DE3000360A1 - Anordnung zur ausbildung von schuetzen - Google Patents

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PATENTANWÄLTE

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN POSTADRESSE! POSTFACH 95 O1 6O₁ D-8OOO MÖNCHEN

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AUSTRALASIAN TRAINING ⁷' ^{Januar 198}°

AIDS (PTY.) LIMITED

DEA-25 091

Anordnung zur Ausbildung von Schützen

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Gewinnen von Informationen bezüglich des Punktes, an dem die Flugbahn eines sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegenden Geschosses eine vorbestimmte Meßebene kreuzt.

Wenn sich ein Geschoß in der Atmosphäre mit Überschallgeschwindigkeit bewegt, wird eine sich konisch erweiternde Druck- oder Stoßwelle erzeugt, wobei sich das Geschoß am Scheitelpunkt der Stoßwelle befindet.

Es wurde bereits vorgeschlagen, ein Gerät zu schaffen, das es ermöglicht, den Punkt zu ermitteln, an dem die Flugbahn eines Geschosses eine Ebene kreuzt, wobei Meßwandler oder dergl. benutzt werden, um eine solche durch ein sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegendes Geschoß erzeugte Stoßwelle nachzuweisen. Einer dieser Vorschläge ist in der US-PS 3 778 059 beschrieben.

Zwar sind weitere Zielscheibenkonstruktionen und Geräte aus der Ch-PS 589 835 sowie dem DE-GM 77 26 275 und anderen Veröffentlichungen bekannt, doch bietet keine dieser bekannten Konstruktionen einem Schützen umfassende Übungsmöglichkeiten. Vielmehr liefern diese bekannten Anordnungen einem übenden Schützen nur beschränkte Informationen über seine Fortschritte als Schütze. Beispielsweise ermöglichen es die bekannten Anordnungen, einen Punkt zu bestimmen, an dem ein auf eine Zielscheibe abgefeuertes Geschoß sich gegenüber der Zielscheibe bewegt. In der US-PS 3 233 904 ist eine automatische Zielscheibenvorrichtung beschrieben, bei der ein

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Impulsschalter vorhanden ist, der dazu dient, festzustellen, ob ein Geschoß eine Zielscheibe getroffen hat, und mittels dessen ein Zielscheibenmechanismus betätigt wird, durch den die Zielscheibe aus einer vollständig angehobenen in eine vollständig abgesenkte Stellung gebracht wird.

Durch die Erfindung ist ein Gerät geschaffen worden, das im Vergleich zu den bekannten Geräten erheblich vielseitiger ist und einem übenden Schützen bessere Ausbildungsmöglichkeiten bietet. Um in der Ausbildung befindliche Schützen besser zu informieren, ist es zweckmäßig, dem Schützen unmittelbar nach jedem Schuß sowohl positive als auch negative Informationen bezüglich seiner Schießtechnik zukommen zu lassen. Zwar kommen hierfür Informationen verschiedener Art in Frage, doch sollen vorzugsweise mehrere Anzeigen bezüglich jedes abgefeuerten Schusses geliefert werden. Beispielsweise ist es erwünscht, dem übenden Schützen mindestens eine angenäherte Anzeige darüber zukommen zu lassen, wo ein auf eine Zielscheibe abgefeuertes Geschoß die Zielscheibe passiert hat, und/oder eine zwangsläufige Anzeige darüber, ob das Geschoß die Zielscheibe tatsächlich getroffen hat und/oder ob es abgeprallt ist, bevor es den Bereich der Zielscheibe erreicht hat. Ferner ist es vorteilhaft, in Verbindung mit einer der vorstehend genannten Anzeigen Informationen darüber zu gewinnen, ob der übende Schütze seine Waffe in der richtigen Weise hält. Das erfindungsgemäße Übungsgerät für Schützen ist insbesondere zum Gebrauch durch Anfänger geeignet, bei denen die Gefahr besteht, daß sie die Waffe nicht in der richtigen Weise halten und daß sie ihre Schüsse nicht einmal so abfeuern, daß die Zielscheibe überhaupt getroffen wird. Somit wird ein solcher Anfänger davon in Kenntnis gesetzt, auf welche Weise er seine Schießtechnik ändern muß, um bessere Treffergebnisse zu erzielen. Jedoch ist das erfindungsgemäße Gerät auch für fortgeschrittene Schützen geeignet, die den Wunsch haben, nicht nur eine Anzeige dafür zu bekommen, daß die Zielscheibe tatsächlich von einem Geschoß getroffen

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worden ist, sondern auch erfahren möchten, ob das Geschoß einen bestimmten Bereich der Zielscheibe getroffen hat.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um ein Gerät zum Gebrauch durch übende Schützen, bei dem sich ein Geschoß von einer Feuerstellung aus längs einer Flugbahn in Richtung auf eine Zielscheibe und durch eine Meßebene hindurch bewegt. Das Gerät dient dazu, gegenüber einer Darstellung einer Zielscheibe einen Punkt in der Meßebene zu erfassen und anzuzeigen, an dem die Flugbahn die Meßebene gekreuzt hat, um mindestens eine angenäherte Anzeige dafür zu liefern, wo sich das Geschoß gegenüber der Zielscheibe bewegt hat. Ferner liefert das Gerät eine zwangsläufige Anzeige dafür, daß die Zielscheibe von einem Geschoß getroffen worden ist. Auf diese Weise erhält der übende Schütze mindestens eine angenäherte Anzeige dafür, \<jq das Geschoß den Bereich der Zielscheibe passiert hat, sowie eine zwangsläufige Anzeige darüber, ob die Zielscheibe von dem Geschoß getroffen worden ist; diese Anzeigen erleichtern es dem Übenden Schützen, zwischen Treffern am Rand der Zielscheibe und Fehlschüssen nähe dem Rand der Zielscheibe zu unterscheiden.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung dient das Gerät dazu, gegenüber einer Darstellung der Zielscheibe einen Punkt in der Meßebene zu erfassen und anzuzeigen, der auf der Flugbahn liegt, so daß man mindestens eine angenäherte Anzeige darüber erhält, wo sich das Geschoß gegenüber der Zielscheibe bewegt hat. Ferner mißt das Gerät die Geschwindigkeit des Geschosses in der Nähe der Zielscheibe, wobei die gemessene Geschwindigkeit mit mindestens einem erwarteten Geschoßgeschwindigkeitswert verglichen vird, um zu gewährleisten, daß die gemessene Geschwindigkeit in einem zu erwartenden Bereich von Geschoßgeschwindigkeiten liegt. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird angezeigt, damit der übende Schütze Kenntnis davon bekommt, wo sich das Geschoß gegen-

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über der Zielscheibe bewegt hat, sowie davon, ob das Geschoß die Meßebene in freiem Flug, d.h. ohne abzuprallen, passiert hat oder ob es vor dem Passieren der Meßebene abgeprallt ist.

Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung erhält der übende Schütze mindestens eine angenäherte Anzeige dafür, wo das Geschoß die Zielscheibe passiert hat, ferner eine zwangsläufige Anzeige eines Treffers auf der Zielscheibe sowie eine Anzeige darüber, ob ein nachgewiesener Treffer auf der Zielscheibe durch ein frei fliegendes, d.h. nicht abgepralltes Geschoß oder aber durch ein vor dem Treffen der Zielscheibe abgepralltes Geschoß hervorgerufen worden ist. Ein solches Gerät ist insbesondere für Anfänger vorteilhaft, die möglicherweise nicht einmal erkennen, daß bestimmte Schüsse etwas unterhalb der Zielscheibe abgefeuert werden und dann durch einen Abprallvorgang in den Bereich der Zielscheibe gelangen. Wenn nicht die Möglichkeit besteht, einwandfrei zu bestimmen, ob das Geschoß abgeprallt ist, besteht die Gefahr, daß ein Abpralltreffer auf der Zielscheibe einfach als echter Treffer angezeigt wird, so daß der übende Schütze fälschlicherweise in der Anwendung einer falschen Schießtechnik bestärkt wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung gehört zu der Einrichtung zum Nachweisen eines Treffers auf der Zielscheibe z.B. ein Wandler, der in einem Abstand von der Zielscheibe und ohne physikalische Verbindung mit ihr angeordnet ist und dazu dient, selektiv eine Trefferanzeige nur in Abhängigkeit davon zu liefern, daß bei der Zielscheibe durch ein sie treffendes Geschoß eine Störung hervorgerufen wird. Diese spezielle Einrichtung für den Treffernachweis hat die Aufgabe, die Schwierigkeiten auszuschalten, die sich bei verschiedenen bekannten Geräten ergeben, bei denen Steine, die durch vom Boden vor der Zielscheibe abprallende Geschosse hochgeschleudert werden, in manchen Fällen fälschlicherweise zu einer Trefferanzeige führen,

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z.B. wenn solche hochgeschleuderten Steine die Zielscheibe treffen, während das abgeprallte Geschoß an der Zielscheibe vorbeifliegt. Bei der Verwendung in Verbindung mit sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegenden Geschossen wird als Bestandteil einer Trefferanzeigeeinrichtung dieser Art ein Wandler verwendet, der gegenüber der Flugbahn des Geschosses vor der Zielscheibe angeordnet und so abgeschirmt ist, daß er auf Luftdruckstörungen anspricht, die durch das Geschoß verursacht werden, welches auf die Zielscheibe trifft, jedoch nicht auf Störungen, die von der sich in der Luft fortpflanzenden Stoßwelle herrühren, die durch das Geschoß erzeugt wird. Alternativ ist der Wandler hinter einer dreidimensionalen Zielscheibe angeordnet und durch diese mindestens teilweise gegen die sich in der Luft fortpflanzende Stoßwelle eines sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegenden Geschosses abgeschirmt.

Ferner ist durch die Erfindung eine besonders vorteilhafte Anordnung zum Anzeigen des Punktes in einer Meßebene geschaffen worden, an dem die Flugbahn eines sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegenden Geschosses die Meßebene durchläuft. Zu dieser Anordnung gehören mindestens drei Wandler, die auf eine sich in der Luft fortpflanzende, von dem Geschoß herrührende Stoßwelle ansprechen und an bestimmten Punkten angeordnet sind, die längs einer zu der Meßebene im wesentlichen parallelen Linie in Abständen verteilt sind. Weiterhin sind Einrichtungen zum Messen der Geschwindigkeit des Geschosses und der Schallgeschwindigkeit in Luft in der Nähe der Wandleranordnung vorhanden. Durch die Wandleranordnung sowie die Einrichtungen zum Messen der Geschoß- bzw. Schallgeschwindigkeit wird eine Recheneinrichtung gesteuert, welche die Lage des Punktes in der Meßebene ermittelt, an dem die Flugbahn des Geschosses die Meßebene passiert hat, woraufhin die Lage des ermittelten Punktes angezeigt wird.

Schließlich ist im Rahmen der Erfindung daran gedacht, graphische Darstellungen zu erzeugen, die einem übenden Schützen

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für jeden abgefeuerten Schuß positive und negative Informationen liefern. Beispielsweise kann ein Bildschirm vorhanden sein, der mit einer Darstellung der Zielscheibe versehen ist und auf dem angezeigt wird, an welchem Punkt die Zielscheibe von dem Geschoß getroffen worden ist. Da es in manchen Fällen schwierig sein kann, zwischen Treffern am Rand der Zielscheibe und Fehlschüssen in ihrer unmittelbaren Nähe zu unterscheiden, ist es erwünscht, eine zuverlässige ergänzende Anzeige dafür vorzusehen, ob ein Treffer nachgewiesen worden ist. Ferner ist daran gedacht, den Bereich einer Zielscheibe anzuzeigen, der getroffen worden ist, sowie die Tatsache, ob es sich bei dem Geschoß um einen Abpraller handelt. Bei Schießwettbewerben erweist es sich als vorteilhaft, eine graphische Darstellung der Schießergebnisse eines übenden Schützen für jeden abgefeuerten Schuß und ein Gesamtergebnis für einen Satz von abgefeuerten Schüssen vorzusehen.

Gemäß der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen und den als Anhang beigefügten Rechnerprogrammen ist durch die Erfindung ein vielseitiges Übungsgerät für Schützen geschaffen worden, das bis jetzt auf diesem Gebiet nicht bekannte Übungsmöglichkeiten bietet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Übungsschießplatzes ;

Fig. 2 eine Schrägansicht einer Zielscheibenanordnung mit einer Zielscheibe, einem Trefferfühler und Wandlern zum Erfassen einer sich in der Luft fortpflanzenden Stoßwelle;

Fig. 3 ein Koordinatensystem zur Bezeichnung der Anordnung von Wandlern zum Fühlen von Stoßwellen;

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Fig. 4 ein Blockschaltbild eines vollständigen Geräts nach der Erfindung;

Fig. 5 eine Trennmodulschaltung, die dem Diagrammblock 66 in Fig. 4 entspricht;

Fig. 6 als Blockschaltbild einen der Kanäle des !Comparators 62 nach Fig. 4;

Fig. 7A bis 7F Einzelheiten einer Ausführungsform der Zeitgeber-Schnittstelle 64 nach Fig. 4;

Fig. 8A und 8B eine Ausführungsform einer Schaltung für die Lufttemperatur-Fühleinrichtung 78 nach Fig. 4;

Fig. SC ein Zeitsteuerdiagramm für die Schaltungen nach Fig. 8A und 8B;

Fig. 9 eine Darstellung sich in der Luft fortpflanzender, auf einen scheibenförmigen piezoelektrischen Wandler auftreffender Stoßwellen;

Fig. 10 eine Ausgangswellenform des Wandlers nach Fig. 9;

Fig. 11 und 12 eine Ausführungsform von Wandlern zum Fühlen von sich in der Luft fortpflanzenden Stoßwellen;

Fig. 13 eine akustisch entkoppelte Halterung für Stoßwellenwandler;

Fig. 14A und 14B in Form von Fließbildern den Unterprogrammauf ruf 3 für den Rechner;

Fig. 15A bis 15C in Form von Fließbildern den Unterprogrammaufruf 4 für den Rechner;

Fig. 16 bis 18 jeweils im Grundriß eine andere Wandleranordnung ;

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Fig. 19 eine Einrichtung zum Erzeugen eines Lichtvorhangs und zum Erfassen eines den Lichtvorhang passierenden Geschosses ;

Fig. 20 eine Konstruktion mit zwei Anordnungen nach Fig. 19 in Verbindung mit einer Anordnung von Wandlern zum Erfassen einer Stoßwelle;

Fig. 21 und 22 eine Anordnung zum Fühlen des Auftreffens eines Geschosses auf eine Zielscheibe;

Fig. 23 und 24 eine weitere Anordnung zum Nachweisen eines Geschoßtreffers auf einer Zielscheibe;

Fig. 25A und 25B jeweils ein typisches Wandlerausgangssignal für einen Treffer bzw. einen Fehlschuß gegenüber einer Zielscheibe;

Fig. 26 den Aufbau einer Zielscheibe zum Nachweisen des Durchgangs eines Geschosses;

Fig. 27 eine weitere Anordnung zum Ermitteln der Geschoßgeschwindigkeit; und

Fig. 28 ein Auswertungsblatt zum Auflegen auf den in Fig. 4 dargestellten Bildschirm.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgeraäßer Übungsschießstand in einer Schrägansicht dargestellt. Zu dem Schießstand gehören mehrere Feuerstellungen 10, von denen aus übende Schützen 12 auf Zielscheiben 14 schießen können. Vor den Zielscheiben 14 ist z.B. eine Erdaufschüttung vorhanden, welche die Betrachtung der Zielscheiben von den Feuerstellungen aus nicht behindert, es jedoch ermöglicht, mehrere Wandleranordnungen 18 kurz unterhalb des unteren Randes der Zielscheiben und außerhalb des Flugbereichs der Geschosse vorzusehen. Die Wandler-

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anordnungen, die weiter unten näher beschrieben werden, können durch zugehörige Kabel mit einem Rechner 22 verbunden sein, der sich in einem Uberwachungsraum 24 hinter den Feuerstellungen nach Fig. 1 befindet, oder mit einer nicht dargestellten Datenverarbeitungseinrichtung bzw. einem Rechner, der nahe den Wandlern angeordnet und seinerseits an Sichtgeräte angeschlossen ist. Wie im folgenden erläutert, dient jede Wandleranordnung dazu, die durch ein sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegendes Geschoß erzeugte Stoßwelle zu erfassen, wenn ein Schuß auf die betreffende Zielscheibe abgegeben wird, und der Rechner 22 dient dazu, in einer Meßebene vor der betreffenden Zielscheibe die Lage des Punktes zu ermitteln, der von der Flugbahn des Geschosses passiert wurde» Jeder Zielscheibe 14 ist eine in Fig. 1 nicht dargestellte Einrichtung zugeordnet, die anspricht, wenn die Zielscheibe von einem Geschoß getroffen worden ist. Der Rechner 22 steht in Verbindung mit Sichtgeräten 26, 28 und 30, die in dem Überwachungsraum 24 sowie an jeder Feuerstellung 10 und an einem oder mehreren weiteren Plätzen 30 angeordnet sind. Diese Sichtgeräte können z.B. dazu dienen, gegenüber einer Darstellung einer Zielscheibe eine angenäherte Anzeige dafür zu liefern, wo das Geschoß die Meßebene passiert hat, sowie eine Anzeige dafür, ob die Zielscheibe von dem Geschoß getroffen worden ist. Gemäß Fig. 1 können Zuschauer 32 den Ablauf der Schießübungen eines oder mehrerer übender Schützen mit Hilfe des Sichtgeräts 30 verfolgen. An den Rechner 22 kann ein Drucker oder eine Papierstanzeinrichtung 34 angeschlossen sein, so daß es möglich ist, eine dauerhafte Aufzeichnung der mit Hilfe des Rechners ermittelten Flugbahn eines Geschosses zu gewinnen.

