DE278219C

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Publication number: DE278219C
Application number: DENDAT278219D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

|Lasse 4Qm. gruppe^.

in KIEL.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Zeitpunktes, in dem ein Geschoß aus einem fahrenden Luftfahrzeug abgeworfen werden muß, um ein bestimmtes Ziel zu treffen. Das Geschoß behält im Fallen die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bei, und seine Bahn ist eine Parabel, die einerseits durch diese Geschwindigkeit, anderseits durch die Fallgeschwindigkeit, die wiederum eine

ίο Funktion der Höhe des Luftfahrzeuges über dem Ziel ist, bestimmt wird. Das Geschoß muß daher in dem Augenblick abgeworfen werden, in dem das Ziel unter einem durch diese beiden Größen bestimmten Winkel erscheint.

Wie nachstehend gezeigt werden soll, ist es möglich, diesen Winkel aus der Zeit zu ermitteln, die ein Gegenstand an der Erdoberfläche zum Durchgang durch einen beliebig gewählten Gesichtswinkel gebraucht, wenn noch der zweite. Faktor, die Höhe, bekannt ist. Diese wird am Barometer abgelesen. Nach der Erfindung läßt man, während das anvisierte Objekt den festen Winkel durchläuft, die Einstellung des Vorhaltwinkels durch ein. Uhrwerk selbsttätig vornehmen, so daß unmittelbar nach dieser Messung die Zielvorrichtung zum Anvisieren des Zieles fertig eingestellt ist.

In der Zeichnung dienen Fig. 1 und 2 zur Erläuterung der Theorie der Vorrichtung. Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der wesentlichsten Teile. Fig. 4 zeigt den ganzen Apparat, Fig. 5 und 6 Einzelheiten und Fig. 7 die Einteilung des Gesichtsfeldes.

Ist in der Fig. 1:
h = der Höhe des Luftfahrzeuges über dem

Boden,

s = dem in der Zeit t mit der Geschwindigkeit ν zurückgelegten Weg, a = dem Winkel, unter dem die Strecke s

vom Luftfahrzeug aus gesehen wird, so ist:

s — ν · t,

s = h · tg a, ⁴^

s tg α · h ^V ~~ T ~ t

Wählt man den Winkel α = 30°, so ist tg α = o,5774, also .

ν = 0,5774

Ist nun in Fig. 2:

σ = dem während der Fallzeit τ des Geschosses vom Flugzeug, also auch vom Geschoß in wagerechter Richtung mit der Geschwindigkeit ν zurückgelegten Weg, so ist

cp = dem gesuchten Vorhaltwinkel.

Es ergibt sich:

tg<P =

σ — V

tgcp =

Wird hierzu ν aus Gleichung ι eingesetzt, so ist:

Nun ist aber:

wo g die Fallbeschleuigung bedeutet, also:
I/TA"

tg φ = 0,5774 ■

= const.

(2)

Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht nun im Prinzip aus einer Vorrichtung nach Art eines Sextanten (Fig. 3). Dem Fernrohr ι gegenüber ist ein fester Spiegel 2 angebracht, der nur zum Teil belegt ist, so daß in bekannter Weise ein Teil I der aus dem Fernrohr austretenden Strahlen gerade durch ihn hindurchgeht, ein anderer Teil gegen eine Spiegelvorrichtung zurückgeworfen wird. Diese besteht aus zwei Spiegeln 3 und 4, die so gegeneinander versetzt sind, daß beide nebeneinander im Gesichtsfeld erscheinen. Der Spiegel 3 ist fest angebracht, und zwar so, daß er die von ihm reflektierten Strahlen II um 30 ° gegen die gerade durchgehenden I ablenkt. Der Spiegel 4 ist drehbar. Er wird durch ein Uhrwerk so eingestellt, daß die durch ihn gehenden Strahlen III mit den gerade durchgehenden I den Winkel ψ bilden. Die Formel (2) gibt die Grundlage für die Wirkungsweise der Einstellvorrichtung. Da der in der Formel vorkommende Ausdruck t die Zeit darstellt, in der ein anvisierter Gegenstand auf der Erdoberfläche den Winkel von 30 ° durchläuft, so muß das in der Einstellvorrichtung vorhandene Uhrwerk während der Zeit wirken, in der ein und derselbe Gegenstand auf der Erdoberfläche einmal im Strahl II und darauf im Strahl I erscheint.

