DE2738213A1

DE2738213A1 - Einrichtung zur selbsttaetigen elektronischen ermittlung und anzeige der lage von treffern auf einem schiessziel

Info

Publication number: DE2738213A1
Application number: DE19772738213
Authority: DE
Inventors: Hansrudolf Walti
Original assignee: Individual
Current assignee: Walti Hansrudolf Dietlikon Ch
Priority date: 1977-02-03
Filing date: 1977-08-24
Publication date: 1978-07-27
Also published as: CH609767A5; SE8100474L; SE8503155L; DE7726275U1; SE434308B; DE2738213C2; SE8503155D0; SE7704192L; SE434308C

Description

Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen
Ermittlung und Anzeige der Lage von Treffern auf einem Schießziel Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen Ermittlung und Anzeige der Lage von Treffern auf einem Schießziel, wie insbesondere einer Schießscheibe, welches sich in der Hegel in einer größeren Distanz, z.B. von mehr als 100 m von Schützen entfernt befindet.
Für geringere Entfernungen, wie beispielsweise Entfernungen bis zu 50 tit, weiden die Schießscheiben mittels Scheibenzuganlagen zittit Schützenstand bzw. an ihren vorgeselieneii Platz bewegt, so daß der Schütze selbst die Lage des Treffers auf der Schießscheibe erkennen kann. Auch kann so das Schußloch auf der Schießscheibe in einfacher Weise mit einem Etikett überklebt werden, um die Scheibe wieder beschießbar Au machen. Beim Scheibenschießen auf längere Distanz, insbesondere solchen mit Militärgewehren auf eine Distanz von z.B. 300 m, gestalten sich die 'Iret'feranzeigen schwierig. In der Regel sind die in Betracht kommenden, relativ großen Scheiben in einem Sclleibengestell auf und nieder beweglich und werden aus einem Schutzgraben oder -bunker lleraus bedient. Zum Beschießen werden die Scheibeii über die Oberkante eines Schutzwalls nach oben bewegt und zur Beobachtung der Trefferlage wieder eingezogen.
Es sind bereits Anzeigevorrichtungen bzw. -anlagen für die Lage von Treffern in untersciii edlichsten Ausführungsformen bekanntgeworden. Die meisten von ilmen sind nicht für Schießstände geeignet, auf welchen auf weit entfernte Ziele geschossen werden soll.
Es ist weiterllin bereits ein Schießziel bekanntgeworden, bei welchem die Ermittlung der Lage eines Treffers mittels einer elektronischen Einrichtung erfolgt, wobei das Schießziel von einem mit akus tischen Waiidlern besetzten Merikreis umgeben ist, welcher die vom Geschoß ausgehende Stoßwelle in elektrische Impulse umwandelt und die zeitliche Differenz der Impulse zur Sclltlßlageermittlung auswertet. Ein derart ausgebildetes Schießziel hat den wesentlichen Nachteil, daß es, um die empfindliche elektronische Einrichtung vor Beschädigungen zu schützen, abgeschirmt sein muß. Hierzu sind aufwendige Anlagen erforderlich, die überdies den Nachteil haben, eine einer Blende vergleichbare Öffnung zu besitzen, durch die hindurch gezielt und geschossen werden muß. Befindet sich eine derartige Schutzeinrichtung unmittelbar vor der Scheibe, so ergeben sich vor allem durch Schattenwurf unerwünschte Effekte und Nachteile.