Zwar können die in Fig. 1 dargestellten Zielscheiben 14 als sogenannte Ringscheiben ausgebildet sein, doch könnte man auch Zielscheiben beliebiger anderer Form verwenden, z.B. eine starre oder halbstarre Zielscheibe 35, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist und auf der sich eine Darstellung eines

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Soldaten oder dergl. befindet. Eine zugehörige Einrichtung dient dazu, festzustellen, ob ein auf eine Zielscheibe abgefeuertes Geschoß die Zielscheibe getroffen hat; die Zielscheibe 35 kann auf einer Einrichtung 36 angeordnet sein, mittels welcher die Zielscheibe aus dem Sichtbereich des Schützen entfernt wird, wenn ein Treffer nachgewiesen wird. Bei der Einrichtung zum Nachweisen eines Treffers kann es sich um einen in Fig. 2 dargestellten Trägheitsschalter 38 oder eine beliebige andere Einrichtung handeln. Weiter unten sind alternativ verwendbare Einrichtungen zum Nachweisen von Treffern beschrieben. Als automatische Einrichtung zum Handhaben der Zielscheiben kann man z.B. die in der US-PS 3 233 beschriebene verwenden. Derartige Einrichtungen werden durch die Australasian Training Aids Pty. Ltd., Albury, N.S.W. 2640, Australien, unter der Katalognummer 106535 auf den Markt gebracht. Die gleiche Firma liefert unter der Katalognummer 101805 auch Trägheitsschalter.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 sind vier Wandler Sl bis S4 auf einer starren Unterstützung 40 angeordnet, die von der Einrichtung 36 getragen wird. Zwar könnte man die Wandleranordnungen 18 von den Einrichtungen 36 getrennt unterhalb der Zielscheiben 14 anordnen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, doch gewährleistet die Befestigung jeder Wandleranordnung an der zugehörigen Zielscheibeneinrichtung in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise, daß die Meßebene gegenüber der Zielscheibe 35 genau in der richtigen Lage gehalten wird. Zu jedem der Wandler Sl bis S4 nach Fig. 2 gehört vorzugsweise ein scheibenförmiges piezoelektrisches Element mit einem Durchmesser von 5 mm, das an einem halbkugelförmigen Dom aus Aluminium befestigt ist, dessen halbkugelförmige Fläche so angeordnet ist, daß sie von der durch ein Geschoß erzeugten Stoßwelle getroffen wird. Die durch ein Geschoß erzeuge Stoßwelle ist in Fig. 2 durch mehrere Kreise 42 von zunehmendem Durchmesser angedeutet; die Flugbahn des Geschosses ist durch eine gerade Linie 44 bezeichnet; die in der Zielscheibe 35 beim Auftreffen

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eines Geschosses erzeugten akustischen Schwingungen sind durch Kreisbogensegmente 46 angedeutet.

Fig. 3 zeigt ein dreidimensionales Koordinatensystem, in dem die Anordnung der vier Wandler Sl bis S4 in Beziehung zu dem Bezugspunkt (0, 0, 0) dargestellt ist. Die Wandleranordnung ähnelt der in Fig. 2 dargestellten, d.h. die drei Wandler Sl, S3 und S4 sind in Abständen längs der X-Achse verteilt, und der vierte Wandler S2 ist in einem Abstand längs der Z-Achse hinter dem Wandler Sl angeordnet. Ferner zeigt Fig. 3 einen Teil der Zielscheibe 35 und einen Pfeil 44 zur Bezeichnung der Flugbahn eines Geschosses. Der längs der X-Achse gemessene Abstand zwischen dem Wandler Sl und dem Wandler S3 bzw. dem Wandler S4 ist in Fig. 3 mit d bezeichnet, während der längs der Z-Achse gemessene Abstand zwischen den Wandlern Sl und S2 mit d¹ bezeichnet ist.

Die X-Y-Ebene, die den Ursprung der Z-Achse des Koordinatensystems nach Fig. 3 schneidet, wird als Meßebene betrachtet, innerhalb welcher die Lage der Flugbahn 44 des Geschosses ermittelt werden soll.

Wenn die Wandler Sl bis S4 auf eine durch ein Geschoß erzeugte Stoßwelle ansprechen, erzeugen sie Ausgangssignale, mittels welcher sich der in der Meßebene liegende Punkt ermitteln läßt, an dem die Flugbahn des Geschosses die Meßebene gekreuzt hat. Weiter unten folgt eine mathematische Untersuchung für einen relativ einfachen Fall, für den die nachstehenden Annahmen gelten:

1) Die Wandleranordnung entspricht der Darstellung in Fig. 3;

2) die X-Achse der Meßebene verläuft parallel zu einer die Wandler Sl, S3 und S4 verbindenden Linie;

3) die Flugbahn des Geschosses verläuft im rechten Winkel zu der Meßebene;

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4) das Geschoß bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit;

5) die Luft, in der sich die auf die Wandler auftreffende Stoßwelle fortpflanzt, besitzt

a) eine gleichmäßige und isotrope Stoßwellen-Fortpflanzungs geschwindigkeit und

b) keine Geschwindigkeit (z.B. Wind) gegenüber der Wandleranordnung; und

6) die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Stoßwelle und die Geschwindigkeit des Geschosses werden getrennt gemessen, oder sie sind auf andere Weise bekannt, oder sie werden angenommen.

Es hat sich gezeigt, daß in der Praxis kleine Abweichungen von den vorstehenden Bedingungen zulässig sind, denn der resultierende Fehler bezüglich der berechneten Lage des Punktes in der Meßebene, an dem das Geschoß die Meßebene passiert, ist in den meisten Fällen so klein, daß er als zulässig erscheint. Die Zeitpunkte, in denen die Stoßwelle an den verschiedenen Wandlern Sl bis S4 eintrifft, werden im folgenden mit Tl, T2, T3 und T4 bezeichnet. Alle diese Zeitpunkte werden gegenüber einer beliebig gewählten Ausgangszeit gemessen. V ist definiert als die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Stoßwellenfront in Luft im rechten Winkel zu der Wellenfront, und V„ ist definiert als die Geschwindigkeit, mit der sich das Geschoß mit Überschallgeschwindigkeit längs seiner Flugbahn bewegt.

Die Geschwindigkeit V_n des Geschosses im rechten Winkel zu

der Meßebene läßt sich aus den Zeitpunkten Tl und T2 berechnen, in denen die Stoßwelle die Wandler Sl und S2 erreicht, sowie aus dem Abstand d¹ zwischen diesen Wandlern:

_R - B T₂ - T₁

(D

Somit kann man die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Stoß-

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	im rechten	Winkel	zur Flugbahn	des	Geschosses wie
welle	definieren:
folgt	Vs				(2)
	VN V VB	2

Die Differenzen zwischen den Zeitpunkten des Eintreffens der Stoßwelle können wie folgt definiert werden:

T₃ - T₁ (3)

t₂ - T₄ - T₁ (4)

Die X-Achsen-Koordinate des Schnittpunktes zwischen der Geschoßflugbahη und der Meßebene ist wie folgt gegeben:

Ct^t₉) (V_n ² ^t₉ + d²)

Der in der Meßebene ermittelte Abstand zwischen dem Wandler Sl und dem Punkt, an dem die Geschoßflugbahη die Meßebene schneidet, ist wie folgt gegeben:

Qd² - V_n ² (_tl ² + t₂ ²)] ¹O 2V_n It_{1 +} t₂,

Die Y-Achsen-Koordinate des Schnittpunktes zwischen der Geschoßflugbahn und der Meßebene ist wie folgt gegeben:

y - 1 ² - x² (7)

Es ist möglich, für die vorstehend beschriebene Wandleranordnung eine mathematische Lösung aufzustellen, die die nach-

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stehenden Faktoren berücksichtigt:

1) Wind

2) In ungleichen Abständen längs der X-Achse verteilte Wandler

3) Nicht gleichachsige Anordnungen

4) Einer Verzögerung ausgesetzte Geschosse und

5) Zur Meßebene nicht rechtwinklige Flugbahnen.

Jedoch erfordern die meisten dieser Korrekturen kompliziertere Berechnungen, die im allgemeinen nur mit Hilfe des Iterationsverfahrens durchführbar sind.

Betrachtet man die Wandleranordnungen nach Fig. 1 bis 3 im Grundriß, liegen mindestens drei Wandler auf dem Querbalken des Buchstaben T, und ein Wandler ist an der Basis des Buchstaben T angeordnet. Der Schaft der T-Form ist im wesentlichen auf die zu erwartende Geschoßflugbahn ausgerichtet. Befindet sich der Schaft der T-Form nicht genau in Fluchtung mit der erwarteten Geschoßflugbahn, ergibt sich nur ein relativ geringfügiger Fehler. Ist jedoch der Schaft der T-Form, d.h. gemäß Fig. 3 die Z-Achse, parallel zu der erwarteten Geschoßflugbahn angeordnet, werden bei den Ausgangssignalen der Wandler alle zeitlichen Verzögerungen, die von dem Einfallswinkel der Stoßwelle abhängen, im wesentlichen ausgelöscht.

In Fig. 4 ist eine T-förmige Anordnung der Wandler Sl bis S4 im Grundriß dargestellt. Jeder Wandler ist durch ein zugehöriges abgeschirmtes Kabel mit einem zugehörigen Verstärker 54 bzw. 56 bzw. 58 bzw. 60 verbunden. Die Ausgangssignale dieser Verstärker werden über Kopplungskondensatoren den zugehörigen Eingängen eines Mehrkanal-Komparators 62 zugeführt, wobei jeder Kanal ein Ausgangssignal abgibt, wenn das dem betreffenden Kanal zugeführte Eingangssignal einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Somit erscheint am Ausgang jedes der Kanäle 1, 2, 3 und 6 des Komparators 62 ein Impuls,

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und diese Impulse treten in Zeitpunkten auf, welche die Zeitpunkte anzeigen, in denen die Stoßwelle won jedem der Wandler Sl bis S4 empfangen wird» Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel bleibt der Kanal 4 des Komparators mit sechs Kanälen unbenutzt. Die Ausgangssignale der Kanäle 1 bis 3 und 6 des Komparators 62 werden entsprechenden Eingängen einer Zeitgeber-Schnittstelle 64 zugeführt, die mehrere Aufgaben erfüllt; hierzu gehört die Umwandlung der von dem Komparator 62 abgegebenen Impulse in digitale Werte, welche die jeweiligen Zeitpunkte der Erfassung der Stoßwelle repräsentieren und über ein Kabel 68 einem Kleinrechner 70 züge= führt werden»

Das Ausgangssigßal des Kanals 1 des Komparators 62 wird den Eingängen der Kanäle O und 1 der Schnittstelle 64 augeführt; das Ausgangssignal des Kanals 2 des Komparators wird dem Ein= gang des Kanals 2 der Schnittstelle zugeführt; das Ausgangs=· signal des Kanals 3 des Komparators wird den Eingängen der Kanäle 3 und 4 der Schnittstelle zugeführt, und das Ausgangssignal des Komparatorkanals 6 wird dem Eingang des Kanals 6 der Schnittstelle zugeführt« Der Eingang des Kanals 5 der Schnittstelle 64 ist über den Kanal 5 des Komparators 62 . mit einer Lufttemperatur-Fühleinrichtung 78 verbunden, zu der ein temperaturempfindliches Gerät 80 zum Messen der Umgebungslufttemperatur gehört» Zu einem weiter unten anhand von Fig. 8A bis 8C erläuterten Zweck ist ferner der Ausgang des Verstärkers 54 an die Lufttemperatur-Fühleinrichtung 78 angeschlossen.

Fig. 4 zeigt ferner schematises die Zielscheibeneinrichtung 36 und den Trägheitsschalter 38 aach Figo 2, die mit den erwähnten Einrichtungen verbunden sind, welche durch die genannte Firma Australasian Training Aids Pty», Ltd_o hergestellt, werden. An die Klemmen A, B und C der Verbindung zwischen der Zielscheibeneinrichtung und dem Trägheitsschalter ist ein Trennmodul 66 angeschlossen, der einen Impuls von

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ähnlicher Form wie die Aus gangs impulse des !Comparators 62 liefert, wenn der Trägheitsschalter 38 beim Auftreffen eines Geschosses auf die starre Zielscheibe 35 nach Fig. 2 betätigt wird. Das Ausgangssignal des Trennmoduls 66 wird den beiden übrigen, in Fig. 4 als Kanäle 7 und S.S. bezeichneten Eingängen der Schnittstelle 64 zugeführt.

Bei dem Kleinrechner 70 nach Fig. 4 kann es sich um das Modell LSI-2/20G handeln, das von der Computer Automation Inc., Irvine, Kalifornien, U.S.A., unter der Teilbezeichnung 10560-16 auf den Markt gebracht wird. Die Grundform dieses Geräts ist vorzugsweise mit einer zusätzlichen Speicherplatte (Fabrikat der Firma Computer Automation, Teilnummer 11673-16) ausgerüstet, durch die der Rechnerspeicher erweitert wird, damit mit einem umfassenderen "Basic"-Programm gearbeitet werden kann. Weiterhin ist der Kleinrechner 70 vorzugsweise mit einem doppelten Floppy-Disk-Antrieb der Firma Computer Automation (Teilnummer 22566-22) und einem Floppy-Disk-Steuergerät der Firma Computer Automation (Teilnummer 14696-01) versehen. Gemäß Fig. 4 ist der Kleinrechner 70 an eine Datenstation 72 angeschlossen, zu der ein Bildschirm und eine Tastatur gehören; beispielsweise handelt es sich um das Modell "Consul 520" der Firma Applied Digital Data Systems Inc., 100 Marcus Boulevard, Hauppauge, New York 11787, U.S.A. Dieses Gerät ist mit dem LSI-2-Kleinrechner steckerkompatibel.

Zu weiteren peripheren Geräten, die zwar für den Betrieb der erfindungsgemäßen Anlage nicht benötigt werden, die jedoch eingesetzt werden können, um die Schießausbildung flexibler zu gestalten, gehören ein Zeilendrucker 72' zum Herstellen dauerhafter Dokumente sowie eine Kombination 72" eines Generators für graphische Darstellungen mit einem Sichtgerät, die es ermöglicht, die Koordinaten des Schnittpunktes zwischen der Geschoßflugbahn und der Meßebene gegenüber einer Darstellung der Zielscheibe anzuzeigen, und die

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außerdem anzeigt, ob die Zielscheibe getroffen worden ist; außerdem liefert diese Kombination eine Anzeige des gesamten Schießergebnisses eines übenden Schützen« Bei der Kombination 72" kann des sich z..B. um das Modell MRD 450 der Firma Applied Digital Data Systems, Inc. handeln, das mit dem LSI-2-Kleinrechner steckerkompatibel istο

Gemäß Fig. 4 ist ferner ein Thermometer 76 vorhanden, bei dem es sich vorzugsweise um ein mit Fernanzeige arbeitendes digitales Thermometer handelt, z_oB„ um das Modell Pye-Ether 60-4561-CM der Firma Pyrimetric Service and Supplies, 242·= 248 Lennox St., Richmond, Victoria 3221, Australien, das mit einem Außenlufttemperaturftihler (Teilnummer Z984S) versehen ist. Das nicht dargestellte Fühlelement des Thermometers 76 kann in der Nähe der Wandleranordnung angeordnet sein, und wenn die Anlage nicht mit der Lufttemperatur-Fühleinrichtung 78 nach Fig. 4 ausgerüstet ist, kann die die Datenstation 72 bedienende Person das fernanzeigende Digitalthermometer 76 ablesen und dem Rechner den Wert der Lufttemperatur eingeben» Mit Hilfe einer weiter unten angegebenen bekannten Formel läßt sich ein Annäherungswert für die Geschwindigkeit der Fortpflanzung der Stoßwelle ia der Umgebungsluft leicht aus dem Wert der Lufttemperatur berechnenο

Fig. 5 zeigt die Schaltung eines Trennmoduls 66 für den Trägheitsschalter 38 mit Eingängen A, B und C, die ebenso wie in Fig. 4 mit dem handelsüblichen Trägheitsschalter verbunden sind. Der Trennmodul 66 schützt das Ausgangssignal des Trägheitsschälters gegen Gleichspannungen und führt der Zeitgeber-Schnittstelle 64 nach Figo 4 das Signal in einem Format zu, das mit demjenigen der Ausgangssignale des Komparators 62 vergleichbar ist.

Zu dem Trennmodul 66 gehören zweckmäßig die nachstehend ge= nannten Schaltungselemente„

82, 84 1N914

86 47 Mikrofarad

88 BC177

90 10 Kiloohm

92 820 Ohm

94 5082-4360

96 470 Ohm

98 6,8 Kiloohm

100 10 Mikrofarad

102 74LS 221N

Monostabiler Multivibrator mit Eingängen für Schmitt¹ sehe Trigger

104 DS8830N

Differential-Leitungstreiber

106 0,22 Mikrofarad

108 47 Ohm

Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild eines der Kanäle des Komparators 62. Das Ausgangssignal eines der Verstärker 54 bis 60 wird über ein Hochpaßfilter 110 einem Eingang eines Differentialverstärkers 112 zugeführt, der als Schwellenwertdetektor arbeitet. Das zweite Eingangssignal für den Differentialverstärker 112 wird durch eine voreingestellte Schwellenspannung gebildet, die z.B. bis zu 500 mV beträgt. Das Ausgangssignal des .Schwellenwertdetektors 112 wird einer Lampentreiberschaltung 114, einem Eingang eines NAND-Gatters 116 und dem Triggereingang eines monostabilen Multivibrators 118 zugeführt, welch letzterer einen Ausgangsimpuls mit einer Dauer von etwa 50 ms liefert. Daher gibt das NAND-Gatter 116 jeweils einen geformten Ausgangsimpuls in Abhängigkeit davon ab, daß die sich in der Luft fortpflanzende Stoßwelle durch einen der Wandler Sl bis S4 erfaßt wird. Die Lampentreiberschaltung 114 kann gegebenenfalls dazu dienen, eine Lampe zu betätigen, die anzeigt, daß der zugehörige Wandler eine Stoßwelle erfaßt und ein Ausgangssignal erzeugt hat, das nach seiner Verstärkung und Zuführung zu dem Schwellenwertdetektor 112 den voreingestellten Schwellenwert überschreitet.

