speicher kann jedoch auch auf andere Weise automatisch oder nicht automatisch abgerufen werden.

Mit Hilfe der Ablenkmag.ietspuier» lassen sich auch bewegliche Zielobjekte ohne Nachführung des Rohres verfolgen. Hierzu können geeignete bekannte Suchautomatiken vorgesehen sein, durch welche die Ablenkmagnetspulen entsprechend eingesteuert werden. So kann beispielsweise die Steuerung für die Ablenkmagnetspulen zwei auf das Zielobjekt ansprechende, mit einem gemeinsamen Bildschirm zusammenwirkende Vidikons unterschiedlicher Nachleuchtdauer aufweisen, die auf den inverlierenden bzw. nichtinverlierenden Eingang eines Operationsverstärkers geschaltet sind, so daß für ein sich bewegendes Zielobjekt ein Bildpunkt auf dem Bildschirm erzeugt wird, dessen Koordinaten e'er IST-Wert für die Steuerung der Ablenkmagnetspulen bilden. Die beiden von den Vidikons abgegebenen Ausgangssignale kompensieren sich bei einem abgebildeten stillstehenden Zielobjekt vollständig, da die beiden Ausgangssignale dann gleich groß sind.

Sobald jedoch ein sich bewegendes Zielobjekt abgebildet wird, treten durch das Nachleuchten des einen Vidikons Spannungsdifferenzen auf, die auf dem Bildschirm hell moduliert und angezeigt werden. Wenn in einer Zielerkennungseinrichtung die Geschosse selbst miterfaßt werden, können diese ausgetastet werden, so daß sie bei der automatischen Zielerkennung unberücksichtigt bleiben.

Die bevorzugte Steuerung der Steuervorrichtung der Ablenkmagnetspulen von Windmessern ermöglicht es, den Einfluß herrschender Windverhältnisse auf die

Flugbahn der Geschosse zu kompensieren. Beispielsweise kann die Windstärke richtungsabhängig von entsprechend am Schießgerät angeordneten piezoelektrischen Elementen gemessen werden und bei der Einstellung der Ablenkspulen berücksichtigt werden.

Für die Steuerung der Ablenkmagnetspulen läßt sich gegebenenfalls auch die Geschwindigkeit sich bewegender Zielobjekte in Richtung quer zur Schußbahn in Abhängigkeit vom Abstand des Zielobjektes feststellen, so daß für die Einstellung der Ablenkmagnetspulen ein entsprechendes Vorhaltmaß eingestellt wird. Zusätzlich zu den Ablenkmagnetspulen kann auch eine vorzugsweise motorisch angetriebene Verstelleinrichtung für die Ausrichtung des Schießgerätes vorgesehen sein, die gegebenenfalls ebenfalls von der die Ablenkmagnetspulen steuernden Steuervorrichtung gesteuert sein kann. Das erfindungsgemäße Schießgerät kann somit weitgehend automatisiert werden, so daß es seine Ziele selbst sucht und von der Bedienungsperson lediglich noch überwacht zu werden braucht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfühningsformen, deren wesentlichste Teile aus der Zeichnung ersichtlich sind, erlägen. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Schießgerät in Seitenansicht auf einem einstellbaren Gestell,

F i g. 2 das Schießgerät aus F i g. 1 in der Draufsicht,

Fig.3 einen schematischen Längsschnitt durch den vorderen Teil des Rohres des Schießgerätes,

Fig.4 einen Schnitt durch den Mündungsteil des Schießgerätes gemäß Schnittlinie 4-4 in F i g. 3, und

Fig.5 ein Blockschaubild zur Erläuterung des elektrischen Teils des Schießgerätes einschließlich einer automatischen Steuereinrichtung für dasselbe.

Aus den Fig. 1 und 2 ist das Schießgerät in der Gesamtansicht ersichtlich. Das Rohr mit den es als primärer Ständerteil umgebenden Magnetspulen ist in einem Rahmen 1 gehalten, welcher Querstege 2 aufweist, an denen die Magnetspulen abschnittsweise befestigt sind. Am Mündungsende des Schießgerätes ist ein als Zusatzgerät ausgebildeter Mündungsteil 3 aufgeflanscht, welcher Ablenkmagnetspulen zur Geschoßablenkung aufweist. Am rückwärtigen Ende des Schießgerätes ist ein in der Gesamtheit mit 4 bezeichnetes Ladezusatzgerät über den Flansch 5 angeflanscht, welches ein Magazin 6 und einen Lademecl.anismu^ 7 aufweist u;.d zusätzlich eine pneumatische Beschleunigungsstrecke zur pneumatischen Vorbeschleunigung des Geschosses bildet.

