DE303943C

DE303943C -

Info

Publication number: DE303943C
Application number: DENDAT303943D
Authority: DE

Description

Zum Messen der ■ Geschwindigkeit von in Bewegung befindlichen Zielen sind bereits ■ Vorrichtungen bekannt, bei denen auf einer gleichförmig bewegten Unterlage ein Rädchen rollt, welches unter dem Einfluß der Bewegung, deren Geschwindigkeit gemessen werden soll, im Winkel zur Bewegungsrichtung der Unterlage eingestellt wird, so daß also die Größe dieses Winkels von der Geschwindigkeit

ίο der zu messenden Bewegung abhängt. Mit einer solchen Einrichtung allein ist indessen eine wirksame Bekämpfung eines beweglichen Zieles noch nicht möglich. Dazu bedarf es vielmehr einerseits noch der Kenntnis der Vorhaltegrößen, andererseits der Abschußentfernung.

Gemäß vorliegender Erfindung wird bei Einrichtungen der ersterwähnten Ai t, bei denen das erwähnte Lenkrädchen mit einem Zeiger ausgerüstet ist, dessen Ausschlag auf einem Lineal abgelesen werden kann, den letzterwähnten Bedingungen dadurch entsprochen, daß^dieses Lineal seinen Abstand vom Drehpunkt des Zeigers proportional der zu der augenblicklich gemessenen Größe gehörigen Flugzeit verändern kann, so» daß auf diesem Lineal sofort das Produkt aus dem zeitlichen Differentialquotienten der zu messenden Größen und der Flugzeit, d. h. die Vorhaltegrößen- selbst, abgelesen werden kann. Des weiteren ist dieses Lineal mit einem zweiten parallelen, senkrecht zu seiner Längsrichtung verschiebbaren Lineal derart gekuppelt, daß auf dem letzteren die Summe der gemessenen Größe und des jeweiligen Vorhaltes abgelesen und dadurch der richtige Moment des Abschusses ermittelt werden kann.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar ist ·,

Fig. ι eine Draufsicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Apparates.

Die neue Vorrichtung arbeitet nach folgenden Prinzipien:

Um die Lage eines als Punkt aufgefaßten Zieles in bezug auf das ebenfalls als Punkt aufgefaßte Geschütz zu bestimriien, denke man sich durch das Geschütz eine wagerechte Ebene gelegt, die als »Geschützhorizont« bezeichnet wird. Der senkrechte Abstand des Zieles über dem Geschützhorizont ist die Zielhöhe h, und die Verbindungslinie des Geschützes mit dem Ziele ist die Visierlinie. Ihre Länge vom Geschütz bis zum Ziel ist die Entfernung e des Zieles. Die durch die Visierlinie gedachte lotrechte Ebene ist die Visierebene, und der Winkel, den die Visierebene mit irgendeiner festen lotrechten Ebene durch das Geschütz bildet, ist das Azimut α des 'Zieles.
^- Die von irgendeinem Anfangspunkt an gemessene Zeit sei mit t bezeichnet. Die Zeit, die das* Geschoß gebraucht, um von dem Moment des Abschusses an. nach- einem gewissen Raumpunkt-zu gelangen, heißt die zu diesem Raumpunkt gehörige Flugzeit T. ■

Zu irgendeiner Zeit t befindet sich das Ziel in einem Raumpunkte Z. Die Lage dieses ■Punktes in bezug auf das Geschütz ist durch

die Angabe der Entfernung β, des Azimuts α und der Zielhöhe h vollkommen. bestimmt. Man nennt die drei Bestimmungsgrößen e, a, h Koordinaten des Punktes Z. Man könnte auch irgendwelche drei anderen geometrisch unabhängigen Bestimmungsstücke als Koordinaten des, Punktes Z wählen. Die Größen e, u, h empfehlen sich aber für die Praxis. Wenn das Ziel beweglich ist, so ändern

ίο sich seine-Koordinaten e, a, h im allgemeinen mit der Zeit t, d.h. sie sind Funktionen der

Zeit L ■ . \. ' ^: ^: ■' -

In dem Moment t=t₀ des Abschusses möge

sich das Ziel in einem Punkte Z₀ mit den Koordinaten e₀, a₀, A₀ befinden. Nach der Flugzeit T, die das Geschoß gebraucht, um

- vom Geschütz nach dem Zi^l zu gelangen,

befindet sich das letztere in einem Punkte Z₁ mit den Koordinaten

dt

■ih\

dt), . .

Nach diesem Punkte muß gezielt werden, damit das Ziel vom Geschosse getroffen wird.

Die zu den Koord^:naten e₀, a₀, h₀ hinzuzufügenden Größen

dt),¹· [dt)/'

■dh

heißen die Vorhaltegrößen in der Entfernung, im Azimut und in der Höhe.