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Die logischen Ausgangssignale des !Comparators 62 veranlassen Zähler innerhalb der Schnittstelle 64, kristallgesteuerte Präzisionstaktimpulse zu zählen, die den Differenzen der Zeitpunkte des Eintreffens der logischen Ausgangssignale entsprechen, welche ihrerseits den Zeitpunkten des Eintreffens der Stoßwelle an den Wandlern entsprechen. Sobald dieser Zählvorgang abgeschlossen ist und allen Kanälen der Schnittstelle Signale zugeführt worden sind, werden die Zählergebnisse mit Hilfe eines Befehls dem Hauptspeicher des Rechners eingegebene Nach der Durchführung eines entsprechenden weiter unten beschriebenen Programms werden die resultierenden Flugbahndaten gemäß Fig. 4 mit Hilfe des Sichtgeräts 72 und/oder der Einrichtungen 72^! und 72" dargestellt.

Fig. 7A bis 7F zeigen Einzelheiten einer möglichen Ausführungsform einer Zeitgeber-Schnittstelle 64, die dazu dient, die zeitlichen Differenzen zwischen den durch die Wandler erzeugten schnellen logischen Flankenimpulsen in binäre Zahlen zu verwandeln, welche zur Verarbeitung durch den Kleinrechner 70 geeignet sind. Fig. 7A zeigt die Eingangs- und Zählkreise der Schnittstelle, die Zeitsteuerflanken über die zugehörigen Kanäle des Komparators empfangen und Zeitdifferenz-Zählergebnisse in den verschiedenen Zählern erzeugen. Zu der Schnittstelle gehören acht Kanaleingänge, die in Fig. 7A mit CH0 bis CH7 bezeichnet sind; ferner ist ein mit S.S. bezeichneter Eingang'vorhanden; diesen Eingängen werden die nachstehenden Signale zugeführt:

Eingangskanal der

Zeitgeber-Schnittstelle empfängt Signale von

0 Wandler Sl

1 Wandler Sl

2 Wandler S2

3 Wandler S3

4 Wandler S3

5 Lufttemperatur-Fühleinrichtung

78 (wenn vorhanden); anderenfalls: Wandler S4

6 . Wandler S4

7 Trägheitsschalter-Trennmodul 66 S.S. Trägheitsschalter-Trennmodul 66

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Bei den jedem der Eingänge CH0 bis CH7 der Schnittstelle zugeführten Eingangssignale handelt es sich um logische Signale, die zunächst abgepuffert und dann dem Taktsignaleingang CK zugehöriger Verriegelungsschaltungen FF0 bis FF7 zugeführt werden. Gemäß Fig. 7A werden die Ausgangssignale LCH0+ bis LCH7+ exklusiven Oder-Gattern EOR bis EOR7 zugeführt, die ihrerseits Zählerbetätigungssignale ENAl- bis ENA7- liefern. Die Verriegelungsschaltungen FF0 bis FF9 werden jeweils durch Zuführen eines Löschsignals CLR gelöscht. Zu den Eingabe- und Zählkreisen gehört bei jedem der acht Kanäle jeweils ein Aufwärts-Abwärts-Zähler; bei dem Kanal 1 ist dieser Zähler als "Aufwärts-Abwärts-Zähler 1" bezeichnet.

Zu jedem Aufwärts-Abwärts-Zähler gehören z.B. vier in Reihe geschaltete integrierte Schaltkreise der Type 74191. Somit besitzt jeder der Zähler 1 bis 8 nach Fig. 7Ä 16 binäre Ausgänge, und jeder dieser Ausgänge ist mit einer der Klemmen TBO0 bis TB15 über eine steuerbare Gatterschaltung verbunden, die bei dem Kanal 1 die Bezeichnung "Gatter 1" trägt, wenn ein Befehlssignal eintrifft, das in Fig. 7A bei dem Kanal 1 mit IN0- bezeichnet ist. Der Aufwärts-Abwärts-Zähler 1 ist so geschaltet, daß ihm ein Verriegelungssignal LCHl+, ein Freigabesignal ENAl-, ein Taktsignal CLK und ein Löschsignal CLR zugeführt wird und daß er ein Schnellübertrags-Ausgangssignal RCl- liefert, wenn ein Überlauf stattfindet. Den Aufwärts-Abwärts-Zählern 2 bis 8 werden jeweils die Freigabesignale ENA2- bis ENA8- zugeführt. Der Zähler 2 empfängt sein Löschsignal CLB von dem Zähler 1; die Zähler 3 und 5 empfangen das Löschsignal CLR und geben Löschsignale CLB an die Zähler 4 und 6 ab; der Zähler 7 empfängt ein Löschsignal CLR, und dem Zähler 8 wird ein Löschsignal SEL2- zugeführt.. Die Aufwärts-Abwärts-Eingänge der Zähler 2 bis 7 empfangen Verriegelungssignale LCH2+ bis LCH7+, während der Aufwärts-Abwärts-Eingang des Zählers 8 ständig an eine Quelle für eine Spannung von +5V angeschlossen ist. Die Zähler 2 bis 8 empfangen jeweils das Taktsignal CLK, und jeder der Zähler 2 bis

/0

liefert eines der Schnellübertragsignale RC2- bis RC7-, wenn der betreffende Zähler überläuft. Die Gatter 2 bis 8 sind so geschaltet, daß ihnen zugehörige Befehlssignale INI- bis IN7-zugeführt werden, um die Zählerinhalte den Klemmen TBO0- bis TB15- zuzuführen. Fig. 7A zeigt weiter ein Gatter NAND I, dem die Verriegelungsausgangssignale LCH0+ bis LCH7+ zugeführt werden und das ein Ausgangssignal SEN7+ erzeugt, auf dessen Zweck weiter unten eingegangen wird.

Fig. 7B zeigt eine Schaltung zum Erzeugen des Löschsignals CLR zum Zurücksetzen der Eingangs-Verriegelungseinrichtungen FF0 bis FF7 und der Aufwärts-Abwärts-Zähler 1 bis 7. Wenn an einem der Schnellübertragsignalausgänge RCl- bis RC7- der Aufwärts-Abwärts-Zähler 1 bis 7 ein schwaches logisches Signal erscheint, das anzeigt, daß ein Zähler übergelaufen ist, oder wenn der Rechner ein Rücksetzsignal SEL4- liefert, triggert das NAND-Gatter 2 ein monostabiles Element, das dann ein Löschsignal CLR in Form eines logischen Impulses liefert, um die Aufwärts-Abwärts-Zähler 1 bis 7 und die Eingangs-Verriegelungseinrichtungen FF0 bis FF7 nach Fig. 7A zu löschen.

Die Aufwärts-Abwärts-Zähler 1 bis 7 werden durch das Signal SEL4- des Rechners jedesmal zurückgesetzt, bevor ein übender Schütze einen Schuß abfeuert. Wird ein Schuß abgegeben, zählt jeder Zähler abwärts oder aufwärts, was sich jeweils danach richtet, ob der zugehörige Kanal vor oder nach einem Bezugskanal getriggert wird, bei dem es sich im vorliegenden Fall um den Eingangskanal CH0 handelt.

Fig. 7C zeigt die Eingangsschaltung für das Eingangssignal S.S. der Zeitgeberschnittstelle. Die Verriegelungseinrichtung FF8 empfängt das Rücksetzsignal SEL4- und das voreingestellte Signal SELl- der Schnittstellensteuereinrichtung nach Fig. 7E und 7F in Abhängigkeit von Rechnerbefehlen. Der Eingang S.S. der Zeitgeberschnittstelle empfängt ein Trefferanzeigesignal VEL- von dem Trägheitsschalter-Trennmodul 66 und erzeugt ein

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Zählerfreigabesignal ENA8- für den Aufwärts-Abwärts-Zähler

Der Rechner verkehrt mit der Zeitgeberschnittstelle dadurch, daß er gemäß Fig. 7D den Leitungen ABO3 bis ABO7 eine "Vdrrichtungsadresse" und den Leitungen ABO0 bis ABO2 nach Fig. 7F einen "Funktionscode·¹ zuführt. Gibt der Rechner gerade Daten an die Zeitgeberschnittstelle ab, wird das Signal OUT erzeugt; nimmt der Rechner gerade Daten auf, wird das Signal IN erzeugt.

Fig. 7D zeigt Exklusiv-Oder-Gatter EORIl bis EOR15 zum Decodieren der "Vorrichtungsadresse". Eine solche "Vorrichtungsadresse" kann auch manuell mit Hilfe von Schaltern SWl bis SW5 gewählt werden. Das Adressensignal AD- des Gatters NAND wird dann gemäß Fig. 7D mit Hilfe von durch den Rechner erzeugten Signalen IN, OUT, EXEC und PLSE weitergeleitet, um zu verhindern, daß die Zeitgeberschnittstelle auf Speicheradressen anspricht, die ebenfalls in der Adressenleitung erscheinen.

Fig. 7F zeigt eine Verriegelungseinrichtung 2A, die den Funktionscode der Leitungen ABO0 bis ABO2 festhält, wenn entweder das IN-Signal oder das OUT-Signal erzeugt wird. Die Eingabe-Ausgabe-Funktionssignale der Verriegelungseinrichtung 2A sind in Fig. 7F mit IOF0 bis IOF2 bezeichnet.

Führt der Rechner einen IN-Befehl aus, um Daten aus der Zeitgeberschnittstelle aufzunehmen, liefert die Kombination von IOF0 bis IOF2 und ADIN- nach Fig. 7D eines der Signale IOF0 bis IOF2 und ADIN nach Fig. 7D eines der Signale IN0- bis IN7- für den Binär- Dezimal-Decodierer 5A nach Fig. 7E. Jedes der Signale IN0- bis IN7- ermöglicht es, Daten aus einem der Aufwärts-Abwärts-Zähler 1 bis 8 an die Datenleitungsklemmen TBO0- bis TB15- abzugeben.

Führt der Rechner gerade einen "Wähl"-Befehl für die Zeitgeberschnittstelle aus, erzeugt die Kombination von Signalen

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IOF0 bis IOF2 und ADEXP- (Fig. 7D) eines der Wählsignale SEL0- bis SEL7- für den Binär-Dezimal-Decodierer 5B nach Fig. 7E. Bei der beschriebenen Erfindung werden die folgenden Wählsignalfunktionen verwendet:

SELl- Freigabe der Triggerung der Verriegelungseinrichtung FF9 (Fig. 7C)

SEL2- Zurücksetzen des Aufwärts-Abwärts-Zählers 8 (Fig. 7A)

SEL4- Zurücksetzen der Verriegelungseinrichtung

FF8 (Fig. 7C) und Triggern des monostabilen Elements 328 über das Gatter NAND2 (Fig. 7B)

Führt der Rechner gerade einen Fühlbefehl der Zeitgeberschnittstelle aus, ermöglicht es die Kombination der Signale IOF0 bis IOF2 (Fig. 7E) und AD- (Fig. 7D), eines der Fühlsignale SEN0+ bis SEN7+ der SER-Leitung nach Fig. 7F zuzuführen. Hierdurch wird es dem Rechner ermöglicht, den Zustand eines dieser Fühsignale zu prüfen. Bei dem hier beschriebenen Äusführungsbeispiel wird nur das Fühlsignal SEN7+ verwendet, das anzeigt, daß die Zeitgeberschnittstelle einen vollständigen Satz von Zeitdaten für einen einzigen auf die Zielscheibe abgegebenen Schuß enthält} hierauf wird im folgenden näher eingegangen.

Im folgenden wird die Betriebsweise der Zeitgeberschnittstelle 64 näher erläutert. Bei dem Kanal CH0 handelt es sich um den Bezugskanal. Jede Triggerung eines Kanals führt zur Betätigung einer zugehörigen Verriegelungseinrichtung (FF0 bis FF7, Fig. 7A), so daß eines der Signale LCH0+ bis LCH7+ erzeugt wird. Jedes der Signale LCHl+ bis LCH7+ steuert die Aufwärts-Abwärts-Leitung eines der Zähler 1 bis 7, und diese Signale werden außerdem Oder-Gattern EORl bis EOR7 zugeführt, um ein zugehöriges Zählerfreigabesignal (ENA1- bis ENA7-) zu erzeugen.

Die Exklusiv-Oder-Gatter EORl bis EOR7 erfüllen jeweils zwei Aufgaben. Erstens werden die Zähler jedes Kanals, bei dem

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BAD ORIGINAL

eine Triggerung vor dem Bezugskanal CH0 stattfindet, freigegeben, bis der Bezugskanal CH0 eine Triggerung bewirkt. Daher zählen die Zähler abwärts, da in der zugehörigen LCH+- Eingangsleitung ein starkes Signal erscheint. Zweitens werden die Zähler aller Kanäle, die nicht durch über den Zeitbezugskanal CH0 zugeführte Signale getriggert worden sind, durch den Bezugskanal freigegeben, bis jeder einzelne Kanal eine Triggerung bewirkt. Dies hat zur Folge, daß die Zähler aufwärts zählen, denn in den zugehörigen Leitungen LCH+ erscheint ein schwaches Signal, während die Zähler freigegeben sind.

Anfänglich setzt der Rechner den Aufwärts-Abwärts-Zähler 8 mit dem Signal SEL2- zurück und bewirkt dann eine allgemeine Rücksetzung mit dem Signal SEL4-. Das Signal SEL4- veranlaßt das Gatter NAND2 (Fig. 7B), das monostabile Element 328 zu triggern, so daß ein Löschsignal CLR erzeugt wird, welches die Verriegelungseinrichtungen FF0 bis FF7 und die Aufwärts-Abwärts-Zähler 1 bis 7 (Fig. 7A) zurücksetzt. Das Rücksetzsignal SEL4- löscht auch die Verriegelungseinrichtung FF8 (Fig. 7C). Die Verriegelungseinrichtung FF9 (Fig. 7C) wird durch den Rechner mittels des Signals SELl- voreingestellt, wodurch die Einrichtung FF9 gesetzt wird. Die Verriegelungseinrichtung FF9 wird somit durch ein Taktsignal gesetzt, wenn ein Signal VEL- dem Eingang S.S. von dem Trägheitsschalter-Trennmodul 66 aus zugeführt wird, um anzuzeigen, daß die Zielscheibe getroffen worden ist.

Bevor ein Schuß abgegeben wird, werden somit die Zähler 1 bis 8 zurückgesetzt, die Eingabe-Verriegelungseinrichtungen FF0 bis FF7 werden zurückgesetzt, und die Verriegelungseinrichtung FF9 wird betriebsbereit gemacht. Alle Rücksetzungen erfolgen, wenn der Rechner die weiter unten beschriebene Basic-Aufrufanweisung (3) ausführt.

In diesem Stadium ist keiner der Kanäle CH0 bis CH7 und auch nicht der S.S.-Kanal 8 getriggert worden. Da keine

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Triggerung des Kanals CH0 erfolgt ist, ist ein schwaches Signal LCH0+ vorhanden. Das andere Eingangssignal für das Gatter EOR0 behält einen hohen Wert bei, so daß das Ausgangssignal dieses Gatters ebenfalls einen hohen Wert hat. Da die Signale LCHl+ bis LCH7+ alle einen niedrigen Pegel haben, weisen die Signale ENAl- bis ENA7- sämtlich einen hohen Pegel auf, so daß alle Aufwärts-Abwärts-Zähler 1 bis 7 gesperrt sind. Das Signal ENA8- hat ebenfalls einen hohen Pegel, so daß der Aufwärts-Abwärts-Zähler 8 gesperrt ist.

Nunmehr sei angenommen, daß ein Schuß auf der linken Seite der Zielscheibe abgegeben wird und die Zielscheibe verfehlt, so daß die Flugbahn gemäß Fig. 4 links von der Wandleranordnung verläuft. Der Kanal 3 nach Fig. 7A wird zuerst getriggert, so daß das Signal LCH3+ einen hohen Pegel annimmt, wodurch das Signal ENA3- auf einen niedrigen Pegel gebracht wird, um den Aufwärts-Abwärts-Zähler 3 zu veranlasse^ eine Abwärtszählung durchzuführen. Hierauf werden der Bezugskanal CH0 und der Kanal CHl gleichzeitig getriggert. Das Signal LCH0+ nimmt einen hohen Pegel an, so daß am Ausgang des Gatters EOR0 ein schwaches Signal erscheint. Daher nimmt das Signal ENA3- einen hohen Pegel an, während die Signale ENA2- und ENA4- bis ENA7- auf einen niedrigen Pegel gebracht werden. Die Signale ENAl- und ENA8- behalten ihren hohen Pegel bei. Somit wird der Zähler 3 angehalten, der Zähler 1 bleibt gesperrt, so daß bei ihm kein Zählergebnis vorhanden ist, und die Zähler 2 sowie 5 bis 7 beginnen mit der Aufwärtszählung.