Ist diese Schutzeinrichtung weiter von der Scheibe entfernt, ergibt sich die Notwendigkeit, durch ein Loch in einem Schutzschild hindurch auf eine Scheibe zu schießen, was viele Schützen irritiert. Auch ist aus optischen Griinden eine durch eine derartige Schutzeinrichtung hervorgerufene Verfälschung des normalen optischen Zieleindrucks unerwünscht, da sie für viele Schützen irritierend wirkt und damit auch das Trefferergebnis beeinträchtigt. Befinden sich die schußsicheren Abschirmungen tür die vorbekannte Einrichtung unmittelbar vor den hochsensiblen Empfängern, wird das Schießziel außerordentlich schwer und unhandlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Einrichtungen der in Betracht kommenden Art wesentlich und in der Weise zu verbessern, daß eine exakte störungsfreie Ermittlung der Lage der Treffer auf dem Schießziel erfolgt, ohne daß Störfaktoren auf das Ergebnis Einfluß nehmen oder sonstige Störquellen die Betriebssicherheit der Einrichtung in Frage stellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung sorgeschlagen, bei der in Betracht kommenden Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen Ermittlung und Anzeige der Lage von Treffern auf einem Schießziel, bei welcher die Laufzeitdifferenz eines Energieimpulses zu mehreren Energiewandlern ermittelt und ausgewertet wird, mehrere, vorzugsweise drei, außerhalb des Schußfeldes längs einer vorzugsweise horizontal liegenden Geraden und unterhalb des Zielfeldes des Schießziels angeordnete Empfänger zur Ortung des Abstandes des Geschosses von tlen einzelnen Empfängern im Zielbereiclj vorzusehen, deren Signale einem elektronischen Rechner zugeführt werden, der auf der Grundlage der geometrischen Gesetzmäßigkeiten derart programmiert ist, daß dieser aus den Meßwerten wenigstens zweier Empfänger die Lage des Treffers in Bezug auf den Zielmittelpunkt ermittelt und den oder die ermittelten Werte einem Anzeige- und bzw. oder einem Aufzeichnungsgerät zuführt.
Um eine exakte Anzeige der effektiv in Betracht kommenden Werte zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenigstens einen zusätzlichen Empfänger zur Ermittlung der effektiven Schallgeschwindigkeit und gegebenenfalls auch der Geschoßgeschwindigkeit vorzusehen, so daß auch die davon resultierenden Signale in die Rechnung eingelten können.
Zweckmäßigerweise ist der Rechner derart ausgelegt, daß er die von den Einrichtungen mehrerer Schießziele stammenden Signale verarbeiten und zur Anzeige bringen kann.
Um die Betriebs- und Ergebnissicherheit der in Betracht kommenden Einrichtung noch weiter zu steigern, ist vorgesehen, daß die Empfänger der Einrictltung derart abgeschirmt sind, sie sie nur für Wellen empfänglich sind, die im wesentlichen in einer rechtwinklig zur Flugbahn des Geschosses liegenden Ebene abgestrahlt werden.
Bei Verwendung von auf Schallwellen ansprechenden Empfängern ist die Zielfläche, hinter welcher sich die Empfänger befinden, wie auch eine im Abstand und parallel dazu befindliche Fläche, durch welche in Verbindung mit einen die genannten Flächen verbindenden Rahmen o.dgl. das Meßfeld abgeschirmt wird, schullreflektierend und bzw. oder schallabsorbierend, so daß von außerhalb des Meßfeldes befindlichen Schallquellen stammende Schallwellen die Empfänger nicht beeinträchtigen können. Die erwünschte Abschirmung wird erreicht, wenn sich das Meßfeld im inneren eines nach außen abgeschirmten Gehäuses befindet, dessen dem Schützen zugekehrte Wand die Zielfläche enthält, wobei dessen innenraum vorteilhafterweise als im wesentlichen schallteter Raum ausgebildet sein kann.
Zweckmäßigerweise besteht das das Meßfeld enthaltende Gehäuse aus einem Rahmen, der an seiner Vorder- und Rückseite mit je einer Membrane bespannt ist, welches die vorerwähnten Eigenschaften aufweist. Die Membranen bestehen vorteilhafterweise aus einem Gummituch oder einer Kunststoffolie o.dgl., welche von dem Geschoß durchschlagen wird, ohne diese zu zerstören.
I)ie sie Membranen durchschlagenden Gescijossc bewirken led i gl ich ein Loch in der Membrane, das sich jedoch sofort wieder schließt, ohne die Membranen in ihrer Wirksamkeit zu beeinträchtigen, so daß tiiese für eine außerordentlich große Anzahl von Schüssen verwendbar sind, ohne ausgetauscljt werden zu miissen.