Über einen Schwenkblock 8 mit horizontaler Schwenkachse ist das Schießgerät auf einem Drehtisch 9 befestigt, welcher über eine Wälzlagerung 10 auf einem Gestell 11 abgestützt ist, das über Schrauben 12 z. B. am Dach 12 eines Fahrzeuges befestigt werden kann. In der Mitte des Drehtisches ist ein Durchgang 14 für sämtliche elektrischen und pneumatischen Zuleitungen freigehalten. Auf dem Drehtisch 9 sitzt für die Zieleinstellung beidseitig des Rohres je eine Fernsehkamera 15 mit dem Objektiv 16. Der Drehtisch 9 kann über ein Getriebe 17 von einem Antriebsmotor 18 gesteuert verdreht werden. Außerdem sitzt zwischen dem Rahmen 1 und dem Stützbock des Drehtisches 9 ein Verstellantrieb 19 aus einer Spindel, die über einen Motor 20 zur Verlikalverstellung des Schießgerätes um die horizontale Schwenkachse angetrieben wird. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind außerdem auf dem Drehtisch 9 beidseitig des Schießgerätes jeweils eine piezoelektrische Sonde 21, 22 zur Messung des Seitenwindes von

rechts und von links, sowie eine doppelt ausgeführte piezoelektrische Sonde 23,24 zur Messung der Rücken- und Gegenwindkraft angeordnet

An die pneumatische Beschleunigungsstrecke 25 schließt sich eine elektromagnetische Beschleunigungsstrecke 26 an, die aus einer Vielzahl von hintereinander angeordneten Elektromagnetspulen 27 besteht, welche mit einem Geschoß in Art eines Linearmotors zusammenwirken. Der Aufbau der elektromagnetischen Beschleunigungsstrecke ist aus den Fig.3 und 7 ersichtlich. Sie wird durch eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Elektromagnetspulen 27 gebildet, die zu vier Spulensätzen von z. B, jeweils 1 m Länge zusammengefaßt sind. Die Elektromagnetspulen 27 umgeben das Rohr 55, welches aus einem elektromagnetisch nicht abschirmenden Material besteht, im Ausführungsbeispiel aus mit Glasfasern verstärktem Polyesterkunststoff.

Die aufeinanderfolgenden Spulensätze werden mit von Satz zu Satz steigender Drehstromfrequenz erregt Im Ausführungsbeispiel wird der erste Spulensatz mit einer Drehstromfrequenz von 4.4 "kHz beaufschlagt, wobei jeweils drei aufeinanderfolgende Spulen zu einer Spulengruppe zusammengefaßt sind und gegeneinander um 120" phasenverschoben erregt werden. Jeder Spulensatz besteht somit aus zehn solcher Spulengruppen. L*er zweite Spulensatz wird mit einer Drehstromfrequenz von 8,82 kHz beaufschlagt, der dritte Spulensatz mit einer Drehstromfrequenz von 13,23 kHz und der vierte Spulensatz mit einer Drehstromfrequenz von 17,64 kHz.

Im Mündungsteil 3 des Schießgerätes erweitert sich das Rohr 55 trompetenförmig im Ausführungsbeispiel über eine Länge von etwa 250 mm hin von einem Rohrinnendurchmesser von etwa 15 mm bis auf einen Mündungsdurchmesser von etwa 173 mm. Rings des sich erweiternden Mündungsteils 3 sind, wie aus F i g. 4 ersichtlich, mehrere am Umfang verteilte Ablenkmagnetspulen 62 angeordnet, die zusammen einen Ablenkmagnetspulensatz bilden. In Längsrichtung des Mündungsteils 3 sind drei solcher Ablenkmagnetspulensätze für eine um 120° phasenverschobene Drehstromerregung hintereinander angeordnet. Die Ablenkmagnetspulen dienen der gesteuerten Ablenkung des austretenden Geschosses aus der von der Ausrichtung des Rohres gegebenen Flugbahn. Sie können bei Luftoder Bodenzielen mit einem Radargerat verbunden werden oder aber auch mit einer Spezialkamera, welche insbesondere sich bewegende Zielobjekte auf einem Bildschirm sichtbar macht und die Zielkoordinaten in Abhängigkeit von der gleichzeitig über einen Entfernungsmesser gemessenen Entfernung des Zielobjektes festlegt. Diese Zielkoordinaten werden zur entsprechenden Erregung der Ablenkmagnetspulen verwendet, was beispielsweise durch manuelles Nachführen einer Steuereinrichtung erfolgen kann.