Wenn die aufeinanderfolgenden Kanäle getriggert werden, nimmt das zugehörige Signal LCH+ einen hohen Pegel an, so daß das zugehörige Signal ENA- beseitigt und der betreffende Zähler angehalten wird. Haben alle Signale LCH+ einen hohen Pegel, wodurch angezeigt wird, daß sämtliche Zähler gesperrt worden sind, geht das Signal SEN7+ am Ausgang des Gatters NANDl nach Fig. 7A von einem hohen auf einen niedrigen Pegel über. Der Rechner überwacht das Signal SEN7+ und wartet, bis alle Zeit-

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steuerflankenzählungen abgeschlossen sind.

Wenn der Rechner das Signal SEN7+ fühlt, wodurch angezeigt wird, daß in den Zählern 1 bis 7 ein vollständiger Satz von Zählergebnissen vorhanden ist, erzeugt er die Adressensignale ABO0 bis ABO7 und das IN-Signal, so daß der Binär -Dezimal-Decodierer 5A nach Fig. 7E nacheinander die Signale INlbis IN7- ausgibt, damit der Rechner nacheinander den Zustand jedes Zählers "abliest" (über die Ausgabeleitungen TBO0- bis TB15-).

Der Rechner hat jetzt Zählergebnisse empfangen, welche die nachstehenden Zeitpunkte repräsentieren:

Tl Zählergebnis Null des Zählers 1 (Wandler Sl) T2 Positives Zählergebnis des Zählers 2 (Wandler S2) T3 Negatives Zählergebnis des Zählers 3 (Wandler S3) T4 Negatives Zählergebnis des Zählers 4 (Wandler S3) T5 Positives Zählergebnis des Zählers 5 (Lufttemperatur-Fühlmodul, wie nachstehend anhand von Fig. 10 erläutert; fehlt dieser Modul, geht das Ausgangssignal des Verstärkers 60 des Kanals 6 zum Eingangskanal CH5 der Zeitgeberschnittstelle, und das Ausgangssignal des Wandlers S4 triggert den Zähler T6 Positives Zählergebnis des Zählers 6 (Wandler S4) T7 Positives Zählergebnis des Zählers 7 (Trägheitsschalter)
A2 Zählergebnis Null des Zählers 8 (Trägheitsschalter)

Das Zählergebnis Null in A2 zeigt an, daß der Trägheitsschalter nicht betätigt wurde, d.h. daß der abgegebene Schuß die Zielscheibe verfehlt hat. Hätte das Geschoß die Zielscheibe getroffen, wäre in A2 ein von Null verschiedenes Zählergebnis festgehalten worden, denn das Signal ENA8- würde beim Eintreffen des Signals VEL- einen niedrigen Pegel angenommen haben (Fig. 7C). ·

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Der Rechner ist so programmiert, daß er die empfangenen ^MZeit"-Signale Tl bis T7 und das Signal A2 in der nachstehend beschriebenen Weise so verarbeitet, daß die Koordinaten der Geschoßflugbahn in der X-Y-Maßebene nach Fig. 3 ermittelt werden.

Wenn irgendein Kanal der Zeitgeberschnittstelle fälschlicherweise getriggert wird, da z.B. der Trägheitsschalter durch Steinschlag getriggert wird oder da einer der Wandler auf Geräusche von anderen Schießbahnen oder dergl. anspricht, zählt der zugehörige Zähler weiter, bis er überläuft und ein Schnellübertragsignal (RCl- bis RC7-) erzeugt. Alle diese Schnellübertragsignale werden dem Gatter NAND2 (Fig. 7B) zugeführt, wodurch das monostabile Element 328 gezündet wird, damit das Löschsignal CLR erzeugt wird, um die Verriegelungseinrichtungen FF0 bis FF7 und die Aufwärts-Abwärts-Zähler 1 bis 7 zurückzusetzen.

Fig. 8A und 8B zeigen eine zweckmäßige Schaltung für die Lufttemperatur-Fühleinrichtung 78 nach Fig. 4. Fig. 8C zeigt Wellenformen, die an verschiedenen Punkten der Schaltung nach Fig. 8A und 8B erscheinen. Die Lufttemperatur-Fühleinrichtung hat die Aufgabe, einen Impuls im Zeitpunkt t- nach dem Zeitpunkt t zu erzeugen, in dem der Kanal CHl des Komparators 62 getriggert wird, wobei natürlich Fortpflanzungsverzögerungen in den Verbindungskabeln berücksichtigt werden.

Gemäß Fig. 8B nimmt ein in eine Fühlerbaugruppe eingebauter Temperaturfühler ICl eine Temperatur an, die im wesentlichen gleich der Umgebungslufttemperatur in der Nähe der Wandleranordnung ist. Bei dem Temperaturfühler ICl kann es sich z.B. um das Modell AD590M handeln, das durch die Analog Devices Inc., P.O. Box 280, Norwood, MA 02062, U.S.A., auf den Markt gebracht wird. Der Temperaturfühler ICl ermöglicht das Fließen eines Stroms I_IN> der im wesentlichen proportional zur absoluten Temperatur (in Kelvin) des Halbleiterchips ist, welcher

das aktive Element des Temperaturfühlers bildet.

Wenn gemäß Fig. 8A der Wandler Sl eine durch das Geschoß erzeugte Stoßwelle erfaßt, wird am Ausgang des zugehörigen Verstärkers 54 (Fig. 4) eine Wellenform ähnlich der in Fig. 8C bei A dargestellten erzeugt. Der IC-Chip IC3B nach Fig. 8A bildet einen Schwellenwertdetektor, und der Schwellenwert ist auf den gleichen Wert eingestellt wie der Kanal CHl des Komparators 62 nach Fig. 6.

Bei dem IC-Chip IC3 kann es sich um die Type LM 319 handeln, die von der National Semiconductor Corporation, Box 2900, Santa Clara, Kalifornien 95051, U.S.A., auf den Markt gebracht wird. Wenn die Wellenform A nach Fig. 8C den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, erscheint am Ausgang des Chips IC3B die Wellenform D. Die Vorderflanke (erster Übergang) der Wellenform B triggert den monostabilen Multivibrator, der durch eine Hälfte des Chips IC4 nach Fig. 8B und die zugehörigen Zeitgeberelemente R8 und C3 gebildet wird. Bei dem Chip IC4 kann es sich um die Type 74LS221N der Texas Instruments, Inc., P.O. Box 5012, Dallas, Texas 75222, U.S.A., handeln. Das Ausgangssignal dieses monostabilen Multivibrators wird über einen Puffertransistor Ql dem Gatter eines Metalloxidhalbleiters Q2 zugeführt; die Wellenform an diesem Punkt entspricht der Darstellung C in Fig. 8C. Als Transistor Ql kann man die Type BC107 der Mullard Ltd., Mullard House, Torrington Place, London, England, verwenden; bei dem Halbleiter Q2 kann es sich um die Type VN 40AF der Siliconix Inc., 2201 Laurelwood Road, Santa Clara, Kalifornien 95054, U.S.A., handeln.

Wenn die Wellenform C, deren Pegel normalerweise hoch ist, einen niedrigen Pegel annimmt, geht der Metalloxidhalbleiter Q2 von einem im wesentlichen geringen Widerstand zwischen seiner Quelle S und seinem Kollektor D auf einen sehr hohen Widerstand über, so daß wegen des Fließens eines Stroms durch

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den Temperaturfühler ICl, der zu seiner absoluten Temperatur proportional ist, die Spannung am Ausgang des IC-Chips IC2 anzusteigen beginnt, wie es in Fig. 8C bei D gezeigt ist. Die in V/sec gemessene Anstiegsgeschwindigkeit der Wellenform D ist im wesentlichen proportional zu dem durch den Temperaturfühler ICl fließenden Strom und damit auch proportional zur absoluten Temperatur des Temperaturfühlers. Bei dem IC-Chip IC2 kann es sich um die Type CA3040 der RCA Solid State, Box 3200, Summerville, New Jersey 08876, U.S.A., handeln. Wenn die Spannung der Wellenform D, die dem invertierenden Eingang des Komparators IC3A zugeführt wird, am nicht invertierenden Eingang dieses Komparators bis auf die voreingestellte Schwellenspannung VTH2 ansteigt, ändert das Ausgangssignal des Komparators IC3A seinen Zustand, wie es in Fig. 8C durch die Wellenform E dargestellt ist; dies geschieht im Zeitpunkt t-. Hierdurch wird ein zweiter monostabiler Multivibrator getriggert, der durch eine Hälfte des integrierten Schaltkreises IC4 und die Zeitgeberelemente C4 und R9 gebildet wird. Das Ausgangssignal des zweiten monostabilen Multivibrators wird über einen Leitungstreiberchip IC5 einem Koaxialkabel zugeführt, das eine Verbindung zum Eingang des Kanals 5 des Komparators 62 herstellt.

Die Wirkungsweise der Lufttemperatur-Fühleinrichtung 78 nach Fig. 8A und 8B läßt sich wie folgt mathematisch beschreiben, wobei angenommen ist, daß die Rampe der Wellenform D nach Fig. 8C linear verläuft, und wobei Versetzungsspannungen innerhalb der Schaltung, die gering sein werden, vernachlässigt werden.

i T

dt ^vo

Hierin ist V die Spannung der Wellenform D nach Fig. 8C und

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Hierin ist I_T„ der durch ICl fließende Strom.

I_1n - C θ_κ (10)

Hierin ist C eine Proportionalitätskonstante, und Q_v be tt.

zeichnet die absolute Temperatur von ICl.

Kombiniert man die Gleichungen (8), (9) und (10), erhält man

^VTR2 ^CI

^C1

Die Zeitgeberschnittstelle 64 kann dann die Zeit t₁ mit Hilfe des gleichen Verfahrens messen, das benutzt wird, um die Zeitdifferenzen zwischen den Wandlern Sl bis S4 zu messen. Wie erwähnt, setzt die Zeitgeberschnittstelle 64 den Zähler 5 in Betrieb, der aufwärts zählt, wenn über den Kanal CHO, der auf die E_rfassung einer Stoßwelle durch den Wandler Sl anspricht, ein Impuls erscheint. Der Zähler 5 beendet seinen Zählvorgang beim Eintreffen des Impulses mit der Wellenform G nach Fig. 8C von der Temperaturfühleinrichtung im Zeitpunkt t_. Somit ist das Zählergebnis des Zählers 5 der Zeitgeberschnittstelle direkt proportional zum Kehrwert der absoluten Temperatur des Fühlers ICl.

Jeder der Wandler Sl bis S4 kann als flache Scheibe 530 aus einem piezoelektrischen Material ausgebildet sein, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Wird ein Geschoß 532 auf der rechten Seite des Wandlers 530 abgefeuert, trifft die Stoßwelle auf die Ecke 534 des Wandlers, der dann ein Ausgangssignal mit der in Fig. 10 dargestellten Wellenform erzeugt. Zwar ist es erwünscht, die in Fig. 10 angegebene Zeit T zu messen, doch

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ist es schwierig, diese Zeit genau zu erfassen, da sich die Amplitude der Zacke 542 nach der Lage des Geschosses gegenüber dem Wandler richtet und sich diese Zacke nur schwer vom Hintergrundsrauschen unterscheiden läßt und unter bestimmten Bedingungen sogar ausbleiben kann.

Dem Kleinrechner wird im voraus die Lage jedes Wandlers gemeldet} bei allen Berechnungen ist angenommen, daß sich der Wandler an dem Punkt 536 befindet und daß das Ausgangssignal des Wandlers den Augenblick anzeigt, in dem die Stoßwelle an dem Punkt 536 eintrifft.

Jedoch ist der Abstand zwischen der Wandleroberfläche und jeder der Flugbahnen der Geschosse 532 und 538 gleich der Strecke L. Da der Wandler ein Ausgangssignal erzeugt, sobald die Stoßwelle auf die Oberfläche des Wandlers auftrifft, ergeben sich gleich lange Zeitspannen zwischen dem Durchgang des Geschosses und der Erzeugung des Ausgangssignals. Daher würde das Ausgangssignal des Wandlers anzeigen, daß die Flugbahnen der Geschosse 532 und 538 gleich weit von dem Punkt 536 entfernt sind, was tatsächlich unzutreffend ist.

Man kann diesen Nachteil vermeiden, indem man die Wandler stehend anordnet, so daß sie senkrecht stehende Scheiben bilden, deren ebene Flächen dem übenden Schützen zugewandt sind. Wenn sich ein Geschoß über die Scheiben hinweg bewegt und wenn die zugehörige Stoßwelle erzeugt wird, trifft die Stoßwelle auf den Rand jeder Scheibe, und die Auftreffpunkte sind gleich weit, vom Mittelpunkt der Scheibe entfernt. Zwar wird hierdurch ein konstanter Zeitfehler eingeführt, doch da zur Berechnung der Lage der Geschoßflugbahn nur Zeitdifferenzen verwendet werden, gleicht sich dieser Fehler aus.

Die stehende Anordnung der Scheiben ermöglicht es jedoch nicht, das Problem zu vermeiden, das im Erscheinen der positiven Zacke 542 am Beginn des Ausgangssignals 540 besteht.

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Daher wird es vorgezogen, jeden Wandler mit einem Dom aus festem Material zu versehen, der eine der Stoßwelle ausgesetzte konvexe Fläche aufweist, wobei die ebene Basis des Doms in Berührung mit dem scheibenförmigen Wandler steht und geeignet ist, Stoßwellen aus der Atmosphäre auf die Wandlerscheibe zu übertragen. Durch auf die Zielscheibe abgefeuerte Geschosse erzeugte Stoßwellen treffen stets tangential auf den halbkugelförmigen Dom auf, und die Stoßwellen werden durch, den Dom in radialer Richtung direkt zum Mittelpunkt des Wandlers übertragen. Während der Berechnung der Lage der Geschoßflugbahn wird der hierdurch hervorgerufene konstante Zeitfehler ausgeglichen.

Der halbkugelförmige Dom verhindert weitgehend oder vollständig die Erzeugung der positiv gerichteten Zacke 542 nach Fig. 10, so daß das Ausgangssignal des Wandlers stärker einer Sinuswelle ähnelt. Der Anfangspunkt dieser Sinuswelle muß mit hoher Genauigkeit gemessen werden, und daher muß der Wandler schnell ansprechen.

Es ist zweckmäßig, eine piezoelektrische Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 5 mm zu verwenden, die schnell anspricht und ein Ausgangssignal von relativ hoher Amplitude liefert.

Fig. 11 und 12 zeigen eine mögliche Ausführungsform eines Wandlers zum Gebrauch in Verbindung mit der Erfindung mit einem Wandlerelement in Gestalt einer Scheibe 550 aus einem piezoelektrischen Material, z.B. Bleizirkontitanat. Die Scheibe 550 hat eine Dicke von etwa 1 mm und einen Durchmesser von 2 bis 5 mm; es kann sich um das Fabrikat mit der Teilnummer MB1043 der Mullard Ltd., Torrington Place, London, England, handeln. Die voneinander abgewandten ebenen Flächen der Scheibe 550 sind mit einem Überzug 552 aus einem leitfähigen Material, z.B. aus im Vakuum aufgebrachtem Silber, versehen.

Zwei elektrisch leitende Drähte 554 und 556, die z.B. aus Kupfer oder Gold bestehen, sind an der Unterseite der Scheibe

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an ihrem Mittelpunkt bzw. am Rand der Oberseite der Scheibe durch Verlöten oder mit Hilfe eines Ultraschall-Verbindungsverfahrens befestigt. Die Scheibe 550 ist fest in ein Gehäuse eingebaut, zu dem ein zylindrisches Bauteil 558 gehört, das an einem Ende eine Aussparung 560 aufweist, deren Tiefe etwa 1,5 mm beträgt und deren Durchmesser dem Durchmesser des scheibenförmigen Wandlers angepaßt ist; die Aussparung 560 ist gleichachsig mit einer axialen Bohrung 562 angeordnet, die sich durch das Bauteil 558 erstreckt und den Draht 554 aufnimmt, der mit der Unterseite der piezoelektrischen Scheibe verbunden ist. Das Bauteil 558 ist nahe seiner Umfangsfläche mit einer zu der Bohrung 562 parallelen zweiten Bohrung 564 versehen, in welcher der Draht 556 angeordnet ist und die in einer offenen Aussparung 566 mündet, die an die Hauptaussparung 560 angrenzt. Das Bauteil 558 kann aus dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Tufnol" erhältlichen Material bestehen, bei dem es sich um ein mit einem Phenolharz gebundenes Gewebematerial handelt, das in zylindrischer Form erhältlich ist. Das Gehäuse kann durch maschinelle Bearbeitung aus diesem Material hergestellt werden, doch kann man auch ein Zwei-Komponenten-Phenolharz verwenden, wie es unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Araldit" erhältlich ist; das Harz wird durch ein zylindrisches Gehäuse 568 aus Aluminium in seiner Lage gehalten und nachträglich bearbeitet. Wird diese Konstruktion verwendet, kann man das Gehäuse 568 aus Aluminium erden,, so daß ein Faraday^!scher Käfig entsteht, der das Rauschen auf ein Mindestmaß verringert. Das piezoelektrische Material und die Drähte werden in dem Bauteil 558 mittels eines Klebstoffs festgelegt, wobei man z.B. Araldit oder einen stoßfesten Cyanoacrylklebstoff verwendet. Das Bauteil 558 weist auf seiner Unterseite zwei kleine Sacklöcher 570 und 572 auf, in die elektrisch leitende Stifte eingebaut sind. Die Drähte 554 und 556 ragen aus den unteren Enden der Bohrungen 562 und 564 heraus und sind mit den Stiften in den Bohrungen 570 und 572 verlötet. Es wird ein Kleber oder ein anderes geeignetes aushärtbares Material Verwendet, um alle genannten Teile in

ύ3ΰ/0β?1

ihrer Lage zu halten und an dem Wandlerelement 550 einen massiven halbkugelförmigen Dom 574 zu befestigen, der aus Aluminium besteht oder aus einem aushärtbaren Harzmaterial, z.B. Araldit, gegossen ist. Der Dom 574 hat vorzugsweise einen Außendurchmesser von etwa 8 mm, der gleich dem Durchmesser des Gehäuses 568 ist. Ein zentraler Ansatz 576 auf der Unterseite des Doms 574 mit dem gleichen Durchmesser wie die piezoelektrische Scheibe 550 steht in Berührung mit dieser Scheibe. Alternativ kann man den Dom 574 und das Bauteil 558 als zusammenhängendes Gußteil ausbilden, in das die Wandlerscheibe 550 eingeschlossen wird.