Die Zielscheibe oder Zielmarkierung ist zweckmäßigerweise auf die dem Schützen zugekehrte Membrane aufgedruckt, so daß es keiner zusätzlichen Schießscheibe o.dgl. bedarf. In der Kammer ist zweckmäßigerweise ein Empfänger und gegebenenfalls ein Geber für die Ermittlung der Größe der Schallgeschwindigkeit angeordnet, tiantit auclt dieser Wert in die Rechnung Eingang finden kann. Vorteilhafterweise sind die Empfänger innerhalb der Kammer in Bezug auf ihre Lage, d.h. hinsichtlich ihres Seiten- und Höhenlage, sowie hinsichtlich ihres Abstandes voneinander justierbar, damit Je nacii dem in Betracht kommenden Schießziel und dessen Mittelpunkt ein Justieren olute Schwierigkeiten mögliclt ist. Dies ist auclt I'iir die Verwendung eines gemeinschaftlichen Rechners von Vorteil.
Damit auch bei das Zielfeld verfelilenden Geschossen eine Fehlanzeige mit Sicherheit erfolgen kann, sind der Einrichtullg ein oder mehrere Schußde tektoren, insbesondere Infrarot-Detektoren, zugeordnet, die vorzugsweise in der Nachbarschaft der Mündung der Waffe, mit der das Ziel beschossen wird, aufgestellt sind.
in den Figuren 1 bis 4 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, welche nachstehend im einzelnen näher beschrieben sind. Es zeigt: Fig. 1 eine Aufsicht auf das Schießziel und die Anordnung der Empfänger zur Ermittlung der Trefferlage aus der Sicht des Schützen; Fig. 2 eine Seitenansicht des Schießziels nach Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Schießziei mit abgeschirmtem Meßfeld, und Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Schießziel in einer weiteren Ausführungsform.
Wie aus Fig. 1 und auch aus Fig. 2 hervorgeht, hat die gemäß der Erfindung ausgebildete Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen Ermittlung der Lage von Treffern auf einem Schieß ziel folgenden Aufbau. Das Zielfeld Z eines Schießziels ist durch den Kreis 11 markiert. Es besitzt den Mittelpunkt M, den es mit einer aus einer Schußwaffe abgefeuerten Kugel zu treffen gilt. Das Zielfeld Z ist in der Itegel Teil einer Schießscheibe, die in bestimmter Entfernung von dem Schießstand aufgebaut ist. Die Einrichtung zur selbsttätigen elektronischen Ermittlung der Lage der Treffer in dem Zielfeld Z umfaßt die drei Empfänger 12, 13, 14, die unterhalb desselben und hinter einem sie schützenden Wall 16 o.dgl. längs einer horizontal verlaufenden Geraden 15 angeordnet sind. Vorteilhafterweise befindet sicti der mittlere Empfänger 13 vertikal unterhalb deii Mittelprnikts M des Ziel feldes Z. Die beiden Empfänger 12 und 14 sind längs der Geraden 15 in gleichen Abständen a/2 vom Empfänger 13 angeordnet. Zweckmäßigerweise sind itlre Entfernungen a/2 vom mittleren Empfänger 13 so groß, daß ihre Verbindungslinien vom Empfänger 12 bzw. 14 zum Mittelpunkt in etwa eitien s'ecltten Winkel bilden.
I)as gegen das Schießziel fliegende Geschoss G verursacht im Flug einen Ton bestimmter Frequenz; entsprechendes gilt für das Durchschlagen der Schießscheibe. Mit Hilfe der Empfänger 12, 13 und 14 werden die Entfernungen dl, d2, d3 zum Geschoß G gemessen. Der zur Einrichtung gehörende elektronische Rechner ermittelt die Differenz der Entfernungen d1 - d2 = p und 1 2 d3 - d2 = q. Es ist auch möglich, eine der beiden Wegdifferenzen durch die Wegdifferenz d3 - d1 = z zu ermitteln und für die Rechnung zu benutzen. Sind von der Einrichtung und ihrem Rechner die Wegdifferenzen p und q ermitteLt, so läßt sich aufgrunf der vorgegebenen Koordinaten der Punkte, an denett die Empfänger 12, 13 und 14 angeordnet sind, nach bekannten mathematischen Gesetzmäßigkeiten die Lage eines Treffers T in Bezug auf die Koordinaten x und y und bzw. oder der polaren Koordinaten r und dem Winkel α ermitteln bzw. errechnen und anzeigen.
