DE2901874A1

DE2901874A1 - Einrichtung zum richten einer waffe

Info

Publication number: DE2901874A1
Application number: DE19792901874
Authority: DE
Inventors: Aake Dipl Ing Blomqvist; Kurt Dipl Ing Dahlberg
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1978-01-18
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1979-07-19
Also published as: US4326340A; NL7900257A; SE7800625L; FR2415286A1; IT7947656A0; GB2012993B; GB2012993A; SE420765B; ES477234A1; IT1113463B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Richten einer Waffe, beispielsweise eines Luftabwehrgeschützes, auf ein sich bewegendes, zu beschießendes Ziel, mit einem in Verbindung mit der Waffe 5 angeordneten Visier, in dem der Schütze das Ziel beobachten kann und mit mindestens einem Richtsystem, mit dessen Hilfe der Schütze die Waffe auf das beobachtete Ziel richten kann.

Beim Schießen auf ein bewegtes Ziel mit einer Waffe der 10 beschriebenen Art, hält der Schütze die Visierlinie des Visiers konstant auf das bewegte Ziel ausgerichtet, während er gleichzeitig die Waffe so führt, daß die Schießrichtung

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der Waffe in Übereinstimmung mit der Visierlinie gebracht wird. Bei einem System mit an der ausrichtbaren Waffe be~ festigtem Visier, erfolgt das Ausrichten der Visierlinie des Visiers auf das Ziel gewöhnlich durch das Ausrichten der Waffe selbst. Wenn der Schütze während des Ausrichtens am Geschützaufbau plaziert ist, wird er bei Beginn des Schießens durch Rauch und Schütteln belästigt, was zur Folge hat, daß er seine Aufgabe nicht mehr mit Genauigkeit ausführen kann. Untersuchungen haben gezeigt, daß nur von den ersten paar Runden einer Salve angenommen werden kann, daß sie treffen, während die folgenden Runden der Salve eine so große Anzahl von Fehlschüssen haben, daß kein Effekt erwartet werden kann. Es wurde versucht, dieses Problem durch die Einführung einer Rückkopplungssteuerung zu vermeiden, bei welcher durch einen Rechner ermittelt wird, wie das Visier des Geschützes weiter gerichtet werden muß, um ein geradlinig bewegtes Ziel zu verfolgen. Eine derartige Ausrüstung ist kompliziert und teuer und ist vor allem dann erforderlich, wenn die Kenntnis der Entfernung des Ziels wichtig ist, was andererseits in manchen Fällen bei weniger komplizierten Schießsteuervisieren nicht erforderlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine derartige Einrichtung mit niedrigen Kosten zu finden, die es ermöglicht, vergleichsweise lange Salven auf ein bewegtes Ziel mit gutem Effekt zu schießen. Die Erfindung ist im wesent-

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lichen dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Richten Einrichtungen aufweist, die beim Abfeuern der Waffe eine derartige Umschaltung des Richtsystems bewirken, daß während der Dauer des Schießens die Winkelposition der Waffe oder eine oder mehrere zeitliche Ableitungen der Winkelposition konstant gehalten werden.

Wenn die Einrichtung ein Richtsystem zum seitlichen Richten der Waffe enthält, kann z. B. die seitliche Beschleunigung, die seitliche Geschwindigkeit oder die seitliche Winkelposition während des Abfeuerns konstant gehalten werden. Wenn die Einrichtung ein Höhenrichtsystem aufweist, kann z. B, die Höhengeschwindigkeit und die Höhenwinkelposition während des Abfeuerns konstant gehalten werden.

Im folgenden wird die Erfindung mehr im Detail im Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, die in Fig. 1 die Erfindung in Verbindung mit einem Luftabwehrgeschütz in schematischer Darstellung zeigen} Fig. 2 zeigt ein Seitenrichtsystem gemäß der Erfindung, Fig. 3 zeigt ein Höhenrichtsystem und Fig. 4 zeigt ein alternatives Seitenrichtsystem der Einrichtung.

Das in der Fig. 1 als Beispiel und nur schematisch dargestellte Luftabwehrgeschütz ist mit einem Lauf 1 versehen, der in üblicher Weise auf einer Oberlafette 2 höhenricht-

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bar gelagert ist. Die Oberlafette 2 kann mit Hilfe eines Servomotors 3, der mit einem Zahnring 4 im Eingriff steht, seitlich bewegt werden. Ein Teil der Oberlafette 2 ist weggeschnitten, um die Stellung des Servomotors 3 und des Zahnringes 4 zu zeigen. Das Höhenrichten des Geschützes erfolgt mit Hilfe eines Servomotors 5, der auf der Oberlafette 2 angeordnet ist und der mit dem Zahnsegment 6 an dem höhenrichtbaren Teil 7 in Eingriff steht.

