DE3022507A1

DE3022507A1 - Automatisches zielgeraet

Info

Publication number: DE3022507A1
Application number: DE19803022507
Authority: DE
Inventors: Torbern Teiling
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1979-06-14
Filing date: 1980-06-16
Publication date: 1980-12-18
Also published as: SE7905245L; CH648117A5; US4356758A; GB2052091B; IT1128322B; BE883811A; FR2459444B1; SE431021B; FR2459444A1; GB2052091A; IT8048962A0

Description

i'ie ^rfindimg betrifft ein automatisches Zielgerät für ein Artilleriegeschiitz, insbesondere ein Bodengeschütz, in der Pegel eine Haubitze, zum Ausrichten des Geschützrohres in eine bestimmte Richtung im Azimuthwinkel, d. h. in der horizontalen i'bene, wie auch im Höhenwinkel, d. h. in der vertikalen ^ib^ne, mit einem drehbaren uberteil und einer Blldveii'ieootik zum Koi.apensiei-en eines Bildrollens beim "Jcliveiik^n des Visieroberteiles iia Azimuthwinkel.

oei Ärbijleriegeschützen dieses Typs wird das Geschütz-10 rohr im all_c-;emeinen bezüglich der unteren und oberen LaTfttte ausgerichtet durch Drehung um zwei aufeinander senkrecht stehende Achsen, d. h. eine Achse zur Bewegung

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BAD ORtGlNAt

in Querrichtung (Azimuth) und eine achse zur ^ev?e;v:uxi.g im Hühenwinkel. Für ein Geschütz, das in Feuerstellung gebracht ist, ist es typisch, dai'3 seine Achsen mit der horizontalen Ebene einen Winkel bilden. Als Folge bedeutet z. B. eine Drehung um die vertikale Achse, daß öle Richtung des Geschützrohres sowohl im Azimuthwinkel wie auch im Höhenwinkel geändert wird. In gleicher "v.'eise bedeutet eine Ilo'henwinkeländerung durch Drehung um die horizontale Achse, daß die Richtung des Geschützrohres nicht nur im Höhenwinkel sondern auch im Azimuthwinkel geändert wird.

Zum Erleichtern des Ausrichtens des Geschützes auf einen bestimmten Punkt ist das Geschütz mit einem Zielgerät oder Visier versehen, mit dessen Hilfe die Ausricb.tbewegun.fr beobachtet werden kann. Dieses Gerät enthält ein Teleskop, das bis zu einem gewissen Maße bezüglich des Geschützrohres bewegt werden kann. Zur Bestimmung eines speziellen Azimuthwinkels für das Geschütz ist ein Bezugspunkt im Azimuthwinkel nötig. Solch ein Bezugspunkt wird üblicherweise im Gelände mit Hilfe eines oder mehrerer vertikaler BezugsObjekte wie vertikaler Zielpfosten, vertikaler Zielmarkierungen auf einem von einem Kollimator ausgesendeten Symbolplattenbild usw. angezeigt. Solche Bezugsobjekte können aber nicht soweit weg vom Geschütz aufgestellt werden, daß Parallaxenfehler, die bei der Bewegung des Geschützes, z. 3. beim Feuern, auftreten, vernachlässigt werden können. Wie solche Parallaxenfehler berücksichtigt werden können, wird weiter unten mit Bezug auf Fig. 2 im einzelnen erläutert.