Die mathematischen Gesetzmäßigkeiten bilden die Grundlage für die Programmierung des Rechners, der unmittelbar nach einem Treffer T innerhalb des Zielfeldes Z dessen Lage mittels eines optischen Anzeigegeräts oder mittels eines Aufzeichnungsgeräts auf einen Informationsträger aufgezeichnet werden kann.
Wie aus Fig. 2 ersiolitlich, geht von dei' Spitze tze des Geschosses G eine Schallfront aus, die die Form eines Kegels 17 mit dem Kegelwinkel 2ß hat. Die zu einem bestimmten Zellpunkt gemessene Entfernung zwischen der kegelförmigen Schallfront 17 und den Empfängern 12, 13, 14 wird längs eines Strahls gemessen, der rechtwinklig zum Kegel der Scliallfront 17 liegt. Deshalb ist es zur Ermittlung der Trefferlage notwendig, den Öffnungswinkel 2ß des Kegels der Schallfront 17 zu kennen. Der Wtiikel ß bzw, 2ß läßt sich bei bekannter Geschoßgeschwindigkeit und bekannter :icllallgeschwindigkeit im Bereich des Schießziels aus einer bekannten mathematischen Formel ermitteln. Zur Ermit L lung dieser Werte sind weitere Empfänger mit entsprechenden zugehörigen Rechengeräten vorhanden, die vorliegend nicht ntiller dargestellt sind.
Die Ortung des Geschosses G längs seiner Fl ugbalin F im unmittelbar vor <lem Zielfeld Z liegenden Bereich erfolgt vorteilhafterweise unter Verwendung der Schallwellen, die von der Spitze des Geschosses G ausgehen.
Es ist aber ebenso gut möglich, elektromagnetische Schwingungen des Lichts für die Ortung des Geschosses zur Ermittlung der in Betracht kommenden Entfernungen des Geschosses von den Empfängern zwecks Errechnung der Trefferlage zu verwenden. Aber auch andere elektromagnetische Wellen als die des sichtbaren Lichts lassen sich für den in Betracht kommenden Zweck allvenden.
Da, wie sich gezeigt hat, die hochsensiblcii Empfänger auch aus anderen Quellen stammende Schallwellen aufnehmen und verwerten, was zu Falschanzeigen u.a.m sowie erheblichen Störungen ind Beeinträchtigungen des Schießbetriebs führt, ist weiterhin gemäß der Erfindung vorgeseiten, die Empfänger 12', 13', 14' für die Schallwellen gegen äußere Einflüsse dadurch abzuschirmen, daß sio im Innenraum eines Gehäuses 21 angeordnet sind, und zwar ebenfalls wiederum entlang einer Geraden, wie in Fig. 1 dargestellt. Das Gehäuse besteht vorteilhafterweise aus einem Rahmen 22, welcher auf seiner Vorder- und Rückseite mit einer Membrane 23 bzw. 24 bespannt ist, die aus einem Gummituch oder einer Kunststoffolie besteht. Auf der dem Schützen zugekehrten vorderen Membrane 23 ist das Zielfeld Z', dessen Mittelpunkt von dem Geschoß G getroffen werden soll, etil.sprechend markiert.
Die Membranen sind notwendigerweise weitestgehend schallreflektierend und bzw. otler scijallschluckend, so daß der Innenraum 25 des Gehäuses 21 gegen unerwünschte Störeinflüsse abgeschirmt ist. Zweckmäßigerweise sind die Innenseiten des Rahmens 22 mit schallschluckendem Material bedeckt, so daß ein weitgehend scitalitoter Itaum etttsteht, zumindest soweit, als es fiir die Erzielung einwandfreier Meßergebnisse erforderlich ist.
Das Gehäuse 21 des Sciiielsziels ist derart atifgestellt, daß sich der untere, die Empfänger 12', 13', 111' enthaltende Bereiclt hinter der Schutzmauer 16' befindet, welche zu kurze, d.ll. zu tief anfliegende Geschosse abfängt, um zu vermeiden, daß sie zufällig auf die Empfänger 12', 13', 14' treffen und sie unbrauchbar machen.