Das Luftabwehrgeschütz ist auch mit einem Visier 8 versehen, welches an dem höhenrichtbaren Teil 7 befestigt 1st. Das Visier ist in der Zeichnung nur in schematischer Darstellung gezeigt, da seine Ausbildung für die Erfindung keine prinzipielle Bedeutung hat» Das Visier kann beispielsweise als konventionelles optisches Visier, als Radarvisier oder als Laservisier ausgebildet sein. Das einzig wichtige ist, daß der Schütze kontinuierlich die Position der Visierlinie des Visiers mit dem beobachteten Ziel in Übereinstimmung bringen kann. Der Schütze sitzt auf dem Sitz 9_f der an der Seite des Geschützes auf der Oberlafette 2 angeordnet ist und kann mit Hilfe eines Richthebels 10 die zwei Servomotoren 3 und 5 betätigen, so daß das Geschütz höhen- und seitenbewegt wird, wobei er mit Hilfe des Visiers 8 dem Ziel, alt einem geeigneten Winkelvorhalt und Aufsatzwinkel, folgt»

Figo 2 zeigt ein Belsplal₉ wie das Seltenrichtsystem In

Verbindung mit ©Iner erfiadiangsgeHäßen Einrichtung ausge-

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bildet sein kann. Ein Tachometergenerator 11 ist mit Servomotor 3 verbunden, der in konventioneller Weise ein elektrisches Signal erzeugt, welches proportional zur Winkelgeschwindigkeit des Laufs 1 und damit der Schießrichtung ist. Der Servomotor wird über einen Verstärker 12 gesteuert, der zum Tachometergenerator 11 über eine Summiereinrichtung 13» die vom Integrator 14 gespeist wird, eine Rückkopplung aufweist. Am Eingang des Integrators ist ein sogenannter Uberprüf- und Halteschaltkreis (sample and hold Kreis), bestehend aus einem Kondensator 15 und einem Relais 16 angeschlossen. Das Seitwärtsbewegen erfolgt mit Hilfe eines Richthebels 10, der mit dem Uberprüf- und Halteschaltkreis über ein Steuerfilter 17 in Verbindung steht. Das Steuerfilter besteht aus einem elektrischen Schaltkreis, dessen Umformfunktion mit solchen Eigenschaften ausgestattet ist, daß die Aufgabe des Schützens so leicht wie möglich gemacht wird. Ein Beispiel für eine zweckmäßige Ausbildung des Steuerfilters für die Verfolgung schneller Luftziele ist

*λ 1 + As + Bs

s; « —-— --—

(1 + Cs)²

wobei s den Laplaceoperator bezeichnet und A, B und C Konstanten sind mit Werten von beispielsweise A » 1 Sek.,

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B = 0,25 Sek.² und C = 0,05 Sek. Das Relais 16 ist an einen Schießschaltkreis 18 angeschlossen, der ein Signal abgibt wenn das Geschütz schießt, wodurch das Relais den Steuerschaltkreis an seinem Schalter 19 unterbricht.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel des Höhenrichtsystems mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung. Der Servomotor 5 wirkt

dem Teil mit dem Zahnsegment 6 anlhöhenrichtbarenl7 des Geschützes zusammen. Wie im Fall des Servomotors 3 zum seitlichen Ausrichten ist ein Tachometergenerator 20 an den Servomotor 5 angeschlossen, der ein elektrisches Signal proportional zur Höhenwinkelgeschwindigkeit der Laufbuchse 1 und damit der Schießrichtung erzeugt. Der Servomotor 5 wird durch einen Verstärker 21 angesteuert, der über Summierungseinrichtungen 22 auf den Tachometergenerator 20 rückgekoppelt ist. Am Eingang der Summiereinrichtungen ist ein Uberprüf- und Halteschaltkreis, bestehend aus Kondensator 23 und Relais 24, angeschlossen«, Der Schütze hebt das Geschütz mit Hilfe von Richthebel 10 an, der mit dem Uberprüf- und Halteschaltkreis über ein Steuerfilter 25 verbunden ist. Das Steuerfilter besteht aus einem elektrischen Schaltkreis, der beispielsweise die Umformfunktion

1 + C?

aufweist, wobei s den Laplaceoperatox^bezeichnet und D und C

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Konstanten mit Werten von beispielsweise D = 0,5 Sek. und C = 0,05 Sek. sind. Das Relais 24 ist mit dem Schießschaltkreis 18 verbunden, der beim Schießen des Geschützes ein Signal abgibt, wodurch das Relais dann den Steuerschaltkreis bei Schalter 26 unterbricht.