Fig. 5 zeigt die Einstellvorrichtung. Sie besteht aus einem Bügel 5, der in seitlicher Richtung verschiebbar und mittels einer Schraube 6 einstellbar ist und ein Uhrwerk 7 trägt, das mittels des Stiftes 8 in Gang gesetzt und gestoppt werden kann. Die Anordnung kann so getroffen werden, daß der Stift 8 das gehende Uhrwerk mit der Schraubenspindel 9 koppelt. Durch das Uhrwerk wird eine im Bügel 5 gelagerte Schraubenspindel 9 in Umdrehung versetzt. In letztere greift eine Transporteinrichtung 10 ein, die noch in einer nicht gezeichneten Führung geführt sein kann und zweckmäßig so eingerichtet ist, daß sie durch Rückwärtsdrehung der Spindel zurückgeführt werden kann.

,60 Um einen festen Punkt 11 des Apparatgehäuses schwenkbar ist ein Arm 12 angebracht, der mit einem Schlitz 13 versehen ist, in den ein an der Transportvorrichtung 10 befestigter Stift 14 eingreift. Macht man nun den Abstand des Punktes 11 von der Achse der s₅ Spindel 9 = const. \'h, was durch seitliches Verschieben des Bügels 5 für jedes am Barometer abgelesene k bewirkt werden kann, und läßt alsdann die Spindel 9 während einer Zeit t sich drehen, so daß die Transportvorrichtung 10 um eine t proportionale Strecke verschoben wird, so wird, wie Fig. 6 zeigt, der Winkel, den der Arm 12 mit der Achse der Spindel 9 bildet, entsprechend der Formel (2) gleich φ. .

Der Arm 12 ist an seinem Drehpunkt 11 mit einem Zahnrad 15 verbunden, das in ein Zahnrad 16 mit der doppelten Zähnezahl eingreift. Mit der Achse des letzteren ist der bewegliche Spiegel 4 verbunden. Er ist so gestellt, daß er bei der gezeichneten Lage (d. h. der Nullstellung) des Armes 12, in der letzterer senkrecht zur Achse der Spindel 9 steht, den Strahl III im rechten Winkel zur Fernrohrachse austreten läßt. Wird der Arm 12 so gedreht, daß er mit der Spindelachse den Winkel φ bildet, so wird dadurch das Rad 15 um 90 ° — ψ und der Spiegel um V2 (9°° — φ) gedreht. Der austretende Strahl wird um das Doppelte dieses Winkels, also go um 90 ° — φ geschwenkt, bildet also nunmehr mit der Fernrohrachse den Winkel φ.

Wie vorher erwähnt, steht der Spiegel 4 in der Nullstellung des Instrumentes so, daß er den Strahl III senkrecht zur Achse des Fernrohrs, also parallel zur Erdoberfläche austreten läßt, während er durch die Drehung der Schraube 9 so geschwenkt wird, daß der Strahl die Erdoberfläche unter einem Winkel schneidet, der für wachsendes t zunimmt. Diese Stellungen ergeben sich aus folgender Überlegung:

Würde das Flugzeug eine sehr große Geschwindigkeit besitzen, so würde die Zeit, in der eine unter 30 ° erscheinende Strecke der Erdoberfläche durchlaufen wird, sehr klein werden. Es würde also t sehr klein und der Spiegel würde nur um einen sehr kleinen Betrag aus seiner Nullstellung geschwenkt werden. Bei dieser großen Geschwindigkeit des Flugzeuges muß aber das Geschoß, das ja mit der gleichen horizontalen Geschwindigkeitskomponente weiterfliegt, bereits sehr weit vor ■dem Ziel abgeworfen werden; das Ziel ist also unter einem möglichst großen Winkel anzuvisieren. Hieraus ergibt sich, daß in der Nullstellung, in der t = 0 ist, der austretende Strahl einen möglichst großen Winkel mit der Erdoberfläche bilden, d. h. parallel zu ihr verlaufen muß. Dies ist in Übereinstimmung mit der Formel (2), aus der sich für ί = 0 ergibt: tg q> = 00 und φ = R.

Für den zweiten Grenzfall, nämlich den, daß das Flugzeug stillsteht, also das Geschoß keine wagerechte Bewegungskomponente besitzt, müßte letzteres senkrecht über dem Ziel abgeworfen werden, also der Strahl III senkrecht zur Erdoberfläche stehen. In diesem Falle würde die Zeit t zum Durchlaufen einer unter 30 ° erscheinenden Strecke der Erdoberfläche unendlich groß werden, und die Schraube 9 würde den Arm 12 um einen rechten Winkel drehen (unter der Annahme, daß beide unendliche Länge besäßen). Durch diese Schwenkung des Armes würde der Spiegel 4 um ¹J₂ R und der Strahl III um R aus der Nullage geschwenkt, d. h. der Strahl würde für unendlich großes t in senkrechte Stellung zur Erdoberfläche kommen.