Der zusammengebaute Wandler mit dem Gehäuse nach Fig. 12 wird, wie erwähnt, vor der Zielscheibe angeordnet. Es ist wichtig, daß sowohl das Gehäuse als auch das Koaxialkabel, welches den Wandler mit dem zugehörigen Verstärker verbindet, gegenüber allen Unterstützungen und anderen starren Konstruktionen akustisch entkoppelt sind, auf welche die durch den Wandler erfaßte Stoßwelle wirken könnte, bevor die Stoßwelle von dem halbkugelförmigen Dom an der Oberseite des Wandlers empfangen wird. Sind die Wandler auf einer starren waagerechten Rahmenkonstruktion montiert, ist es somit wichtig, daß die Wandler gegenüber der Rahmenkonstruktion akustisch entkoppelt sind. Man kann die Wandler auf einem Klotz aus einem akustischen Entkopplungsmedium anordnen, z.B. auf expandiertem Polymerschaum oder einer Kombination aus Polymerschaum mit einer Metallplatte. Ein bevorzugtes Material ist Polyäthylenschaum mit geschlossenen Zellen, wie er unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Piastizote" von der Bakelite Xylonite, Ltd., England, auf den Markt gebracht wird. Man kann jedoch auch andere geeignete akustische Entkopplungsmaterialien, z.B. Glasfasergewebe oder Schlackenwolle, verwenden.

Um den Wandler zu montieren, kann man einen in Fig. 13 dargestellten Klotz 580 aus einem akustischen Entkopplungsmaterial mit einer Aussparung 582 zum Aufnehmen des Wandlers nach

e ^ o o 3 o / o # ν ι

Fig. 12 versehen. Der gesamte Klotz kann auf beliebige Weise, z.B. mit Hilfe von Klemmen 584, an einer Rahmenkonstruktion oder Unterstützung 586 befestigt werden, vie es in Fig. 13 dargestellt ist. Weitere geeignete Halterungen für den Wandler sind weiter unten beschrieben.

Zusammenfassend sei gesagt, daß zu der vorstehend beschrienen erfindungsgemäßen Anordnung die folgenden Teile gehören:

Die Wandler Sl, S3 und S4 zum Ermitteln der Zeitpunkte, in denen eine Stoßwelle längs einer zur Meßebene parallelen Linie eintrifft, wobei die Meßebene im wesentlichen parallel zu der Zielscheibe verläuft;

Die Wandler Sl und S2 zum Ermitteln der Zeitpunkte des Eintreffens der Stoßwelle längs einer im rechten Winkel zu der Meßebene verlaufenden Linie, die zur Flugbahn des Geschosses im wesentlichen parallel ist;

Ein Trägheitsschalter, der auf der Zielscheibe angeordnet ist und dazu dient, das tatsächliche Auftreffen des Geschosses auf der Zielscheibe zu erfassen;

Eine Einrichtung zum Ermitteln der Umgebungslufttemperatur im Bereich der Wandleranordnung.

Die Ausgangssignale der Wandler, des Trägheitsschalters und der Lufttemperatur-Fühleinrichtung werden über die beschriebenen Schaltungen der Zeitgeberschnittstelle zugeführt, die Zählergebnisse liefert, welche die Zeitpunkte repräsentieren, in denen die Stoßwelle die Wandler erreicht, ferner den Triggerzeitpunkt des Trägheitsschalters und die Lufttemperatur. Diese Informationen werden durch die Zeitgeberschnittstelle dem Kleinrechner zugeführt. Vorausgesetzt daß dem Kleinrechner Informationen über die Anordnung der Wandler gegenüber der Meßebene zugeführt werden, läßt sich der Kleinrechner so

030030/0071

programmieren, daß er die nachstehenden Berechnungen durchführt:

Ermittlung der Schallgeschwindigkeit in der Umgebungsluft in der Nähe der Wandleranordnung (mit einer brauchbaren Annäherung) unter Benutzung der bekannten Formel

o = V_{c Λ} y^ + 0,09 (13)

wobei ν« die Schallgeschwindigkeit in Luft bei der gegebe-

T ο

nen Temperatur T und V_{0 Λ} die Schallgeschwindigkeit bei O C

QC
bezeichnet}

Ermittlung der Geschwindigkeit des Geschosses in einer zur Meßebene rechtwinkligen und zur Flugbahn des Geschosses im wesentlichen parallelen Richtung; und

Ermittlung der Lage der Flugbahn in der Meßebene.

Die Informationen, welche die Zeitgeberschnittstelle liefert, ermöglichen es, die erfindungsgemäße Anordnung zur Ausbildung von Schützen mit weiteren sehr vorteilhaften Merkmalen zu versehen. Man kann dafür sorgen, daß eine Unterscheidung zwischen direkten Treffern durch frei fliegende Geschosse und Treffern erfolgt, die durch abprallende Geschosse oder hochgeschleuderte Steine verursacht werden, wenn die Geschosse auf den Boden auftreffen, und es ist möglich, festzustellen, ob der Trägheitsschalter durch Windkräfte oder aus anderen Gründen fälschlicherweise betätigt wird. Bei der Ausführungsform, bei der die Zeitgeberschnittstelle 64 verwendet wird, bewirkt eine fehlerhafte Betätigung des Trägheitsschalters, daß der Zähler 7 seine Zählung ausführt, bis das Schnellübertragsignal RC7-erzeugt wird, wodurch ein automatisches Zurückstellen des Systems bewirkt wird. Ferner kann man dafür sorgen, daß das System zwischen Treffern auf der Zielscheibe durch abgeprallte

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Geschosse und Fehlschüssen bei abgeprallten Geschossen unterscheidet. Diese Merkmale führen zu einer weiteren Verbesserung der Übungsmögliehkeiten, denn dem übenden Schützen wird sofort nach der Abgabe eines Schusses die Lage des Schusses gegenüber der Zielscheibe in der Meßebene angezeigt; ferner wird angezeigt, ob die Zielscheibe tatsächlich von dem Geschoß getroffen worden ist, ob das Geschoß abgeprallt ist, und welche Bewertung für den Schuß gilt.

Gemäß der Erfindung sind drei mögliche Verfahren zur Verarbeitung der Informationen der Zeitgeberschnittstelle vorgesehen, mittels welcher eine Unterscheidung zwischen einem abgeprallten Geschoß und einem auftreffenden Stein möglich ist.

a) Elektronisches Zielfenster. Um einen echten Treffer zu erfassen, muß die Einrichtung zum Ermitteln der Lage des Treffers erkennen, daß ein Geschoß ein Zielfenster in der Meßebene passiert hat, das annähernd der Umrißforra der Zielscheibe entspricht. Diese Umrißform ist in dem Rechner gespeichert und wird mit der Lage des Geschosses verglichen, die ihrerseits aus den Ausgangssignalen der Wandler gewonnen wird. Wenn die berechnete Flugbahn des Geschosses außerhalb des Zielfensters verläuft, kann der durch den Trägheitsschalter oder eine andere Einrichtung zum Registrieren eines Treffers gemeldete Treffer nicht gültig sein, und es kann angenommen werden, daß die Zielscheibe tatsächlich nicht von einem Geschoß getroffen worden ist.

b) Geschoßgeschwindigkeit. Versuche haben gezeigt, daß sich zwar von Schuß zu Schuß Unterschiede bezüglich der Fluggeschwindigkeit der Geschosse ergeben, daß man jedoch bei jedem bestimmten Munitionstyp mit Geschoßgeschwindigkeiten rechnen kann, die innerhalb einer relativ schmalen Bandbreite liegen, wobei sich Abweichungen von z.B. ±5% ergeben. Ferner hat es sich gezeigt, daß dann, wenn ein Geschoß abprallt, seine scheinbare Geschwindigkeitskomponente, die durch zwei auf einer Linie längs der ursprünglichen Flugbahn angeordnete

0 3 ΰ ο δ ό / ο θ 11

rc

Fühler gemessen wird, in einem erheblichen Ausmaß, z.B. um 40% oder mehr, verringert wird. Daher ist es möglich, einen echten direkten Treffer von einem Abpraller zu unterscheiden, indem man die gemessene Geschwindigkeitskomponente mit einem voreingestellten unteren Grenzwert vergleicht, der eine erwartete Geschoßgeschwindigkeit darstellt, welche jeweils für verschiedene Munitionsarten und Schießstände unterschiedlich ist. Venn die nachgewiesene Geschoßgeschwindigkeit diesen Schwellen- bzw. Grenzwert nicht überschreitet, kann die zugehörige mechanische Treffermeldung (Trägheitsschalter) nicht gültig sein, und sie kann daher unberücksichtigt bleiben. Man kann dem Rechner Informationen über einen gültigen Mindestwert der Geschoßgeschwindigkeit bei der jeweils verwendeten Munition zuführen und den beschriebenen Vergleich durchführen. Hierzu sei bemerkt, daß es bei diesem Verfahren nicht erforderlich ist, eine Lagemessung durchzuführen; vielmehr benötigt man nur Informationen über die Geschoßgeschwindigkeit, und hierzu wird nur ein Stoßdetektor in Kombination mit zwei Fühlern benötigt, die gegenüber der Zielscheibe so angeordnet sind, daß sie die Stoßwelle erfassen, welche durch das Geschoß an zwei durch einen Abstand längs der Flugbahn getrennten Punkten erzeugt wird.

c) Zeitpunkt der Registrierung eines Treffers. Wenn die Anzeige eines Treffers durch den Trägheitsschalter gültig sein soll, muß die Anzeige innerhalb einer kurzen Zeitspanne gegenüber dem Zeitpunkt erfolgt sein, in dem die Einrichtung zum Ermitteln der Lage des Geschosses das Geschoß erfaßt hat. Sowohl aus der Theorie als auch aus der Praxis ergibt sich, daß diese Zeitspanne sehr kurz ist und bei einer Zielscheibe nach Fig. 2 mit der Darstellung einer stehenden Person nicht mehr als +3,5 ms beträgt. Wenn man alle Zielscheibeneinschläge unterdrückt, die durch den Trägheitsschalter außerhalb dieser Zeitspanne gemeldet werden, werden viele falsche Treffermeldungen ausgeschaltet. Die zeitliche Lage und die Länge der genannten Zeitspanne richtet sich nach der Art der Zielscheibe,

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der Anordnung der Fühler für die Lage der Treffer, d.h. der auf die Stoßwelle ansprechenden Wandler, gegenüber der Zielscheibe, dem Nennwert der Geschoßgeschwindigkeit, der Schallgeschwindigkeit in Luft sowie in einem geringen Ausmaß nach dem Material der Zielscheibe. Jedoch sind alle diese Faktoren im voraus bekannt, und daher ist es möglich, bei der Vorrichtung vorbestimmte Grenzwerte für die genannte Zeitspanne vorzusehen. Es sei bemerkt, daß es bei dem zuletzt genannten Verfahren nicht erforderlich ist, die Messung der Lage des Geschosses oder auch nur seiner Geschwindigkeit zu ermöglichen, und daß es genügt, lediglich einen Trefferdetektor in Verbindung mit einem einzigen Fühler vorzusehen, der gegenüber der Zielscheibe so angeordnet ist, daß er es ermöglicht, die durch das Geschoß erzeugte Stoßwelle zu erfassen.

Als Anhang A ist dieser Beschreibung ein in der Basic-Programmiersprache geschriebenes Programm beigefügt, das unmittelbar in Verbindung mit dem Kleinrechner des Typs LSI 2/206 für die Rechnerautomatisierung verwendet werden kann. Dieses Programm dient zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Lageberechnungen, zur Erzeugung der benötigten Rücksetzsignale für die Zeitgeberschnittstelle, zur Berechnung der Schallgeschwindigkeit und der Geschoßgeschwindigkeit, zur Durchführung von Schwellenwertprüfungen bezüglich der Geschoßgeschwindigkeit, zur Feststellung, ob der Trägheitsschalter einen Treffer gemeldet hat, zur Feststellung, ob es sich um einen Abprallertreffer handelt, sowie zur Erzeugung entsprechender Ausgangssignale für den Drucker und die Darstellungseinrichtungen.

Aus den vorstehenden Angaben ist ersichtlich, daß bei den Rechnerprogrammen nach dem Anhang A die Geschoßgeschwindigkeitsund Trefferregistrierungs-Zeitspannen-Verfahren zum Unterseheiden zwischen einem Abprallertreffer und einem Treffer durch einen hochgeschleuderten Stein angewendet werden. Für jeden Fachmann ist es ohne weiteres ersichtlich, auf welche Weise man die Programme des Anhangs A abändern kann, um

Ö30030/QS71

das elektronische Zielfensterverfahren zur Unterscheidung eines Abprallertreffers und eines Treffers durch einen hochgeschleuderten Stein anzuwenden. Mit anderen Worten, man kann in das Programm einen mathematischen Algorithmus zum Definieren der Begrenzungen der Umrißform der Zielscheibe in der Meßebene aufnehmen und einen Vergleich mit den X- und Y-Koordinaten der berechneten Lage der Geschoßflugbahn in der Meßebene aufnehmen, um festzustellen, ob der berechnete Punkt innerhalb des Zielfensters liegt. Nimmt man z.B. an, daß es sich bei der Zielscheibe um ein einfaches Rechteck handelt, kann man das Zielfenster in dem Programm durch XA Xl XB und YA Yl YB definieren, wobei XA und XB den linken und den rechten Rand des Zielfensters und YA und YB den unteren und den oberen Rand des Zielfensters repräsentieren.

In dem vorstehend beschriebenen Programm sind zwei Unterprogramme in der Assemblersprache vorgesehen. Hierzu gehören

Aufruf (3): Die Ausführung dieser Basic-Anweisung bewirkt, daß die Zeitgeberschnittstelle 64 zurückgesetzt und die Schaltung betriebsbereit gemacht wird. Diesem Unterprogramm ist in der Assembler-Sprache das Etikett "Reset*¹ zugeordnet.

Aufruf (4 Z0, A2, T7, T6, T5, T4, T3, T2, Tl): Die Ausführung dieser Basic-Anweisung bewirkt, daß die in den Zählern 1 bis 8 der Zeitgeberschnittstelle enthaltenen binären Zahlen nacheinander in die Basic-Sprache überführt werden. Diesem Unterprogramm wird in der Assembler-Sprache das Etikett "IN: HIT" in dem Unterprogramm-Modul zur Handhabung von Ereignissen zugewiesen.

Fig. 14A und 14B zeigen Fließbildteije für das Rücksetz-Unterprogramm. Der Anhang B enthält die Einzelheiten für dieses Unterprogramm. Das Rücksetz-Unterprogramm beginnt in Zeile 40 des Anhangs B. Es bewirkt die Sicherstellung der

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Rückkehradresse für Basic und prüft dann, ob der Aufruf (3) nur einen Parameter hat. Dann wird ein weiteres Unterprogramm mit der Bezeichnung RST (Zeile 31) aufgerufen, das die Befehle zum Zurücksetzen der Schaltkreise der Zeitgeberschnittstelle enthält. Das Unterprogramm Reset endet mit der Rückkehr zu Basic.

Fig. 15A, 15B und 15C bilden ein Fließbild für das Unterprogramm IN: HIT, und der Anhang B enthält die Einzelheiten dieses Unterprogramms.

Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß man gemäß der Erfindung bei der Wandleranordnung nach Fig. 2 und 4 Änderungen vorsehen kann. Fig. 16 bis 18 zeigen Beispiele für solche abgeänderten Wandleranordnungen.

Natürlich kann man bezüglich der Anordnung der Wandler noch weitere Abänderungen vorsehen. Beispielsweise kann man einen oder mehrere Lichtvorhänge erzeugen, die es ermöglichen, den Durchgang eines Geschosses durch einen bestimmten Raumbereich zu erfassen, um die Geschwindigkeit des Geschosses zu ermitteln. Eine solche Einrichtung kann der Beschreibung in der US-PS 3 788 748 entsprechen. Fig. 20 zeigt eine Einrichtung zum Erzeugen eines Lichtvorhangs und zum Erfassen eines den Lichtvorhang passierenden Geschosses. Ein Helium-Neon-Laser 600 erzeugt einen Strahl 602 in Form einer ungedämpften Welle, der auf einen geneigten Quarzspiegel 603 gerichtet wird, welcher auf seiner zweiten Fläche gegenüber dem Strahl 602 einen Spiegelüberzug derart aufweist, daß ein Teil des Strahls 602 durchgelassen wird, um einen Strahl 604 zu erzeugen, der auf eine Linie 605 gerichtet wird. Die Linie 605 ist als Segment einer kreisrunden Scheibe ausgebildet, die aus einem Flachmaterialstück zugeschnitten ist, das unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Perspex" erhältlich ist. Der Strahl 604 halbiert den Winkel des Segments und tritt zentral in einen kreisrunden Ausschnitt 606 ein, der den

fl.3 0030/0671

Strahl 604 veranlaßt, sich weiter als Strahl 608 fortzupflanzen, welcher einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt hat, wie es mit gestrichelten Linien angedeutet ist, und der im wesentlichen keine Divergenz in der Querrichtung aufweist.