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*■ οϊ\ϊ\ ein Kollimator als Cezugsobjekt verwendet wird, ir'I ei. n'"⁴!,-, nie Hauptachse de? Visiers fies Geschützes "d'z rVjr ".olli.,iai;orachse parallel zu stellen. Das azimuthale Ausrichten des Gescnutzes v:ird ir:; einfachsten Fall, wexm das Geschütz nivelliert ist, durch Einführen eines Diffex--iizv^rinkels durchgeführt, der durch den aktuellen Azimuth-"'inkel lind die Kollime.torachse bestimmt ist. Die Stellung "p.- Visiers wjrd naun um einen entsprechenden Differenzv.inkel bezüglich des Geschützrohres (obere Lafette) geändert uncl festgestellt. ^T)ie obere Lafette wird dann seitlich gegen den Doden (untere Lafette) OeMie^'c, bis die Visierlinie des Teleskoos und die .Jichtaiarkiei'un/r des Kollimators übereinsLiüinen. AuC diese '„'eise het d&s Geschiitzi-ohr den korrekten r-zinuth- oder Peilwinkel. Das Ausrichten des Geschützes im äöhenvinkel kcinn dann auf herkömmliche v/eise mit Hilfe einer ^enl.i.i.r?] Ie durchgeführt werden.

ijas Ziel,ⁿ;er'^:b kenn vorzu^sv/eise aus einem sogenannten .. t "orat"..avis;· er oder Teleskop bestehen, das im wesentlichen 0."Lr. u:"."> '-.ine vertikale κ el·'se drehbares oberes Prisma und ein feststehendem Okular und Objektiv aufweist. Ein i/endeprisi'i^nsys ter- ist zwischen dem oberen "Prisma und dem Objektiv angeordnet, uir ein "u ldrol] en auf^ruiid dei" Dreliun^ des oberen ^riSi.-ias i.uszugleichen. Im allgemeinen Fall, wenn das .'Te-ic"¹ '""tz nicht nivelliert ist, d. h. nicht horizontal ausgerichtet, ist es bekannt, Zieigeräte zu verwenden, in denen de..·"; reletko;-· --uf einer kardanisch aufgehängten Plattform be-

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festigt ist. Diese Plattform wird mit Hilfe einei" Vasserwaage od. dgl. nivelliert, \ienn ein Geschütz mit einer-: solchen Zielgerät seitlich ausgerichtet wird, ändert sich die Bodenneigung und die Plattform muß neu nivelliert werden. Die Ilorizontierung der Plattform wird auch geändert, wenn das Geschützrohr in der Höhe ausgerichtet wird. Die nivellierung kann ganz von Hand ausgeführt werden, was aber sehr zeitaufwendig ist, da vier Winkel wiederholt eingestellt werden müssen, bis die Winkel mit dem gewünschten Ergebnis übereinstimmen.

Ss ist deshalb auch schon bekannt, die Nivellierung der Plattform vüllig automatisch durchzuführen. Der Nachteil solch eines 'Xü-Mtas ist aber, daß die vorhandene "Verknüpfung zwischen der. ^ein- und Höhenbewegungen nicht generell eliminiert werden k&.nn.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zielgerät zu schaffen, bei dem die Bodenneigung auf einfache "Weise ohne zeitaufwendige Einstellungen ausgeglichen werden kann.

wird;
Diese Aufgabe' -jei einem Zielgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Bildwendeoptik auch zum Ausgleichen der Bodenneigung benutzt wird (zusätzlich zu ihrer herkömmlichen Aufgabe des Kompensiereris eines Bildrollens beim Schwenk des Visieroberteils)„

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Die Bildwendeoptik bestehL dabei bevorzugterweise aus einem WenoeOris^ensystein, das so angeordnet ist, daß es sich mit der halben Geschwindigkeit der Azimuthwinkeldrehung dreht, um das Bildrollen zu kompensieren, und .^K ri.fiß es sich zum Kompensieren der Bodenneigung zusätzlich um einen anderen Winkel dreht.

Dabei kann die Bodenneigung der Sichtlinie vie auch der Kippvinkel durch eine Pendeleinheit geinessen werden, deren Ausgangssignale zur Berechnung des nötigen Azirauch- und Ilöhenwinkels und der Bodenneigung in eine Recheneinheit eingegeben werden, deren Ergebniswerte in das Zielgerät eingespeist und durch Servoeinrichtungen automatisch eingestellt werden können.