Fig. 4 zeigt das. Fernrohr in Verbindung mit der Einstellvorrichtung, die in einem geschnitten dargestellten Gehäuse 17 untergebracht ist. Aus diesem tritt die Einstellschraube 6 sowie der Knopf 8 hervor. Die Skala, nach der der Bügel 5 entsprechend der Höhe eingestellt wird, ist am Gehäuse befestigt. Sie ist in der Zeichnung nicht mit dargestellt.

Um ein möglichst großes Gesichtsfeld zu erzielen, wählt man zweckmäßig ein Fernrohr ohne Vergrößerung, Das Fernrohr muß während des Gebrauchs stets senkrecht gehalten werden, es ist daher an ihm eine Libelle 18 angebracht, deren Bild in bekannter Weise durch Prismen und Linse in das Gesichtsfeld projiziert wird.

Fig. 7 stellt das Gesichtsfeld dar. Die einzelnen Teile desselben sind entsprechend der Bezeichnung der Strahlen in Fig. 3 mit I, II, III und IV bezeichnet. Im Teil IV ist die Libelle sichtbar. Der Teil I gestattet die senkrechte Durchsicht und dient zur senkrechten Meßvisur, wenn das Gesichtsfeld des Fernrohrs kleiner als 30° ist.

Der Gebrauch der Vorrichtung gestaltet sich folgendermaßen: Der Apparat ist durch

eine Öffnung im Boden der Karosserie des Flugzeuges hindurchgesteckt. Zunächst wird die Flughöhe am Barometer abgelesen und der Bügel 5 mittels der Schraube 6 auf diese Höhe nach der Skala eingestellt. Während der ganzen Dauer der Messung wird das Instrument nach der im Felde IV sichtbaren Libelle genau senkrecht gehalten. Im Augenblick, in dem ein beliebiger, gut sichtbarer Gegenstand an der Erdoberfläche im Felde II bei senkrecht gehaltenem Fernrohr durch den Visierfaden geht, wird durch Drücken auf den Knopf 8 das Uhrwerk in Gang gesetzt oder mit der Spindel gekoppelt. Im Augenblick, in dem der gleiche Gegenstand im Felde I oder bei genügend großem Gesichtsfelde ebenfalls noch im Felde II durch den Visierfaden geht, wird das Uhrwerk in gleicher Weise angehalten. Der Apparat ist damit eingestellt und kann unmittelbar darauf zum Anvisieren des Zieles verwendet werden. In dem Augenblick, in dem das Ziel bei senkrecht gehaltenem Fernrohr im Felde III durch den Visierfaden geht, wird das Geschoß abgeworfen.

Mittels der Vorrichtung der Erfindung kann die Zeit, die zwischen Messung und Abwurf vergeht, praktisch auf ein Minimum reduziert werden, was die Treffsicherheit bedeutend erhöht, da die gemessene Geschwindigkeit eigentlich nur für den Messungsmoment gültig ist.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Zielvorrichtung für das Abwerfen von Geschossen aus Luftfahrzeugen, bei der der Vorhaltwinkel aus der Höhe des Fahrzeuges und der Winkelgeschwindigkeit des Zieles ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei feste Visiervorrichtungen mit einer dritten, durch ein Uhrwerk bewegten Visiervorrichtung derart verbunden sind, daß die bewegliche Visiervorrichtung in die dem Vorhaltwinkel entsprechende Stellung verschoben wird, wenn das Uhrwerk während der Zeit läuft, in der ein Hilfsziel den fest eingestellten Gesichtswinkel durcheilt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei fest unter einem bestimmten Winkel angebrachte Spiegel (2 und 3) nebst einem durch ein Uhrwerk beweglichen Spiegel (4). .

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der beweglichen Visiervorrichtung mittels einer mit dem Uhrwerk (7) verbundenen Schraubenspindel (9) erfolgt, die einen Schieber (10) vorschiebt, der an einem um einen festen Punkt (11) schwenkbaren Arm (12) angreift, und die in der Richtung ihres senkrechten Abstandes von dem festen Punkt (11) verschiebbar und einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fernrohr am unteren Ende ein Gehäuse (17) trägt, in dem in der Fernrohrachse der eine feste Spiegel (2) und diesem gegenüber der andere feste (3) und der bewegliche Spiegel (4) angebracht ist, von denen der letztere durch eine Zahnradübersetzung (15, 16) im Verhältnis 1: 2 mit dem Arm (12) verbunden ist, an den die Transporteinrichtung (10) angreift.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.