Die beschriebene Einrichtung funktioniert in der folgenden Weise. Der Schütze richtet das Geschütz mit Hilfe von Richthebel 10 aus und verfolgt mit dem Visier 8 das Ziel. Es wird angenommen, daß das Visier 8 in zweckmäßiger, bekannter Weise zur Berechnung oder Bestimmung des Vorhaltwinkels und Aufsatzwinkels ausgebildet ist. Das Schießen erfolgt mit Hilfe der Schießeinrichtung 18, die gleichzeitig die Relais 16 und 24 der Uberprüf- und Halteschaltkreise beeinflußt, so daß die Verbindung des Richthebels 10 mit den zwei Steuersystemen unterbrochen wird. Das Geschütz bewegt sich dann mit konstanter Querbeschleunigung und konstanter Höhengeschwindigkeit. Berechnungen haben ergeben, daß bei schnellen Zielen, beispielsweise Zielen, die sich mit einer Geschwindigkeit von 300 m/Sek. und in einer Reichweite von 1000 - 2000 Metern bewegen, für 2 Sek. oder bei langsameren Zielen oder Zielen in einem größeren Abstand für eine längere Zeit_/die genaue Verfolgung des Ziels beizubehalten und damit ein effektvolles Schießen möglich ist.

Die oben beschriebene Einrichtung kann,ohne vom Konzept der Erfindung abzuweichen variiert werden. Ein Beispiel

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für ein anderes Steuersystem für das Seitenrichtsystem ist in der Fig. 4 gezeigt. Der zwischen Summiereinrichtung 13 und Geschütz liegende Teil des Systems entspricht dem unter Fig. 2 beschriebenen Teil und ist deswegen nicht in der Fig. 4 gezeigt. Der zwischen dem Richthebel 10 und der Summiereinrichtung 13 liegende Teil des Systems ist dergestalt abgewandelt, daß eine weitere Summiereinrichtung 27 am Eingang der Summiereinrichtung 13 angeschlossen ist. Die Summiereinrichtung 27 bildet die Summe aus dem Ausgangssignal und dem Eingangssignal des Integrators 28_fmultipliziert mit der Konstante E. Entsprechend dem Steuersystem von Fig. 2, ist ein Uberprüf- und Halteschaltkreis, bestehend aus einem Kondensator 29 und einem Relais 30, an den Eingang des Integrators 28 angeschlossen. Der Richthebel 10 ist mit diesem Uberprüf- und Halteschaltkreis über ein Steuerfilter 31 angeschlossen, welches die Umformfunktion

Q (S) ₌

1 + Cs

aufweist, wobei a den Laplaceoperatox^bezeichnet, und die Konstanten E, A und C beispielsweise die Werte E a 1 Sek., A = 0,5 Sek. und C = 0,05 Sek. aufweisen.

Die oben beschriebenen Bemessungen des Steuerff.lters sind nur Beispiele, und die zweckmäßigste Ausbildung ist durch die anderen Eigenschaften des Systems beeinflußt,

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wie beispielsweise die Verstärkung des Visiers, die Eigenschaften des Richthebels, der Bandbreite des Servosystems zur Steuerung der Hebe- und Seitenbewegung etc.

Die Berechnung des gezeigten Systems ist für die Bekämpfung von schnellen Luftzielen optimiert. Für die Bekämpfung von langsamen Zielen, beispielsweise Hubschraubern und Bodenzielen, kann es angebracht sein, die Integratoren 14 und 28, sowie das Seitenrichtsystem mit Eigenschaften ähnlich denen des in Fig. 3 beschriebenen Höhenrichtsystems, auszustatten. Es empfiehlt sich auch, den Tachometergenerator 20 in Fig. 3 durch einen Winkelgeber zu ersetzen, beispielsweise ein Potentiometer, so daß beim Schießen die Höhenposition anstatt der Höhengeschwindigkeit konstant gehalten wird.