Die Linse 605 ist als allgemein dreieckige Platte aus einem lichtdurchlässigen Material mit zwei konvergierenden, im wesentlichen geraden Kanten ausgebildet und mit einem Abschnitt in Form einer einen Teil einer Zylinderfläche bildenden Einkerbung 606 nahe dem durch die konvergierenden Kanten gebildeten Scheitelpunkt versehen; somit, wird in die Linse an dem Scheitelpunkt eintretendes Licht veranlaßt, zu divergieren. Die beiden geraden Kanten der Linse, bei denen es sich nicht um die dem Scheitel gegenüberliegende Kante handelt, an der das Licht in die Linse eintreten soll, sind dazu bestimmt, das Licht innerhalb der Linse zu reflektieren. Zu diesem Zweck können diese Kanten z.B. verspiegelt sein. Eine solche Linse nach Fig. 19 und 20 ist geeignet, einen fächerförmigen Lichtstrahl bzw. einen Lichtvorhang zu erzeugen, dessen Öffnungswinkel gleich dem Winkel ist, der von den Kanten der Platte nahe dem Scheitel eingeschlossen wird, an dem das Licht in die Platte eintritt.

Wenn ein Geschoß den Strahl 608 passiert, wird es von dem Strahl getroffen. Da es sich bei dem Geschoß nicht um einen perfekten schwarzen Körper handeln kann, wird ein Teil des Strahls durch das Geschoß reflektiert, und ein Teil des reflektierten Lichtes kehrt zu der Linse 605 zurück, wo es gesammelt und als Strahl 609 auf den Spiegel 603 geleitet wird. Der Strahl 609 wird durch den Spiegel 603 zurückgeworfen, der auf seiner ersten,dem Strahl 609 zugewandten Fläche beschichtet ist, so daß man den Strahl 610 erhält. Die Beschichtung des Spiegels 603 ist derart, daß der Strahl 610 etwa 50% des Strahls 609 entspricht. Der Strahl 610 passiert ein optisches Bandpaßfilter 612, das Licht zurückhält,

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dessen Frequenz sich erheblich von der Frequenz des Lasers 600 unterscheidet, um die Fehler zu verringern, die durch Streulicht, z.B. Sonnenlicht, hervorgerufen werden könnten. Der Strahl 610 verläßt das Filter 612 gemäß Fig. 19 als Strahl 613, der dann durch eine Linse 614 fällt, die den Strahl 613 auf dem Mittelpunkt einer photoelektrischen Zelle 615 fokussiert, durch die ein elektrisches Signal 617 erzeugt wird, welches somit den Zeitpunkt anzeigt, in dem das Geschoß den.Lichtvorhang passiert hat.

Fig. 20 zeigt schematisch eine erfinduηgsgeraäße Anordnung, die benutzt werden kann, um die Geschwindigkeit eines Geschosses in einer zur Meßebene rechtwinkligen Richtung und die Lage des Durchtrittspunktes zu ermitteln. Eine Zielscheibe 596 ist auf einem Unterbau 598 angeordnet, der dem in Fig. 2 dargestellten ähneln kann. Vor und unterhalb des Randes der Zielscheibe 596 sind z.B. drei Wandler Sl, S2 und S3 angeordnet. Vor der Zielscheibe 596 befinden sich zwei der anhand von Fig. 19 beschriebenen Anordnungen zum Erzeugen von Lichtvorhängen 608 und 608· sowie von Ausgangssignalen 618 und 618', welche die Zeitpunkte anzeigen, in denen das Geschoß die beiden Lichtvorhänge passiert. Da der Abstand zwischen den beiden Lichtvorhängen im voraus bekannt ist, kann man die Zeitdifferenz benutzen, um die Geschwindigkeit des Geschosses in einer zur Meßebene rechtwinkligen Richtung zu ermitteln. Die berechnete Geschwindigkeit und die Schallgeschwindigkeit in Luft, die getrennt gemessen bzw. bestimmt werden, können in Verbindung mit den Ausgangssignalen der Wandler Sl bis S3 dazu dienen, die Lage des Punktes zu ermitteln, an dem die Flugbahn des Geschosses die Meßebene gekreuzt hat. Man kann in der weiter oben beschriebenen Weise einen Trägheitsschalter oder einen anderen 7ielscheiben-Trefferdetektor benutzen, um einen tatsächlichen Treffer auf der Zielscheibe zu registrieren.

Für den Fachmann ist es ohne weiteres ersichtlich, auf welche Weise man das. Basic-Programm gemäß dem Anhang A abändern

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BAD

kann, um es in Verbindung mit der Anordnung nach Fig. 20 verwendbar zu machen. Ferner liegt es auf der Hand, daß man z.B. den Lichtvorhang 608· fortlassen könnte; in diesem Fall kann man die Geschwindigkeit des G_eschosses mit Hilfe des Ausgangssignals 618 der photoelektrischen Zelle 615 und des Ausgangssignals des Wandlers S2 nach Fig. 20 ermitteln.

Für einen Fachmann ist es ferner ersichtlich, daß man die Übungsmöglichkeiten für einen Schützen \^eiter verbessern kann, wenn man die vorstehend beschriebenen Einrichtungen in Verbindung mit einem Gewehr benutzt, das an kritischen Punkten mit Druckfühlern versehen ist, wie es in der US-Patentanmeldung 835 431 vom 21. September 1977 beschrieben ist. Das durch den Schützen benutzte Gewehr kann z.B. mit druckempfindlichen Wandlern versehen sein, die an den Teilen des Gewehrs vorhanden sind, welches von dem übenden Schützen berührt werden, wenn dieser das Gewehr abfeuert. Ein solcher Wandler, der auf dem Schaft des Gewehrs angeordnet ist, zeigt den durch die Schulter des Schützen ausgeübten Druck an; ein Wandler auf der Wange des Gewehrs zeigt den durch die Wange des Schützen aufgebrachten Druck an, und weitere Wandler sind an der Haupthandhalterung und dem vorderen Griffstück des Gewehrs befestigt. Die Ausgangssignale der Wandler werden zugehörigen Komparatorschaltungen zugeführt, wie es in der vorstehend genannten US-Patentanmeldung beschrieben ist, so daß die Ausgangssignale des Komparators anzeigen, ob der durch den Schützen an jedem kritischen Punkt des Gewehrs aufgebrachte Druck unter, über oder innerhalb eines vorbestimmten gewünschten Bereichs liegt. Zwar kann man eine Darstellungseinrichtung der in der genannten US-Patentanmeldung beschriebenen Art benutzen, um anzuzeigen, ob der übende Schütze an jedem der genannten Punkte den richtigen Druck auf das Gewehr ausübt, doch liegt es auf der Hand, daß man die Ausgangssignale des Komparators alternativ auch dem Kleinrechner 70 in einem geeigneten Format zuführen kann, so daß das Sichtgerät 72 nach Fig. 4 eine graphische Dar-

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Stellung des Gewehrs wiedergibt und den durch den Schützen auf das Gewehr ausgeübten Druck anzeigt. Diese graphische Darstellung kann zusätzlich zu der Darstellung der Zielscheibe und der Darstellung der Lage der Treffer der einzelnen Geschosse erzeugt werden. Bei einer solchen Anordnung erhält der übende Schütze nahezu augenblicklich Informationen darüber, auf welche Weise er das Gewehr hält und mit welcher Genauigkeit er seine Schüsse abgibt; hierdurch werden alle Schwierigkeiten, die der Schütze beim Schießen hat, schnell diagnostiziert. Wenn das Gewehr mit einem Schalter versehen ist, der beim Betätigen des Abzugs betätigt wird, wie es in der US-Patentanmeldung 835 431 beschrieben ist, kann man dafür sorgen, daß das Sichtgerät 72" den Druck anzeigt, der auf die verschiedenen Druckwandler des Gewehrs genau im Zeitpunkt des Abfeuerns ausgeübt wird. Die Darstellung kann auf dem Bildschirm während einer vorbestimmten Zeit erhalten bleiben und dann gelöscht werden, so daß der Schütze dann den nächsten Schuß abgeben kann.

Die Verwendung einer solchen Druckanzeigeeinrichtung ermöglicht eine gleichzeitige Darstellung von Druckwerten zusammen mit der Anzeige der Lage des Geschosses, der Anzeige eines Treffers auf der Zielscheibe und/oder der Anzeige eines Abprallers. Eine solche gleichzeitige Anzeige bzw. Darstellung bietet für einen übenden Schützen erhebliche Vorteile, da der Schütze nicht nur augenblicklich eine Anzeige darüber erhält, in welcher Weise sich das Geschoß gegenüber der Zielscheibe bewegt hat, sondern auch eine Anzeige des Grundes dafür, daß das Geschoß die angezeigte Bahn zurückgelegt hat. Diese Informationen geben dem Schützen augenblicklich positive und negative Auskünfte über seine Schießtechnik bezüglich der richtigen Haltung und Handhabung des Gewehrs, so daß das richtige Verhalten beim Schießen schnell gelernt werden kann.

Es ist nicht erforderlich, einen Trägheitsschalter zu benutzen, um anzuzeigen, daß die Zielscheibe von einem Geschoß

getroffen worden ist, sondern man kann auch andere Einrichtungen zu diesem Zweck verwenden. Beispielsweise zeigen Fig. 21 und 22 eine Anordnung zum Fühlen des Auftreffens eines Geschosses auf eine Zielscheibe 700 mit einer Fühlerbaugruppe 702, die vor der starren Zielscheibe 700 angeordnet ist, welch letztere von beliebiger Form und z.B. aus Sperrholz oder ABS-Material hergestellt sein kann. Zu der Fühlerbaugruppe 702 gehört ein Wandler, der in einem Abschirmungsgehäuse angeordnet ist, um zu verhindern, daß sich in der Luft fortpflanzende Stoßwellen nachgewiesen werden, die durch sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegende Geschosse erzeugt werden. Das Ausgangssignal der Fühlerbaugruppe 702 wird einem Verstärker 704 zugeführt.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 704 wird einer Signalverarbeitungsschaltung 706 zugeführt, die jeweils einen Treffer anzeigt. Zu dieser Schaltung kann im wesentlichen ein Schwellenwertdetektor gehören. Die abgeschirmte Fühlerbaugruppe kann gemäß Fig. 22 einen Wandler 709 enthalten, welcher der weiter oben anhand von Fig. 11 und 12 gegebenen Beschreibung entspricht und in einen Block 708 aus akustisch isolierendem Material gemäß der Beschreibung anhand von Fig. 13 eingebaut ist. Der Block 708 ist seinerseits in ein Gehäuse bzw. eine Abschirmung 710 eingebaut, wobei der Wandler 709 in einer Aussparung angeordnet ist, damit sich ein begrenzter kreisbogenförmiger Empfindlichkeitsbereich derart ergibt, daß der Wandler im wesentlichen nur der Zielscheibe 700 gegenüberliegt, wenn die Fühlerbaugruppe 702 die richtige Lage gegenüber der Zielscheibe einnimmt. Von dem Wandler 709 aus erstreckt sich ein Koaxialkabel durch eine Öffnung der Abschirmung 710, und dieses Kabel kann gegen Vibrationen durch einen Ring 712 aus Siliconkautschuk oder dergl. geschützt sein. Natürlich muß man den Schwellenwertpegel des Detektors 707 nach Fig. 21 so einstellen, daß die an der Zielscheibe nachgewiesenen Störungen, die durch den Wandler 709 erfaßt werden, die Schaltung 706 nur dann veranlassen, eine Trefferanzeige zu liefern, wenn die

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Amplitude der nachgewiesenen Störung hinreichend groß ist, um anzuzeigen, daß ein Geschoß die Zielscheibe 700 getroffen hat.

Eine weitere Anordnung zum Nachweisen von Geschoßeinschlägen bei einer starren Zielscheibe wird im folgenden anhand von Fig. 23, 24 und 25A sowie 25B beschrieben. Fig. 23 zeigt eine starre Zielscheibe 720 mit einer erheblichen Krümmung im waagerechten Querschnitt. Ein Fühler 722, bei dem es sich um einen Wandler der anhand von Fig. 11 bis 13 beschriebenen Art handeln kann, der in einen akustisch isolierenden Klotz eingebaut ist, ist hinter der starren Zielscheibe 720 und vorzugsweise innerhalb ihres Krümmungsbogens angeordnet. Das Ausgangssignal des Wandlers 722 wird einem Verstärker 724 zugeführt, dessen Ausgang an eine Signalverarbeitungsschaltung 726 zur Erzeugung einer Trefferanzeige angeschlossen ist=

Die Signalverarbeitungsschaltung 726 kann z.B. so aufgebaut sein, wie es in Fig. 24 dargestellt ist. Es hat sich gezeigt, daß echte Geschoßeinschläge auf der Zielscheibe dazu führen, daß der Wandler 722 elektrische Signale erzeugt, die sich aus mehreren, und zwar gewöhnlich mehr als zehn Impulsen von großer Amplitude zusammensetzen, welche in kleinen Abständen aufeinander folgen, während Fehlschüsse oder Treffer durch Steine oder andere Fremdkörper entweder Signale von niedriger Amplitude oder Signale von niedriger Amplitude mit nur gelegentlich auftretenden Spitzen von hoher Amplitude hervorrufen. Fig. 25A und 25B zeigen typische Wellenformen für Treffer und Fehlschüsse. Die Signalverarbeitungsschaltung nach Fig. 24 unterscheidet die Signale nach Fig. 25A und 25B mit Hilfe eines Integrationskondensators C und eines Ableitwiderstandes R2. Nur mehrere aufeinanderfolgende Signalspitzen der in Fig. 25A gezeigten Art führen zur Triggerung eines in Fig. 24 dargestellten zweiten Schwellenwertdetektors.

Das anhand von Fig. 24 beschriebene Verfahren zum Unter-

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scheiden zwischen Treffern und Fehlschüssen läßt sich grundsätzlich bei jeder Kombination einer starren Zielscheibe mit einem Fühler anwenden, doch bietet es besondere Vorteile, wenn es bei einer dreidimensionalen Zielscheibe wie derjenigen nach Fig. 23 oder einer Zielscheibe angewendet wird, die den Wandler vollständig umschließt, z.B. bei einer Zielscheibe von konischer Form. Wegen der Gestalt solcher dreidimensionaler Zielscheiben kann man vorhandene mechanische Trefferregistriereinrichtungen, z.B. Trägheitsschalter, häufig nicht benutzen, um Treffer auf der Zielscheibe nachzuweisen, da Schwingungen innerhalb der Zielscheibe möglicherweise nur relativ schlecht übertragen werden. Zweitens bewirkt die gekrümmte Form der Zielscheibe eine sehr weitgehende Abschirmung des Fühlers gegen Stoßwellen, die durch Geschosse hervorgerufen werden, welche sich mit Überschallgeschwindigkeit außerhalb der Zielscheibe bewegen. Man kann die Krümmung der Zielscheibe so weit vergrößern, daß man einen vollständigen Mantel erhält, innerhalb dessen der Fühler angeordnet ist, so daß Treffer aus jeder beliebigen Schußrichtung erfaßt werden können.

Fig. 26 zeigt eine weitere Anordnung zum Nachweisen eines Geschoßtreffers für den Fall, daß sich ein Geschoß durch eine Zielscheibe hindurch bewegt. In diesem Fall gehört zu der Zielscheibe ein Flachmaterialstück 730 in Form eines Abstandhalters aus einem elektrisch isolierenden Material von beliebiger geeigneter Größe. Mit dem isolierenden Abstandhalter 730 sind zwei Metallgeflechte 732 und 734 verkittet. Wenn ein Geschoß die zusammengesetzte Zielscheibe mit den miteinander verbundenen Teilen 730, 732 und 734 durchschlägt, wird ein elektrischer Kontakt zwischen den Metallgeflechten 732 und 734 hergestellt, so daß eine an dem Punkt 736 anstehende Spannung kurzzeitig von +5 V auf 0 V zurückgeht, wodurch angezeigt wird, daß ein Geschoß die aus Schichten aufgebaute Zielscheibe durchschlagen hat.

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Fig. 27 zeigt eine weitere zweckmäßige Anordnung zum Ermitteln der Geschoßgeschwindigkeit. Ein mittels einer Waffe abgefeuertes Geschoß bewegt sich längs einer Flugbahn 742 zu einer Zielscheibe oder einer Zielscheibenzone 744. Eine Wandleranordnung Sl, S2, S3 ist unterhalb eines Randes der Zielscheibe oder Zone 744 angeordnet. Zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines Geschosses dient ein Detektor 746 zum Fühlen des Zeitpunktes, in dem das Geschoß die Waffe verläßt, und zum Erzeugen eines Signals, durch das ein Zähler 748 in Betrieb gesetzt wird, dem Impulse von einem Taktgenerator zugeführt werden und der die Taktimpulse zählt, bis ihm der Wandler S2. über einen Verstärker 752 ein Signal zuführt, durch das der Zähler angehalten wird.