Um also ein bewegliches Ziel zu treffen, ist es notwendig, diese Vorhaltegrößen zu kennen. Soll ferner, wie es in der Praxis -verlangt wird, das Ziel getroffen werden, wenn es eine bestimmte Entfernung S₁ hat, so muß man außerdem noch den richtigen Moment des Abschusses kennen. Dieser Moment ist derjenige-. Zeitpunkt,, an welchem das Z el eine gewisse Entfernung e₀; die sogenannte Abschußentfernung, erreicht. Diese Abschußenifernung berechnet sich nach der Formel

e_n — e.

dtj₀ ■

Zur wirksamen Bekämpfung eines bewegliehen Zieles ist also die Kenntnis der Vorhaltegrößen und der Abschußentfernung erforderlich. . . Das Prinzip, auf dem die Messung der Vorhaltegröße beruht, ist für alle drei Vorhaltegrößen dasselbe,. und ließe sich ohne weiteres auch auf andere evtl. gewünschten Vorhaltegrößen (z. B. den Vorhalt im Gelände-winkel u. dgl.) übertragen. Es sei an dem Beispiel des Vorhalts in -der Entfernung, e allgemein erläutert.

ι ist eine horizontalliegende Trommel, die durch irgendein Uhrwerk oder.Motor in eine gleichförmige Drehung um ihre Längsachse versetzt wird. Parallel zu dieser Längsachse ist über der Trommel 1 eine Führungsstange 5 angebracht, auf der ein horizontale! Schlitten 4 verschiebbar ist. Dieser trägt eine vertikale Achse 3, an deren unterem Ende ein vertikales Rädchen 2 sitzt, und zwar so, daß die Mittellinie der Achse 3 zum Mittelpunkt des ■Rädchens 2. exzentrisch verläuft. Am oberen Ende der Stange 3 ist ein horizontaler Zeiger 9 befestigt, dessen Ablesekante genau in der Mittelebene des Rädchens 2 verläuft. Auf dem Schlitten 4 befindet' sich ein zur Führungsstange .5 paralleles Ableselineal 10. '.

Der Schlitten 4 wird längs der Führung 5 so bewegt, daß sein Abstand von einer gewissen Nullage der jeweiligen Entfernung e entspricht. Dies wird dadurch erreicht, daß eine mit dem Schlitten fest verbundene Schraubenmutter 6 auf einer. Spindel 7 hin und her geschoben wird, wenn letztere gedreht wird. Die Spindel wird durch eine mit einem 'Entfernungsmesser geeigneter Konstruktion verbundene Kurbelwelle 8 angetrieben. Durch die Bewegung des Schlittens 4 in Richtung der Führung 5 wird dem Rädchen 2 ein Drehungsmoment um die Achse 3 erteilt, das _t bestrebt ist, die Mittelebene des Rädchens 2 und damit auch den Zeiger 9 in die Richtung der Führung 5 einzustellen." Andererseits wird durch die_: gleichförmige Bewegung der Trommel i, auf der das Rädchen 2 ruht, diesem ein Drehurigsmoment um die Achse 3 erteilt, das bestrebt ist, die. Mittelebene des Rädchens 2 und damit den Zeiger 9 senkrecht zur Richtung der Führung 5 einzustellen. Bei der gleichzeitigen Bewegung des Schlittens 4 und der Trommel 1 setzen sich die beiden Drehmomente zu einem resultierenden Drehmoment um die Achse 3 zusammen, das die Mittel- -ebene des Rädchens 2 und damit auch den Zeiger 9 in. eine entsprechende mittlere Lage einstellt. Der Winkel, den alsdann der Zeiger 9 mit der zur Führung senkrechten Riehtung bildet, ist ein Maß für den Differential-

de
quotienten -r. Die Größe dieses Differential-.

quotienten kann an dem Lineal 10 abgelesen werden, wenn dieses von der Mittellinie der Achse 3 -einen gewissen Einheitsabstand hat. Vorrichtungen der eben beschriebenen Art, bei denen die Messung eines Differentialquotienten mit Hilfe eines exzentrischen Rädchens vor sich geht, das unter dem Einfluß zweier zueinander senkrechter Bewegungen auf einer Unterlage. eine ihrer Resultante entsprechende Mittellage annimmt, sind bereits bekannt, wie eingangs erwähnt. ^: .

Nun kommt es aber weiter darauf an, den so gemessenen Differentialquotienten. -=- mit j

der Flugzeit T zu- multiplizieren, also das Produkt

de · ·.

dt ,

d. h. den Vorhalt in der Entfernung zu bilden, und ferner die richtige Abschußentfernung zu ermitteln. _ · .

Die im folgenden beschriebene Lösung dieser Aufgabe stellt das Neue der vorliegenden Erfindung dar.

Das Lineal 10 sitzt auf einem Wägen 25, der durch Rollen auf dein- Schlitten 4 in dessen Längsrichtung, also senkrecht zur Richtung der Führung 5 verschiebbar ist. Der Schlitten4 hat in seiner Längsrichtung einen Spalt 24, durch den ein am Wagen 25 befestigter Zapfen 21 hindurchgeht. Der Zapfen 21 läuft genau passend in einer Führungsnut 22, die in ein zur Grundplatte des ganzen Apparates festliegendes Metallstück 23 eingeschnitten ist.