Die Recheneinheit kann vcrteilhafterweise mit einer Instrumententafel verbunden sein, die Schaltereinrichtungen zum Einstellen der gewünschten Azimuth- und Höhenwinkelwerte, des Azimuthbezugspunktes, des Kippwinkels des Bezugsounktes und der Betriebsart aufweist.

Die Instrumententafel kann Einrichtungen aufweisen 2Π zum -.bertragen des gewünschten Azimuth- und Höhenwinkels von einer Zentralrecheneinheit direkt zur Recheneinheit und/oder Einrichtungen zum manuellen Einstellen der gewünschten Azimuth- und Höhenwinkelwerte.

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BAD

S.

Im folgenden wird eine "bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein automatisches Zielgerät vom Panoramatyp,

Fig. 2 eine Möglichkeit der Elimination von Parallaxenfehlern bei Benutzung eines Kollimators als Bezugsobjekt,

Fig. 3 den Aufbau eines erfindungsgemäßen automatischen Zielgeräts und

Fig. 4 ein Blockschaltbild des Zielgeräts und der zugehörigen Rechensystembauteile.

Fig. 1 zeigt ein automatisches Zielgerät vom Fanoramatyp, das eine kardanisch aufgehängte Plattform mit einem Geräte-

das
gehäuse 1 aufweist, | drehbar um eine äußere Kardanachse (Rollachse) 2 befestigt ist, die paralell zur Rohrachse des Geschützes ist, und um eine innere Kardanachse (Kippachse) 3, die senkrecht zur äußeren Kardanachse ist, d. h. parallel· zur Horizontalachse. Der Kardanpunkt des Gerätes ist mit 0 bezeichnet.

Das Gehäuse 1 ist mit einem Rollrahmenteil 4 verbunden, das drehbar an einem Höhenwinkelrahmenteil 5 befestigt ist, das zwei Schenkel 6 aufweist, die drehbar im Gestell 7 befestigt sind.. Das Gestell 7 weist ferner ein Befestigungsteil 8 zum Anschließen eines Direktvisiers auf.

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f.

Der obere Teil des Gerätes weist ein langgestrecktes Röhrenteil 9 auf, das sich periskopisch durch das Gerätegehäuse 1 nach oben erstreckt, und das ein oberes Prisma trägt. Das Rohrteil 4 mit dem oberen Prisma 10 ist um die Z vertikale Achse des Gerätes drehbar befestigt, um den Azimuth.-· (i-eil-) Winkel einzustellen. Das obere Frisma ist außerdem mi c Hilfe der iluheneinstellschraube 11 um eine horizontale Achse drehbar befestigt.

Zusätzlich zum oberen Frisma 10 weist das Gerät die ü"bliehen Hauptbestandteile, wie ein Objektiv, ein Prisma, eine Ziel- oder 3ynbololatte und ein Okular 12 auf. Diese Bauteile sind herkömmlich und werden nicht detailliert beschrieben.

Zum Ausgleich eines Bildrollens aufgrund des Gchwenkens Z des oberen rrisrnas im Azimuthwinkei weist das Visiergerät ferner eina iSildwendeoptik auf, üblicherweise ein Wendeprismeiioystem, ein Dove- oder Pechanprisma, das mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die der halben Schwenkgeschwindi»keit im Azimuthwinkei entspricht.Auch solche optischen Bauteile sind bekannt und werden deshalb in der Figur nicht dargestellt.

Bei der Benutzung eines Zielgerätes dieser Art ist es, wie bereits erwähnt, nötig, den Parallaxenfehler zu berücksichtigen, der auftritt, wenn die Bezugsrichtung im Azimuthwinkel bestimmt wird, und die Bodenneigung auszugleichen.