Geschosse werden bekanntlich auf genau bestimmte Weise und gleichmäßig verzögert. Diese Verzögerung läßt sich als Geschwindigkeitsverlust je Wegstreckeneinheit der Flugbahn ausdrücken; bei hochwertiger Munition, z.B. bei den meisten Munitionsarten für militärische Zwecke, ist die Verzögerung von Geschoß zu Geschoß im wesentlichen konstant und von der Geschwindigkeit im wesentlichen unabhängig. An jedem Punkt längs der Flugbahn ist die Geschoßgeschwindigkeit V. wie folgt gegeben:

^Vt ^{= V}m - ^d'^k

Hierin ist V. die Geschoßgeschwindigkeit an dem betrachteten

Punkt
V die Nenngeschwindigkeit des Geschosses an

der Waffe oder einem bekannten Ausgangspunkt d die Strecke zwischen der Mündung oder einem

bekannten Ausgangspunkt und dem betrachteten

Punkt
k die oben genannte ^MVerzÖgerungs"-Konstante.

Mit Hilfe einfacher algebraischer Regeln ist es möglich,

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einen Ausdruck für die während einer bestimmten Zeit zurückgelegte Strecke wie folgt zu finden:

d(t) - V_m e-^kt

Hierin ist t die Zeit als unabhängige variable Größe. Bei Munition von guter Qualität ist die Konstante k gut geregelt, und sie läßt sich mit hoher Genauigkeit ermitteln. Somit verbleibt als einzige Unbekannte die Größe V , die von Geschoß zu Geschoß variiert.

Die Anordnung nach Fig. 27 dient zur Ermittlung eines gedachten Wertes für V durch Messen der Flugzeig des Geschosses zwischen der Waffe und der Wandleranordnung. Die vorstehende Gleichung ermöglicht es, V zu berechnen, woraufhin man auch V. in der Nähe der Wandleranordnung berechnen kann. Bei dem Detektor 746 kann es sich um einen optischen Detektor handeln, der auf das Mündungsfeuer der Waffe anspricht, oder um eine akustische Einrichtung, die durch den die Mündung verlassenden Gasstrom und/oder die Stoßwelle des sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegenden Geschosses betätigt wird.

Fig. 28 zeigt ein Deckblatt für den Bildschirm 72" nach Fig. 4. Dieses Deckblatt weist eine Zielscheibendarstellung T und ein Anzeigefeld für mehrere abgegebene Schüsse auf. Wird der Trägheitsschalter zum Anzeigen eines Treffers nicht betätigt, wird das Schießergebnis O angezeigt; anderenfalls wird ein sich von Null unterscheidendes Schießergebnis dargestellt. Die zwangsläufige Trefferanzeige erweist sich bei Grenzfällen, z.B. dem Schuß 6, als besonders vorteilhaft. In solchen Fällen kann es vorkommen, daß sich aus der Lageanzeige allein nicht ergibt, ob die Zielscheibe getroffen worden ist. Der Schuß 1 ist klar als Fehlschuß angezeigt; bei dem Schuß 2 handelt es sich um einen Treffer durch ein abgepralltes Geschoß; der Schuß 5 ist als Fehlschuß durch ein abgepralltes Geschoß dargestellt, während die Schüsse 3, 4 und 7 als Schüsse mit unterschiedlichen Bewertungszahlen dargestellt sind.

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Claims (62)

1. ANSPRÜCHE

   Iy Anordnung zur Benutzung bei der Ausbildung von Schützen, bei der sich ein Geschoß von einer Feuerstelle aus in Richtung auf eine Zielscheibe und durch eine Meßebene hindurch längs einer Flugbahn bewegt, gekennzeichnet durch Einrichtungen (Sl bis S4), die dazu dienen, gegenüber einer Darstellung der Zielscheibe (35) die Lage eines Punktes in der Meßebene zu ermitteln und anzuzeigen, in dem sich die Flugbahn (44) durch die Meßebene erstreckt, so daß mindestens eine angenäherte Anzeige darüber erfolgt, wo sich das Geschoß gegenüber der Zielscheibe bewegt hat, eine Einrichtung (38) zum Ermitteln und zwangsläufigen Anzeigen der Tatsache, daß die Zielscheibe von einem Geschoß getroffen worden ist, so daß einem übenden Schützen mindestens annähernd angezeigt wird, wo sich das Geschoß gegenüber der Zielscheibe bewegt hat, daß zwangsläufig angezeigt wird, ob das Geschoß die Zielscheibe getroffen hat, und daß es die genannten Anzeigen ermöglichen, Treffer in der Nähe des Randes der Zielscheibe von Fehlschüssen nahe dem Rand der Zielscheibe zu unterscheiden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (62) zum Messen der Geschwindigkeit des Geschosses in der Nähe der Zielscheibe (35), zum Vergleichen der gemessenen Geschwindigkeit mit mindestens einem erwarteten Geschoßgeschwindigkeitswert, um festzustellen, ob die gemessene Geschwindigkeit in einem Bereich erwarteter Geschoßgeschwindigkeiten liegt, sowie zum Anzeigen des Ergebnisses des Vergleichs zwischen der gemessenen Geschwindigkeit und mindestens einem erwarteten Geschwindigkeitswert, so daß einem übenden Schützen zusätzlich angezeigt wird, ob ein nachgewiesener Treffer auf der Zielscheibe davon herrührt, daß die Zielscheibe von einem frei fliegenden Geschoß getroffen worden ist oder von einem Geschoß, das vor dem Auftreffen auf der Zielscheibe abgeprallt ist.

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3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum zwangsläufigen Nachweisen und Anzeigen eines Geschoßtreffers auf der Zielscheibe (35) ein Trägheitsschalter (38) gehört, der durch Schwingungen betätigt wird, welche beim Auftreffen eines Geschosses auf die Zielscheibe erzeugt werden.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Zielscheibe zwei elektrisch leitende äußere Elemente (732, 734) gehören, die durch eine Schicht (730) aus nichtleitendem Material getrennt sind, und daß die elektrisch leitenden äußeren Elemente mindestens kurzzeitig in elektrischem Kontakt stehen, wenn sich das Geschoß durch die Zielscheibe hindurchbewegt, so daß der kurzzeitige elektrische Kontakt zwangsläufig einen Geschoßtreffer auf der Zielscheibe anzeigt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage-Bestimmungs-und -Anzeigeeinrichtung Einrichtungen (Sl bis S4) zum Ermitteln der Lage und zum Erzeugen eines die Lage anzeigenden Ausgangssignals sowie eine Einrichtung aufweist, die auf das Ausgangssignal anspricht, um die Zielscheibe optisch darzustellen und eine zeichnerische Darstellung der ermittelten Lage gegenüber der Darstellung der Zielscheibe zu erzeugen.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu der graphischen Darstellungseinrichtung ein Bildschirm (28) gehört, der mit einem Deckblatt versehen ist, das eine Darstellung der Zielscheibe (35) aufweist, wobei der Bildschirm eine sichtbare Markierung gegenüber dem Deckblatt zeigt, um die nachgewiesene Lage des genannten Punktes anzuzeigen.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die graphische Darstellungseinrichtung durch die Einrichtung zum Feststellen-eines T_reffers ferner so gesteuert wird, daß

   sie eine zwangsläufige optische Anzeige dafür liefert, ob das Geschoß die Zielscheibe getroffen hat.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vergleichen der ermittelten Lage des genannten Punktes mit einem vorbestimmten Bereich von Punkten, der ein Zielfenster in der Meßebene darstellt, und daß die graphische Darstellungseinrichtung außerdem durch die Vergleichseinrichtung so gesteuert wird, daß sie eine optische Anzeige darüber liefert, ob die ermittelte Lage des genannten Punktes innerhalb des vorbestimmten Bereichs von Punkten liegt<
9. 9. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Messen der Geschoßgeschwindigkeit eine Einrichtung gehört, die dazu dient, die Bewegung des Geschosses an zwei Punkten vorbei nachzuweisen, die längs einer zu der Flugbahn (44) im wesentlichen parallelen Linie durch eine bekannte Strecke (d¹) voneinander getrennt sind, sowie eine durch diese Einrichtung gesteuerte Einrichtung (70) zum Berechnen mindestens eines Näherungswertes der Geschoßgeschwindigkeit im Bereich der Zielscheibe.
10. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Geschoß mit Überschallgeschwindigkeit bewegt und daß zu mindestens einer der Einrichtungen zum Nachweisen der Bewegung des Geschosses ein Wandler gehört, der auf eine durch das Geschoß erzeugte, sich in der Luft fortpflanzende Stoßwelle anspricht.
11. 11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu mindestens einer der Einrichtungen zum Nachweisen der Bewegung des Geschosses eine Einrichtung (605) zum Projizieren mindestens eines Lichtvorhangs (608) gehört und daß eine Einrichtung zum Erfassen des Lichtes vorhanden ist, das durch das Geschoß reflektiert wird, wenn sich das Geschoß durch den Lichtvorhang hindurchbewegt.

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12. 12. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu mindestens einer der Einrichtungen zum Erfassen der Bewegung des Geschosses die genannte Einrichtung zum Nachweisen eines Treffers gehört.
13. 13. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer der Einrichtungen zum Erfassen der Bewegung des Geschosses eine Einrichtung gehört, die dazu dient, den Zeitpunkt zu erfassen, in welchem das Geschoß mittels einer Waffe auf die Zielscheibe von einer Feuerstellung aus abgefeuert wird, und daß die genannte Recheneinrichtung die Verzögerung des Geschosses auf seinem Wege zwischen der Feuerstellung und dem Bereich der Zielscheibe berücksichtigt.
14. 14. Anordnung zur Benutzung bei der Ausbildung von Schützen, bei der ein Geschoß auf eine starre Zielscheibe abgefeuert wird, gekennzeichnet durch eine starre Zielscheibe (35), eine Einrichtung (38) zum Nachweisen eines Geschoßtreffers auf der Zielscheibe, Einrichtungen (Sl bis S4) zum Nachweisen der Tatsache, daß das Geschoß mindestens eine vorbestlmmte Zone gegenüber der Zielscheibe passiert hat, sowie eine Recheneinrichtung (70), die durch die Einrichtung zum Nachweisen eines Treffers und die Einrichtung zum Erfassen der Bewegung des Geschosses so gesteuert wird, daß sie eine Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt, in dem ein Geschoßtreffer auf der Zielscheibe nachgewiesen wird, und einem Zeitpunkt, in dem nachgewiesen wird, daß das Geschoß die vorbestimmte Zone passiert hat, ermittelt, daß diese Zeitdifferenz mit mindestens einem erwarteten Zeitdifferenzwert verglichen wird, um festzustellen, ob die Geschwindigkeit des Geschosses innerhalb eines erwarteten Geschoßgeschwindigkeitsbereichs liegt, und daß das Ergebnis des Vergleichs angezeigt wird, wobei der erwartete Zeitdifferenzwert so gewählt ist, daß ein übender Schütze eine Anzeige darüber erhält, ob ein nachgewiesener Geschoßtreffer auf der Zielscheibe auf ein die Zielscheibe treffendes, frei fliegendes Geschoß oder auf ein

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    Geschoß zurückzuführen ist, das vor seinem Auftreffen auf die Zielscheibe abgeprallt ist.
15. 15. Anordnung zum Gebrauch bei der Ausbildung von Schützen, bei der ein Geschoß auf eine starre Zielscheibe abgefeuert wird, gekennzeichnet durch eine starre Zielscheibe (35), eine.Einrichtung (38) zum Erfassen eines Geschoßtreffers auf der Zielscheibe, eine Einrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des Geschosses in der Nähe der Zielscheibe sowie eine Recheneinrichtung, die durch die Einrichtung zum Nachweisen eines Geschoßtreffers und die Einrichtung zum Messen der Geschoßgeschwindigkeit so gesteuert wird, daß sie die gemessene Geschwindigkeit mit mindestens einem erwarteten Geschoßgeschwindigkeitswert vergleicht, um zu gewährleisten, daß die gemessene Geschwindigkeit innerhalb eines erwarteten Geschoßgeschwindigkeitsbereichs liegt und daß das Ergebnis des Vergleichs zwischen der gemessenen Geschwindigkeit und mindestens dem erwarteten Geschwindigkeitswert angezeigt wird, so daß ein übender Schütze eine Anzeige darüber erhält, ob ein nachgewiesener Geschoßtreffer auf der Zielscheibe darauf zurückzuführen ist, daß die Zielscheibe von einem frei fliegenden Geschoß oder von einem Geschoß getroffen wurde, das vor dem Auftreffen auf die Zielscheibe abgeprallt ist.
16. 16. Anordnung zum Gebrauch bei der Ausbildung von Schützen, bei der sich ein Geschoß längs einer Flugbahn von einer Feuerstellung aus in Richtung auf eine Zielscheibe und durch eine Meßebene hindurch bewegt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die dazu dient, die Lage eines Punktes in der Meßebene, an dem die Flugbahn (44) die Meßebene kreuzt, zu ermitteln und anzuzeigen, so daß mindestens annähernd angezeigt wird, wo das Geschoß sich gegenüber der Zielscheibe bewegt hat, sowie eine Einrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des Geschosses in der Nähe der Zielscheibe, zum Vergleichen der gemessenen Geschwindigkeit mit min-

    030030/007

    destens einem erwarteten Geschoßgeschwindigkeitswert, um sicherzustellen, daß die gemessene Geschwindigkeit innerhalb eines erwarteten Geschoßgeschwindigkeitsbereichs liegt, und zum Anzeigen des Ergebnisses des Vergleichs zwischen der gemessenen Geschwindigkeit und mindestens einem erwarteten Geschwindigkeitswert, so daß ein übender Schütze mindestens eine angenäherte Anzeige darüber erhält, wo sich das Geschoß gegenüber der Zielscheibe bewegt hat, sowie eine Anzeige darüber, ob sich das Geschoß im freien Flug durch die Meßebene hindurch bewegt hat oder vor dem Passieren der Meßebene abgeprallt ist.
17. 17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Messen der Geschoßgeschwindigkeit eine Einrichtung gehört, die dazu dient, nachzuweisen, daß sich das Geschoß an zwei Punkten vorbeibewegt hat, die längs einer zu der Flugbahn (44) im wesentlichen parallelen Linie durch einen bekannten Abstand (d') getrennt sind, sowie eine Einrichtung, die durch die Einrichtung zum Erfassen des Geschoßdurchgangs betätigt wird und mindestens einen Näherungswert der Geschoßgeschwindigkeit im Bereich der Zielscheibe berechnet.
18. 18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Geschoß mit Überschallgeschwindigkeit bewegt und daß mindestens eine der Einrichtungen zum Nachweisen des Geschoßdurchgangs einen Wandler aufweist, der auf eine durch das Geschoß erzeugte, sich in der Luft fortpflanzende Stoßwelle anspricht.
19. 19. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zu mindestens einer der Einrichtungen zum Nachweisen des Geschoßdurchgangs eine Einrichtung (605) zum Projizieren mindestens eines Lichtvorhangs (608) gehört und daß eine Einrichtung zum Erfassen des Lichtes vorhanden ist, das durch das Geschoß reflektiert wird, wenn sich das Geschoß durch den Lichtvorhang hindurchbewegt.

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20. 20. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer der Einrichtungen zum Erfassen des Geschoßdurchgangs eine Einrichtung zum Nachweisen eines Geschoßtreffers auf der Zielscheibe gehört.
21. 21. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer der Einrichtungen zum Nachweisen des Geschoßdurchgangs eine Einrichtung gehört, die dazu dient, den Zeitpunkt zu erfassen, in dem das Geschoß von der Feuerstellung aus mittels einer Waffe auf die Zielscheibe abgefeuert wird, und daß die Recheneinrichtung die Verzögerung des Geschosses auf seinem Wege von der Feuerstellung aus zum Bereich der Zielscheibe berücksichtigt.
22. 22. Anordnung zum Anzeigen der Lage eines Punktes in einer Meßebene, an dem die Flugbahn eines sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegenden Geschosses die Meßebene kreuzt, wobei sich das Geschoß von einer Feuerstellung aus in Richtung auf eine Zielscheibenzone und durch die Meßebene hindurch bewegt, gekennzeichnet durch eine in der Zielscheibenzone angeordnete Zielscheibe (35), einen Satz von mindestens drei Wandlern (Sl, S3, S4), die auf eine sich in der Luft fortpflanzende Stoßwelle ansprechen, welche durch das sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegende Geschoß erzeugt wird, wobei die Wandler längs einer zu der Meßebene im wesentlichen parallelen Linie in vorbestimmten Abständen verteilt sind, eine Einrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des Geschosses, eine Einrichtung zum Messen der Schallgeschwindigkeit in Luft in der Nähe des Satzes von Wandlern, eine Einrichtung zum Erfassen und zwangsläufigen Anzeigen eines Geschoßtreffers auf der Zielscheibe sowie eine Recheneinrichtung (70), die durch den Satz von Wandlern, die Einrichtung zum Messen der Geschoßgeschwindigkeit und die Einrichtung zum Messen der Schallgeschwindigkeit so betätigt wird, daß sie die Lage des Punktes in der Meßebene ermittelt, an dem die Flugbahn des Geschosses die Meßebene gekreuzt hat,

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    daß sie ein die Lage dieses Punktes anzeigende Ausgangssignal erzeugt und daß sie die ermittelte Lage gegenüber einer Darstellung der Zielscheibe anzeigt, so daß ein übender Schütze mindestens eine angenäherte Anzeige darüber erhält, wo das Geschoß sich gegenüber der Zielscheibe bewegt hat, sowie eine zwangsläufige Anzeige darüber, ob das Geschoß die Zielscheibe getroffen hat, damit es möglich ist, Treffer am Rand der Zielscheibe von Fehlschüssen gegenüber dem Rand der Zielscheibe zu unterscheiden.
23. 23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielscheibe (35) im wesentlichen starr ist und daß zu der Einrichtung zum Erfassen und zwangsläufigen Anzeigen eines Geschoßtreffers auf der Zielscheibe ein Trägheitsschalter (38) gehört, der durch Schwingungen betätigt wird, die auf das Auftreffen des Geschosses auf die Zielscheibe zurückzuführen sind.
24. 24. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Erfassen und Anzeigen eines Treffers zwei durch einen Abstand getrennte, elektrisch leitende Elemente (732, 734) gehören und daß die Zielscheibe eine Schicht (730) aus einem elektrisch nicht leitenden Material aufweist, die zwischen den elektrisch leitenden Elementen angeordnet ist, so daß mindestens ein kurzzeitiger elektrischer Kontakt zwischen den elektrisch leitenden Elementen herbeigeführt wird, wenn sich das Geschoß durch die Zielscheibe hindurchbewegt, um einen Geschoßtreffer auf der Zielscheibe zwangsläufig anzuzeigen.
25. 25. Anordnung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die durch das Ausgangssignal der Recheneinrichtung gesteuert wird, um die nachgewiesene Lage des genannten Punktes gegenüber einer Darstellung der Zielscheibe graphisch sichtbar zu machen.