Die Abtastung der auf dem Bildschirm abgebildeten Zielpunkte kann auch automatisch durch zeilenweises Abtasten des Bildschirmes erfolgen. Jedesmal wenn ein Zielpunkt festgestellt wird, wird ein Geschoß ausgelöst. Es besteht auch die Möglichkeit, die festgestellten Zielkoordinaten zu speichern und nacheinander abzurufen, wobei jedes Zielobjekt eine mittels eines Vorwahlzähler eingestellte Anzahl von Schüssen erhalten kann. Außerdem besteht auch die Möglichkeit, auf dem Bildschirm unbew gliche Zielobjekte abzubilden und danach das Einstellen der Ablenkmagnetspulen zu steuern.

Mit Hilfe der Windmesser aus den piezoelektrischen Sonden 21 bis 24 werden ihrerseits die Steuervorrichtungen der Ablenkmagnetspulen derart gesteuert, daß durch entsprechende Ablenkung der Geschosse der WindeinfluB auf diese kompensiert wird. Dadurch ist die Treffsicherheit erheblich gesteigert.

Zusätzlich ist an der Mündung des Mündungsteils 3 eine Spule 63 vorgesehen, welche die Zeit zwischen Auslösung des Geschosses und seinem Austritt aus der Mündung überwacht. in

Das Blockschaltbild in F i g. 5 zeigt in der linken Hälfte den Steuerteil des Schießgerätes mitsamt des Störgrößenausgleichs, welcher seine Analogsignale direkt auf den Ablenkteil des Leistungsverstärkers zur Korrektur der Flugrichtung der Geschossse beim '> Austritt aus der Rohrmündung abgibt. Der Steuerteil umfaßt außerdem einen Speicher, welcher sämtliche von den Differenzverstärkern der beiden Fernsehkameras kommenden Positionen speichern kann. Zusätzlich können in Verbindung mit dem Bildschirm und einem >n Leuchtpunkt, der in die Kamera eingeblendet ist und mittels eines Hebels über den Bildschirm hin bewegt werden kann, mehrere Zielpunkte manuell eingespeichert werden, die jederzeit abgerufen werden können.

Die Entfernung des Zielobjektes vom Schießgeräi wird durch die Parallaxe der beiden Fernsehkamera; bestimmt. Beide Teilbilder werden auf dem Bildschirrr moduliert. Durch das Vor- und Rückwärtsbewegen des Handhebels wird die jeweilige Entfernung eingestellt Bei der Überdeckung beider Teilbilder steht die richtige Entfernung fest. Die entsprechende Einstellung kann ir die Steuerung eingegeben werden.

Die oben erwähnte Spule 63 an der Mündung de« Rohres dient gleichzeitig als Zählspulc. welche dit Anzahl der vorbeilaufenden Geschosse zählt und der Vorwahlzähler entsprechend zurückstellt.

Die rechte Hälfte der F i g. 5 zeigt die Leistiingsclek tronik für die Steuerung der Elektroniagnetspulen 27 Für jeden Spulensatz ist ein die entsprechende Frequenz erzeugender Oszillator vorgesehen, welche über Lichtschrankenschalter, die auf den Durchgang de: Geschosses im Ruhr au eiiiei Sic'iie iiii ciiiüpi ciiicmici Abstand vor dem zu erregenden .Spul<nsatz ansprichl auf einen Multiplexer geht, der auf einen Leistungsver stärker für die Elektromagnetspulen geschaltet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche;

1. Schießgerät für in einem Rohr zu beschleunigende Geschosse, welche als Läufer eines elektrischen Linearmotors ausgebildet sind, dessen Ständer aus einer Mehrzahl von längs des Rohres hintereinander angeordneten Elektromagnetspulen gebildet ist, die unter Erzeugung eines zur Rohrmündung hin laufenden magnetischen Wanderfeldes erregbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (55) an seiner Mündung einen sich erweiternden Mündungsteil (3) aufweist, um dessen Umfang mehrere in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Ablenkmagnetspulen (62) angeordnet sind, die unabhängig voneinander erregbar sind.

2. Schießgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkmagnetspulen (62) mit Steuervorrichtungen verbunden sind, die ihrerseits von Einrichtungen zur Zielerkennung und/oder von Windmessern gesteuert sind. 2n