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In Fig. 2 ist dargestellt, wie Parallaxenfehler ausgemerzt werden können, wenn ein Artilleriekollimator als Bezugsobjekt verwendet v.'ird. Der Kollimator oder sein Projektor bildet eine Abbildung einer horizontalen Zielplatte iait vertikalen Markierungen aus, wobei einige der Markierungen in herkömmlicher Weise mit Identifikation;; zahlen versehen sind. Die auf dem Geschütz vorhandene Visiereinrichtung befindet sich im Punkt S von Fig. 2 und der Kollimator im Punkt K. Die Hauptachse der Visiereinrichtung muß zur Kollimatorachse parallel gestellt werden. D.?.3 kann so gemacht werden, daß das Bedienungspersonal des Geschützes beim Ausrichten sicherstellt, daß Markierungen, die die gleichen Identifikationen tragen, sich überlagern, z. 3. daß die Abbildung der Markierung Y 10, d. h. 10 mrad links mit der Markierung V 10 im Teleskop in Übereinstimmung gebracht wird. Das bedeutet, laß die Achsen parallel gestellt sind.

Zum Ausgleich einer Bodenneigung wird bei herkömmlichen Zielgeräten zuerst das Gerätegehäuse horizontal ausgerichtet mit Hilfe einer Wasserwaage od. dgl. Die Drehung des Gerätegehäuses um die innere Kardanachse entspricht dann dem wahren Höhenwinkel des Geschützrohres_f während die Drehung um die äußere Kardanachse der betreffenden Bodenneigung in der aktuellen Zielrichtung entspricht.

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BAD ORfGINAL

Die oichtlinie des Teleskops kann seitlich verschoben werden, was einer Azinuthwinkelverstellung entspricht, de das Ger^teceh.'j-use nivelliert ist. Die Größe dieser Drehung muß der aktuelle Azimuthwinkel minus den Azimuthbezugswlnkel sein. Die Einstellung des Teleskops im Höhenwinkel soll nur die Parallaxe zwischen der Zielreferenz und. dem Geschütz ausgleichen. Wenn ein Geschütz mit solch einem Gerat im Azimuth ausgerichtet wird, wird die Bodenneigung geändert und die Plattform muß wieder nivelliert werden. Die Nivellierung wird auch geändert, wenn das Geschützrohr im Höhenwinkel verstellt wird. Von Hand durchgeführt besteht solch eine Bedingung aus aufeinanderfolgenden Einstellungen von vier Winkeln, bis die Winkel zu den gewünschten Werten gekommen sind.

Auch wenn die Nivellierung der Plattform automatisch durchgeführt werden kann, kann die vorhandene Verknüpfung zwischen der Ausrichtung im Azimuthwinkel und im Höhenwinkel nicht allgemein eliminiert werden. Zum Überwinden dieses Problems wurde das Panoramavisier nach Fig. 1 so ver-

P-O ändert, daß das Bildwendeprisma mit Hilfe einer Servoeinrichtung zusätzlich zum Winkel, der dem halben Seitenwinkel entspricht, um einen weiteren Winkel verdreht wird. Läßt man diesen zusätzlichen Winkel dem Winkel der Bodenneigung zur Sichtlinie entsprechen, so ist es möglich, auf einfache Weise die Bodenneigung auszugleichen bei einem Gerät vom Panoramatyp, dessen Seitenachse parallel zur Seitenachse des Geschützes ist und dessen Höhenwinkelachse senkrecht

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dazu ist. Sowohl der obere Teil des Visiers als auch sein oberes Prisma ist servogesteuert, so daß die Visierlinie innerhalb von - 180 im Azimuthwinkel und in einein geeigneten Bereich, z. B. - 10 ,im Höhenwinkel gesteuert werden kann.