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26. 26. Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung für die graphische Darstellung ein Bildschirm (28) gehört, der mit einem Deckblatt versehen ist, das eine Darstellung der Zielscheibe aufweist, und daß auf dem Bildschirm eine sichtbare Markierung gegenüber dem Deckblatt erscheint, um die Lage des genannten Punktes anzuzeigen.
27. 27. Anordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen einer graphischen Darstellung außerdem durch die Einrichtung zum Erfassen eines Treffers so gesteuert wird, daß sie zwangsläufig eine optische Anzeige darüber liefert, ob das Geschoß die Zielscheibe getroffen hat.
28. 28. Anordnung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (70) außerdem die nachgewiesene Lage des genannten Punktes mit einem vorbestimmten Bereich von ein Zielfenster darstellenden Punkten in der Meßebene vergleicht und daß die Einrichtung zum Erzeugen der graphischen Darstellung durch die Recheneinrichtung so gesteuert wird, daß sie eine optische Anzeige darüber liefert, ob die nachgewiesene Lage des genannten Punktes in den vorbestimmten Bereich von Punkten fällt.
29. 29. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Messen der Geschoßgeschwindigkeit erste Einrichtungen (Sl, S3, S4) und eine zweite Einrichtung (S2) zum Nachweisen der Bewegung des Geschosses gegenüber zugehörigen Punkten gehören, die längs einer zu der Flugbahn (44) des Geschosses im wesentlichen parallelen Linie durch einen bekannten Abstand (d^f) voneinander getrennt sind, sowie eine Einrichtung, die durch die genannten Einrichtungen so gesteuert wird, daß sie mindestens einen Näherungswert der Geschoßgeschwindigkeit im Bereich der Zielscheibe berechnet.

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30. 30. Anordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Erfassen des Geschoßdurchgangs zwei Wandler gehören, die auf eine durch das Geschoß erzeugte, sich in der Luft fortpflanzende Stoßwelle ansprechen und längs der zu der Flugbahn (44) im wesentlichen parallelen Linie durch einen Abstand (d¹) voneinander getrennt sind.
31. 31. Anordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Wandler zum Erfassen des Geschoßdurchgangs einer der mindestens drei vorhandenen Wandler des genannten Satzes ist.
32. 32. Anordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß zu mindestens einer der Einrichtungen zum Erfassen des Geschoßdurchgangs eine Einrichtung (605) zum Projizieren mindestens eines Lichtvorhangs (608) gehört und daß eine Einrichtung zum Erfassen des Lichtes vorhanden ist, das durch das Geschoß reflektiert wird, wenn sich das Geschoß durch den Lichtvorhang hindurchbewegt.
33. 33. Anordnung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch eine in der Zielscheibenzone angeordnete Zielscheibe, wobei zu einer der Einrichtungen zum Erfassen des Geschoßdurchgangs eine Einrichtung zum Erfassen eines Geschoßtreffers auf der Zielscheibe gehört.
34. 34. Anordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer der Einrichtungen zum Erfassen des Geschoßdurchgangs eine Einrichtung gehört, die dazu dient, den Zeitpunkt zu ermitteln, in dem das Geschoß eine Waffe verläßt, die von der Feuerstellung aus auf die Zielscheibe abgefeuert wird, und daß die Recheneinrichtung die Verzögerung des Geschosses auf seinem Wege von der Feuerstellung bis zu dem Bereich der Zielscheibe berücksichtigt.
35. 35. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Messen der Geschoßgeschwindigkeit

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    diese Geschwindigkeit im Bereich der Zielscheibenzone mißt und daß die Recheneinrichtung ferner die gemessene Geschwindigkeit mit mindestens einem erwarteten Geschoßgeschwindigkeitswert vergleicht, um festzustellen, ob die gemessene Geschwindigkeit innerhalb eines erwarteten Geschoßgeschwindigkeitsbereich liegt, und daß sie das Ergebnis des Vergleichs zwischen der gemessenen Geschwindigkeit und dem erwarteten Geschwindigkeitswert anzeigt, so daß ein übender Schütze eine Anzeige darüber erhält, ob das Geschoß vor dem Erreichen des Bereichs der Zielscheibenzone abgeprallt ist.
36. 36. Anordnung nach einem der Ansprüche 22, 30 und 31, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wandler des genannten Satzes der Recheneinrichtung Signale zuführt, die zugehörige Zeitpunkte darstellen, in denen die sich in der Luft fortpflanzende Stoßwelle (42) erfaßt worden ist.
37. 37. Anordnung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung die Zeitdifferenzen zwischen den Zeitpunkten der Erfassung ermittelt.
38. 38. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Messen der Schallgeschwindigkeit eine Einrichtung (78) aufweist, die dazu dient, einen Wert zu messen und ihn der Recheneinrichtung zuzuführen, der mindestens einen Parameter der Umgebungsluft in der Nähe des Satzes von Wandlern repräsentiert.
39. 39. Anordnung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Messen des Parameters eine Einrichtung zum Messen der Temperatur gehört.
40. 40. Anordnung nach einem der Ansprüche 22, 30 und 31, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Wandler ein scheibenförmiges Element (550) aus piezoelektrischem Material gehört und daß ein Bauteil (574) aus einem starren Material vor-

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    handen ist, das eine konvexe Fläche aufweist, welche der sich in der Luft fortpflanzenden Stoßwelle ausgesetzt ist, und daß das Bauteil aus starrem Material akustisch mit dem scheibenförmigen Element aus piezoelektrischem Material gekoppelt ist, damit es auf das scheibenförmige Element aus piezoelektrischem Material die Schwingungen überträgt, die durch die sich in der Luft fortpflanzende Stoßwelle erzeugt werden.
41. 41. Anordnung nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Unterstützen des Wandlers in seiner vorbestimmten Lage, wobei zu dieser Einrichtung ein eine akustische Entkopplung bewirkendes Material (558) gehört.
42. 42. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung zusätzlich die ermittelte Lage des Punktes in der Ebene, in dem das Geschoß die Ebene kreuzt, mit einem vorbestimmten Bereich von Punkten in dieser Ebene, vergleicht, die ein Zielfenster in der Ebene repräsentieren, und daß sie anzeigt, ob der ermittelte Punkt in der Ebene, durch die hindurch sich das Geschoß bewegt hat, innerhalb des Zielfensters in der Ebene liegt.
43. 43. Anordnung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zielscheibenzone eine Zielscheibe von vorbestimmter Form und Größe angeordnet ist und daß der genannte vorbestimmte Bereich von Punkten in der genannten Ebene der vorbestimmten Form und Größe der Zielscheibe entspricht.
44. 44. Anordnung nach einem der Ansprüche 22, 30 und 31, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wandler ein Ausgangssignal liefert, das einen Zeitpunkt der Erfassung der sich in der Luft fortpflanzenden Stoßwelle repräsentiert, und daß zu der Recheneinrichtung eine Einrichtung gehört, die durch die Ausgangssignale der Wandler betätigt wird, um den Zeitpunkt der Erfassung durch jeden Wandler gegenüber einem beliebig gewählten zeitlichen Bezugspunkt zu registrieren.

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45. 45. Anordnung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Einrichtungen zum Registrieren der Erfassungszeit eine Quelle für Taktimpulse gehört und daß mehrere Zähler vorhanden sind, wobei jeder Zähler einem der Wandler zugeordnet ist, durch die Quelle für Taktimpulse gesteuert wird und das Ausgangssignal des zugehörigen Wandlers aufnimmt, um die Anzahl der Taktimpulse zu zählen, welche den Zeitpunkt der Erfassung gegenüber einem beliebigen zeitlichen Ausgangspunkt repräsentieren.
46. 46. Anordnung zum Gebrauch durch übende Schützen, die dazu dient, anzuzeigen, ob eine Zielscheibe von einem auf die Zielscheibe abgefeuerten Geschoß getroffen worden ist, gekennzeichnet durch eine Zielscheibe und eine Einrichtung, die in einem Abstand von der Zielscheibe und ohne physikalische Verbindung mit ihr angeordnet ist und dazu dient, nur in Abhängigkeit von einer Störung, die bei der Zielscheibe durch ein die Zielscheibe treffendes Geschoß hervorgerufen wird, einen Treffer nachzuweisen und ihn selektiv anzuzeigen.
47. 47. Anordnung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß zu der in einem Abstand von der Zielscheibe angeordneten Einrichtung ein Wandler (722) gehört, der in einem Abstand von der Zielscheibe (720) und ohne physikalische Verbindung mit ihr angeordnet ist und dazu dient, in Abhängigkeit von Störungen, die durch einen auf die Zielscheibe auftreffenden Gegenstand verursacht werden, einen Nachweis zu erbringen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, und daß eine Schaltung (726) vorhanden ist, die durch das Ausgangssignal des Wandlers betätigt wird, um eine Trefferanzeige nur in Abhängigkeit von einer Störung zu bewirken, die bei der Zielscheibe durch ein auf die Zielscheibe auftreffendes Geschoß hervorgerufen wird.
48. 48. Anordnung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Ausgangssignals des Wandlers in Ab-

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    hängigkeit von der Größe der Störung bei der Zielscheibe variiert und daß die genannte Schaltung nur dann eine Trefferanzeige liefert, wenn die Amplitude des Wandlerausgangssignals einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
49. 49. Anordnung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schaltung eine Trefferanzeige nur dann liefert, wenn die Amplitude des Wandlerausgangssignals Amplitudenspitzen enthält, die den vorbestimmten Pegel mit einer eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitenden Geschwindigkeit überschreiten.
50. 50. Anordnung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler auf Luftdruckstörungen anspricht, die durch auf die Zielscheibe auftreffende Gegenstände hervorgerufen werden.
51. 51. Anordnung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler vor der Zielscheibe gegenüber einem Punkt angeordnet ist, von dem aus das Geschoß auf die Zielscheibe abgefeuert wird, und daß eine Einrichtung (709) vorhanden ist, die den Wandler so abschirmt, daß er nur auf Luftdruckstörungen anspricht, die sich vom Bereich der Zielscheibe aus in Richtung auf den Wandler fortpflanzen.
52. 52. Anordnung nach .Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (722) hinter einer vorderen Fläche der Zielscheibe (720) gegenüber einem Punkt angeordnet ist, von dem aus das Geschoß auf die Zielscheibe abgefeuert wird.
53. 53. Anordnung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielscheibe (720) dreidimensional ausgebildet ist und den Wandler (722) mindestens teilweise umschließt, so daß der Wandler durch die Zielscheibe so abgeschirmt wird, daß er im wesentlichen nicht auf Luftdruckstörungen anspricht, die durch vorbeifliegende Geschosse verursacht werden, welche

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    . -15-die Zielscheibe nicht treffen.
54. 54. Anordnung nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielscheibe den Wandler umschließt.
55. 55. Anordnung nach einem der Ansprüche 46 bis 54, bei der sich das Geschoß längs einer Flugbahn von einer Feuerstellung aus in Richtung auf die Zielscheibe und durch eine Meßebene hindurch bewegt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die dazu dient, gegenüber einer Zielscheibendarstellung in der Meßebene die Lage eines Punktes zu erfassen und anzuzeigen, an dem die Flugbahn die Meßebene kreuzt, so daß der Punkt mindestens angenähert angezeigt wird, an dem sich das Geschoß gegenüber der Zielscheibe bewegt, damit ein übender Schütze mindestens eine angenäherte Anzeige darüber erhält, wo sich das Geschoß gegenüber der Zielscheibe bewegt hat, sowie eine zwangsläufige Anzeige darüber, ob das Geschoß die Zielscheibe getroffen hat, so daß es möglich ist, Treffer am Rand der Zielscheibe von Fehlschüssen nahe dem Rand der Zielseheibe zu unterscheiden.
56. 56. Anordnung nach Anspruch 55, bei der sich das Geschoß mit Überschallgeschwindigkeit bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Erfassen und Anzeigen des genannten Punktes eine Anordnung von mindestens drei Wandlern (Sl, S3, S4) gehört, die auf eine sich in der Luft fortpflanzende Stoßwelle ansprechen, welche durch das sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegende Geschoß erzeugt wird, und die längs einer zu der Meßebene im wesentlichen parallelen Linie in vorbestimmten Abständen verteilt sind, ferner eine Einrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des Geschosses, eine Einrichtung zum Messen der Schallgeschwindigkeit in der Luft in der Nähe der Wandleranordnung sowie eine Recheneinrichtung^ die durch die Wandleranordnung, die Einrichtung zum Messen der Geschoßgeschwindigkeit und die Einrichtung zum Messen der Schallgeschwindigkeit betätigt wird, um in der Meßebene die

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    Lage des Punktes zu ermitteln, an dem die Flugbahn des Geschosses die Meßebene gekreuzt hat, und um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die Lage des ermittelten Punktes gegenüber einer Darstellung der Zielscheibe anzeigt.
57. 57. Anordnung nach Anspruch 55, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Messen der Geschwindigkeit des Geschosses in der Nähe der Zielscheibe, zum Vergleichen der gemessenen Geschwindigkeit mit mindestens einem erwarteten Geschoßgeschwindigkeitswert, um festzustellen, ob die gemessene Geschwindigkeit in einem erwarteten Geschoßgeschwindigkeitsbereich liegt, sowie zum Anzeigen des Ergebnisses des Vergleiches zwischen der gemessenen Geschwindigkeit und mindestens einem erwarteten Geschwindigkeitswert, so daß ein übender Schütze zusätzlich eine Anzeige darüber erhält, ob ein nachgewiesener Treffer auf der Zielscheibe von einem die Zielscheibe treffenden, frei fliegenden Geschoß oder von einem Geschoß herrührt, das vor dem Auftreffen auf die Zielscheibe abgeprallt ist.
58. 58. Anordnung nach Anspruch 56, bei der die Geschoßgeschwindigkeit in der Nähne der Zielscheibe gemssen wird, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Vergleichen der gemessenen Geschwindigkeit mit mindestens einem erwarteten Geschoßgeschwindigkeitswert, um festzustellen, ob die gemessene Geschwindigkeit in einem erwarteten Geschoßgeschwindigkeitsbereich liegt, sowie zum Anzeigen des Ergebnisses des Vergleichs zwischen der gemessenen Geschwindigkeit und mindestens einem erwarteten Geschwindigkeitswert, so daß ein übender Schütze zusätzlich eine Anzeige darüber erhält, ob ein an der Zielscheibe nachgewiesener Treffer von einem frei fliegenden Geschoß herrührt, das die Zielscheibe getroffen hat, oder von einem Geschoß, das vor dem Auftreffen auf der Zielscheibe abgeprallt ist.
59. 59. Anordnung nach Anspruch 57, gekennzeichnet durch eine durch die Erfassungs- und Anzeigeeinrichtung betätigbare Einrichtung zum Erzeugen einer optischen Darstellung der Ziel-

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    scheibe und zur graphischen Darstellung der Lage des erfaßten Punktes gegenüber der Zielscheibendarstellung.
60. 60. Anordnung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß zu der graphischen Darstellungseinrichtung ein Bildschirm (28) gehört, auf dem ein Deckblatt angeordnet ist, das eine Darstellung der Zielscheibe trägt, und daß auf dem Bildschirm eine sichtbare Markierung gegenüber dem Deckblatt erscheint, um die Lage des erfaßten Punktes anzuzeigen.
61. 61. Anordnung nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die graphische Darstellungseinrichtung auch durch die Treffererfassungseinrichtung betätigt wird, um eine zwangsläufige optische Anzeige dafür zu liefern, ob das Geschoß die Zielscheibe getroffen hat.
62. 62. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 61, gekennzeichnet durch eine durch einen übenden Schützen zu erfassende und auf die Zielscheibe abzufeuernde Waffe, eine Einrichtung zum Erfassen des Drucks, der auf mehrere Teile der Waffe beim Abfeuern durch den übenden Schützen ausgeübt wird, sowie eine Einrichtung, die durch die Einrichtung zum Erfassen des Drucks betätigt wird, um eine Anzeige zu liefern, wenn der auf die genannten Teile der Waffe aufgebrachte Druck innerhalb eines vorbestimmten optimalen Bereichs liegt, so daß der übende Schütze zusätzlich eine Anzeige darüber erhält, ob er die Waffe beim Abfeuern auf die Zielscheibe richtig erfaßt hat,

    630030/0671