Für den Fall, daß die Waffe auf bewegtem Untergrund, beispielsweise auf einem Schiff oder Landfahrzeugen installiert ist, muß die Winkelposition der Waffe in Bezug ziieinem raumfixierten Koordinatensystem konstant gehalten werden und die Tachometergeneratoren 11 und 20 sollten dann durch Geschwindigkeitskreisel, die auf dem höhenrientbaren oder dem seitenrichtbaren Teil der Waffe installiert werden, ersetzt werden.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Richten einer Waffe, insbesondere eines Luftabwehrgeschützes, auf ein sich bewegendes, zu beschießendes Ziel, mit einem in Verbindung mit der Waffe angeordneten Visier, in dem der Schütze das Ziel beobachten kann, und mit mindestens einem Richtsystem, mit dessen Hilfe der Schütze die Waffe auf das beobachtete Ziel richten kann,, dadurch gekennzeichnet , daß das Richtsystem Einrichtungen (16„ 24, 30) aufweist, die beim Abfeuern der Waffe eine derartige Umschaltung des Richtsystems bewirkt,, daß während der Dauer des Schießens die Winkelposition der Waffe oder eine oder mehrere zeitliche Ableitungen der Winkelposition konstant gehalten werden.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Seitenrichtsystem der Waffe derart umschaltbar ist, daß die Seltenbeschleunigung während der Dauer des Schießens konstant gehalten wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Seitenrichtsystem der Waffe derart umschaltbar ist, daß die Seitenwinkelgeschwindigkeit während der Dauer des Schießens konstant gehalten wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenrichtsystem der Waffe derart umschaltbar ist, daß die Seitenwinkelposition während der Dauer des Schießens konstant gehalten wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Höhenrichtsystem der Waffe derart umschaltbar ist, daß die EIevationswinke!geschwindigkeit während der Dauer des Schießens konstant gehalten wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Höhenrichtsystem der Waffe derart umschaltbar ist, daß die Elevationswinkelposition während der Daufr des Schießens konstant gehalten wird.

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7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waffe auf einer bewegbaren Basis, beispielsweise einem Schiff oder Landfahrzeug angeordnet ist und die Winkelposition der Waffe in Bezug zu einem raumfesten Koordinatensystem in einer oder mehreren Ableitungen während der Dauer des Schießens konstant gehalten wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waffe beides, ein Seitenrichtsystem (Fig. 2 und 4) und ein Höhenrichtsystem (Fig. 3) enthält, die derart umschaltbar sind, daß der Seitenwinkel oder der Elevationswinkel oder eine oder mehrere Ableitungen während der Dauer des Schießens konstant gehalten werden.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenrichtsystem einen Servomotor (3) der mit einem Zahnring (4) an der Oberlafette (2) der Waffe zusammenwirkt, aufweist, der Servomotor (3) durch einen Verstärker (12) gesteuert wird, der mit einem mit dem Servomotor verbundenen Tachometergenerator (11), über eine erste, durch einen Integrator (14) gespeiste, Summiereinrichtung (13) rückgekoppelt ist, und weiterhin ein Steuerfilter (17) aufweist, dessen Eingang mit dem Richthebel (10) des Schützen und dessen Ausgang mit einem Sample and hold Kreis (15, 16, 19) zum Umschalten des Richtsystems verbunden ist.

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10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenrichtsystem eine zweite, zwischen erster Summiereinrichtung (13) und Integrator (28) geschaltete Summiereinrichtung (27) aufweist, zum Bilden der Summe aus dem Ausgangssignal und dem mit der Konstante (E) multiplizierten Eingangssignal des Integrators.

11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Höhenrichtsystem einen, mit dem an dem höhenrichtbaren Teil (7) der Waffe befestigten Zahnsegment (6) zusammenwirkenden Servomotor (5) aufweist, der durch einen Verstärker (21) gesteuert wird, welcher zu einem mit dem Servomotorι verbundenen Tachometergenerator (20) über eine Summiereinrichtung (22) rückgekoppelt ist, und weiterhin ein Steuerfilter (25) aufweist, dessen Eingang mit dem Richthebel (10) des Schützen und dessen Ausgang mit einem Sample and hold Kreis (23, 24, 26) zum Umschalten des Richtsystems verbunden ist.

12. Einrichtung nach Jedem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sample and hold Kreis mit einem Kondensator (15, 23, 29) und einem Relais (16, 24, 30) versehen ist, das Relais an den Schießschaltkreis (18) der Waffe angeschlossen ist und beim Abfeuern die Verbindung zwischen Richthebel (10) des Schützen und Steuerfilter (17, 25) unterbricht.

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13« Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (16, 24, 30) einen Kontakt (19, 26) am Ausgang des Steuerfilters (17, 25) beeinflußt.

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