Fig. 3 zeigt den Aufbau einer neuen Ausführungsform des Zielgeräts, das auf einem Untergestell 13 befestigt ist, so daß seine Seitwärtsachse parallel zur Seitwärtsachse des Geschützes ist, und dessen Höhenwinkelachse senkrecht dazu steht. Das Gerät weist einen drehbaren oberen Teil 14 und.

ein Visiergehäuse 15 auf, das die Bildwendeoptik und Servoeinrichtungen enthält. Ein Teleskop 16 ist unterhalb der Bildwendeoptik angeordnet. Das Gerät weist ferner eine Abbildeeinheit und ein Okular 17 auf, durch welches der Operator das Zielfeld betrachtet.

In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des Zielgerätes und. der zugehörigen Bauteile dargestellt. In Fig. 4 werden folgende Bezeichnungen benutzt:

ßg .... Geschützazimuthwinkel, vorgeschrieben oder . momentan

U Geschützhöhenwinkel, vorgeschrieben oder

momentan

Sv Seitwinkel des Oberteils "des Visiers

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- 10 -—

hv Höhenwinkel der Visierlinie bezüglich des

Visiers

ßrr Azimu thbezugswinkel

mlü r.odenne igung der Visierlinie (Rollachse) zur

Nullpunktsetzung im Azimuth- und Köhenwinkel

bezüglich der oberen Lafette des Geschützes

no Kippwinkel der Visierlinie zur Nullpunkt

setzung im Azimuth- und Höhsi winkel

ml WW³I η vie oben fur v/illkürliche Sv-und hv-¥erte nrr Kipowinkel für den Zielbezugspunkt

Ag Höhenwinkel des Geschützrohres bezüglich der

oberen Lafette.

Das r^/stem besteht aus den folgenden Hauptteilen. Eine Instrumententafel 18 mit Einrichtungen 19 bis 22 zum Einstellen

If? von ßg in, U in, ß rr und nrr wie auch der Betriebsart (23) und mit einer Einrichtung 24 zum Empfangen von Informationsdaten von einer Zentralrecheneinheit od. dgl. Die Instrumententafel ist mit einer Recheneinheit 25 zum Durchführen der notwendigen Rechnungen verbunden. Die Recheneinheit 25 ist mit einem Pano-

PO ramavisier 26, wie oben beschrieben, verbunden, das Servoeinrichtungen zum Steuern der Bewegung im Azimuth- und Höhenwinkel aufweist, eine servogesteuerte Bildkorrektureinheit und eine Abbildun,«seinheit 27.

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Am unteren Teil des Visiers ist eine Pendeleinheit 23 angeordnet, um die Bodenneigung der Visierlinie wie auch deren Kippwinkel (mlo bzw. no) zu messen, deren Ausgangssignale in die Recheneinheit eingegeben werden. Kit der Recheneinheit ist ferner ein Winkeldetektor 29 zum Bestimmen des momentanen Höhenwinkels des Geschützrohres bezüglich der oberen Lafette verbunden.

Die Arbeitsweise des Systems kann wie folgt zusammengefaßt werden. Es ist vorausgesetzt, daß das Geschütz in seinen eigenen Winkeln gesteuert wird, d. h. ßg und ,\g, und daß der Schalter 23 für die Betriebsweise auf Normalfunktion gestellt ist. Der gewünschte Azimuthwinkel (ßg) und Höhenwinkel (Kg) kann über den Empfänger 24 direkt von der Zentralrecheneinheit zur Recheneinheit 25 übertragen werden.

Alternativ kann die Information über Telefon an das Bedienungspersonal gegeben werden, wobei dann die Recheneinheit 25 über eine Schaltereinrichtung 30 mit Einrichtungen 19, 20 zur manuellen Einstellung der gewünschten Azimuth- und Höhenwinkel (ßg in bzw. U in) verbunden ist. Dann werden der Azimuthbezugswinkel (ßrr) und der Kippwinkel für den Zielbezugspunkt mit Hilfe der Schalter 21 bzw. 22 gesetzt.