Hei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind Empfänger 12", 13" und 14" in je einem Gehäuse 26, 27, 28 angeordnet, welche einen Schlitz 29 aufweisen, durch den reflektierte elektromagnetische Wellen hindurchtreten und auf den Empfänger 12", 13", 14" einwirken. Die reflektierten elektromagnetischen Wellen stammen von Sendern, welche das Zielfeld mit Strahlenfächern 30 iiberdecken, welche rechtwinklig zur Flugbahn F" des Geschosses G" liegen. Sobald das Geschoß G" sich durch die Strahlenfäciter 30 der Sender hindurchbewegt, reflektiert es Strahlen 31 zu den Empfängern 12", 13", 14" in ihren Abschirmgeltäusen 26, 27, 28.
Die Auswertung der von der Empfängern 12", 13", 14" empfangesien Signale erfolgt in gleicher beschriebener Weise.
L e e r s e i t e

Claims

A n s p r ü c h e 1# Einrichtung zur selbsstätigen elektronischen Ermittlung und Anzeige der Lage von Treffern auf einem Schießziel, bei welcher die Laufzeitdifferenz eines Energieimpulses zu mehreren Energiewandlern ermittelt und ausgewertet wird, gekennzeichnet durch mehrere, vorzugsweise drei, außerhalb des Schußfeldes längs einer vorzugsweise horizontal liegenden Geraden (15) und unterhalb des Zielfeldes (2) des Schießziels angeordnete Empfänger (12, 13, 14) zur Ortung des Abstaiides des Geschosses (G) von den einzelnen Empfängern (12, 13, i14) im Zielbereich, deren Signale einem elektronischen Rechner zugeführt werden, der auf der Gritndlage der geometrischen Gesetzmäßigkeiten derart programmiert ist, daß dieser aus den Metjwerten wenigstens zweier Empfänger die Lage des Treffers (T) in Bezug auf den Zielmittelpunkt (M) ermittelt un<l den oder die ermittelten Werte einem Anzeige- und bzw.

oder einem Aufzeichnungsgerät zuführt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens einen zusätzlichen Empfänger zur Ermittlung der effektiven Schallgeschwindigkeit und gegebenenfalls der Geschoßgeschwindigkeit im Zielbereich.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schießziele einem einzigen elektronischen Rechner zugeordnet sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger (12,13,14) derart abgeschirmt sind, daß sie nur für Wellen empfänglich sind, die im wesentlichen in einer rechtwinklig zur Flugbahn (F) des Geschosses (G) liegenden Ebene abgestrahlt werden.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von auf Schallwellen ansprechenden Empfängern die Zielfläche (Z),hinter welcher sich die Empfänger befinden, schallreflektierend und bzw. oder schallabsorbierend ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßfeld hinter der Zielfläche nach außen abgeschirmt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Meßfeld im inneren eines nach außen abgeschirmten Gehäuses (21) befindet,dessen dem Schützen zugekehrte Wand (23) die Zielfläche (Z) enthält.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der innenraum des Gehäuses (21) als im wesentlichen schal@@@ter Raum ausgebildet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das das Meßfeld enthaltende Gehäuse (21) aus einem Rahmen (22) besteht, der an der Vorder- und Rückseite mit je einer Membrane (23,24) bespannt ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (21,24) aus einem Gummituch oder einer Kunststoffolie o.dgl. bestehen.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der dem Schützen zugekehrten Fläche der Membrane (23) eine Zielscheibe oder Zielmarkierung o.dgl. befindet.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der das Meßfeld enthaltenden Kammer ein Empfänger und gegebenenfalls ein Geber für die Ermittlung der Größe der Schallgeschwindigkeit angeordnet ist.
13. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch die Anordnung eines oder mehrerer Schußdetektoren, insbesondere Infrarot-Detektoren,vorzugsweise in Nachbarschaft zur Mündung der Waffe, mit der das Ziel beschossen wird.