Mit Hilfe dies-er Werte wird eine Berechnung der notwendigen Azimuth- und Höhenwinkel(Sv bzw. hv)und des Winkels ml durchgeführt, wobei die Ergebniswerte an das Visier 26 weitergeleitet werden und mit Hilfe der Visier-Servoeinrichtungen automatisch eingestellt werden.

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- 12 -

Dann richtet der Schütze das Geschütz im Azimuthwinkel auf herkömmliche Weise aus, so daß der Zielbezugspunkt innerhalb des Sichtfeldes des Visiers beobachtet wird. Dann wird der Kippwinkel (nrr) eingestellt. Daraufhin berechnet f. das System kontinuierlich die Winkel Sv, hv und ml. Der Schütze steuert das Geschütz im Höhenwinkel, so daß die eingangs erwähnten Bedingungen beim Vergleichen mit der Zielplatte und dem Projektorbild erreicht werden. Der Schütze beobachtet in der Anzeigeeinheit den gewünschten Wert und den Momentanwert des Höhenwinkels (\g) des Geschützrohres bezüglich der oberen Lafette. Das Geschütz wird dann im Höhenwinkel verstellt, bis sein Momentanwert mit dem gewünschten Wert übereinstimmt und abschließend werden die Einstellungen überprüft.

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Claims

ι . ^ufco.Ti&tiEches 2'iel.-srüt. f'-Ίν ein Artilleriegeschütz, insbesondere ein. ".odenf-'e-schütz, zuv\ kusrxchtew. des Geschütsi'.hres in eine ce&tiniate Uiciitung; im ^^iKuthv/inkel, d. h. in der "lorizorrtalen Lcene, v/.ie «uch im liörien^/inkel, d. h. in der vertikalen ^t'ene, mit eiiiem drehbaren Cberteil und einer ßilö-'■■,-ijeout ik zürn Koapon^iex-en eines -.ildrollens beim Schwenken ""•e.- Visier jLerteils ii/i ^2J.■ :ui.".hv/inkel, dadurch £ e k e η η ;-■ eic η :ι e t , dar. oio _i] civ.-endeoptik auch zum j-i chCii -'ϊοτ l-'idenaeigung benutzt wird.

". ri-?i .-er-" t iv cVi -.;jsprach 1, dadurch ^: e k e η η ζ ei <-: --ι net , dad die ''-ild^endeoptik aus einera ttende-•; >risnens;^rst.e:i besteh'!, das so angeordnet ist, daß es sich nt^:; *c~" i'ialbea GescVnvindigkeit der Azimuthwinlceldrehung

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BAD ORfGiNAL

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dreht, um das Bi]drallen zu kompensieren, und daß es zusätzlich im» einen anderen Winkel gedreht wird, utr. die Bodenneigung zu kompensieren.

3. Zielgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Pendeleinheit (28) zum Kessen der Bodenneigung der Sichtlinie wie auch des Kippwinkels (mlο "bzw. no), deren Ausgangssignale zur Berechnung des nötigen Azimuth- und Höhenwinkels (sv "bzw. hv) und der Jodenneigung (ml) in eine Recheneinheit (25) eingegeben verder., deren Srgebniswerte in das Zielgerät (26) eingespeist und dtirch Servoeinrichtungen automatisch eingestellt werden.

4. Zielgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Recheneinheit (25) mit einer Instrumententafel (18) verbunden ist, die «Schaltereinrich tung (19 bis 23) zum Einstellen des gewünschten Azimuth- und Höhenwinkels, des Azimuthbezugswinkels, des Kippwinkels des Bezugspunktes und der Betriebsart aufweist.

5. Zielgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Instrumententafel (18) Einrichtungen (24 _f 30) zum Übertragen des gewünschten Azimuthund Höhenwinkels (0g bzw. Kg) von einer Zentralrecheneinheit direkt zur Recheneinheit (25) aufweist unq/oder Einrichtungen (19, 20) zum manuellen Einstellen der gewünschten Azimuth- und Höhenwinkelwerte.»

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