Durch die der veränderlichen Entfernung e entsprechende Bewegung des Schlittens 4 in Richtung der Führung 5 einerseits und die dabei zwangläufig erfolgende Führung des Zapfens 21 in der Nut 22 andererseits wird der Abstand der Ablesekante des Lineals 10 von der Mittellinie der Achse^ veränderlich. Die Nut 22 hat nun eine derartige Form, daß dieser Abstand proportional der mittleren Flugzeit Γ des Geschosses ist, die zu der der augenblicklichen Stellung des Schlittens 4 entsprechenden-Entfernung e gehört. . Der'Nullpunkt der auf dem Lineal 10 angebrachten Teilung entspricht , derjenigen Stellung des Zeigers 9, die dieser annimmt, wenn der Schlitten 4 stillsteht und nur die Bewegung der Trommel 1 auf das Rädchen 2 wirkt, d. h. wenn der Zeiger 9 senkrecht zur Richtung der Führung 5 steht.. Daher kann auf dieser Teilung für jede Entfernung.e an dem nach Maßgäbe der Entfernungsänderung pro⁷ Zeiteinheit sich, einstellenden Zeiger 9 sofort das Produkt

(de* [dt

also der Vorhalt in der Entfernung abgelesen werden.

Nun wird weiterhin der Wagen 25 mit dem Lineal 10 vermittels Rollen an einem andern,, zum Lineal 10 parallelen Lineal 16 entlang verschiebbar angeordnet, 'das seinerseits vermittels Rollen 18 und 19 auf den Schienen 20 senkrecht zur Richtung der Führung 5 ver-. - schiebbar ist. Auf dem Lineal 16 ist eine gleichförmige Teilung angebracht, an welcher die Entfernung e, die der jeweiligen Stellung des Schlittens 4 entspricht, abgelesen werden kann. Als Index für diese Ablesung dient der Nullpunkt der Teilung des kleinen Lineals 10.

Bei der augenblicklichen Entfernung e₀ steht der Nullpunkt des kleinen Lineals 10 gerade der Zahl e₀ auf dem Lineal 16 gegenüber. Der-Zeiger 9 steht dann auf dem Lineal 10 auf -Φ) T und auf dem. Lineal 16 auf dt) .

der Zahl

61 On

U -τ.

dt J

Soll also das. Ziel auf die Entfernung e_x beschössen werden, so ist ß₀ die zugehörige Abschußentfernμng. Der richtige Augenblick des Abschusses für die Entfernung e_v auf der das Ziel getroffen werden soll, ist also dann _r erreicht, sobald der Zeiger 9 auf die Entfernung S₁ des Lineals 16 zeigt.

Durch die soeben beschriebene Vorrichtung wird also erreicht, daß man unmittelbar nebeneinander sowohl den Vorhalt in der Entfernung als auch den Moment des Abschusses bequem. 85 · ablesen kann.

Ebenso, wie der Vorhalt in der Entfernung kann auch der Vorhalt im Azimut ermittelt werden. Zu diesem Zwecke ist neben dem bisher beschriebenen -Mechanismus ein ganz ähnlicher angeordnet.

Eine horizontale, der Trommel 1 parallale Trommel 11 wird durch das gleiche Uhrwerk wie jene in dieselbe gleichförmige Drehung um ihre' Längsachse versetzt. Parallel zu dieser Längsachse ist über der Rolle 11 eine Führungsstange 5' angebracht, auf der ein horizontaler Schlitten 4' verschiebbar ist. ' Dieser trägt eine vertikale Achse 3', an . deren ' unterem Ende ein vertikales, analog dem Rädchen 2 montiertes Rädchen 2' sitzt, das auf der. Oberfläche der Trommel 11 rollt. Am oberen Ende der Achse 3' ist ein horizontaler Zeiger g' befestigt, dessen. Ablesekante genau in der Mittelebene des Rädchens 2' verläuft. Auf dem Schlitten 4' befindet_: sich ein zur Führung 5' paralleles Lineal io'.

Der Schlitten 4'' wird längs der Führung 5' so bewegt, daß sein Abstand von einer gewissen Nullage dem jeweiligen Azimut α entspricht. . Dies wird dadurch erreicht, daß eine mit dem Schlitten fest verbundene Schraubenmutter 6' auf einer Spindel 7' hin und her geschoben wird. Die Spindel ist mit dem Azimutkreis eines Theodoliten, der das Ziel verfolgt, durch den Motor 12 elektrisch gekuppelt und wird durch die azimutale Bewegung des Theodoliten angetrieben.

Durch die Bewegung des Schlittens 4' längs der Führung 5' und die Drehung der Trom-

mel Ii wird nun, genau wie oben der Zeiger 9, so hier der Zeiger g' so eingestellt, daß er mit der zur Führung 5' senkrechten Richtung (seiner Nullage) einen Winkel bildet, der ein

Maß für den Differentiälquotienten -=- ist.

Nun ist weiter das Lineal 10' mit einem zu ihm parallelen und mit dem Lineal 16 durch einen Rahmen starr verbundenen Lineal 17 in derselben Weise gekuppelt, wie das Lineal 10 mit dem Lineal 16. Der Abstand der Lineale 16 und 17 voneinander ist so gewählt, daß er gleich ist dem gegenseitigen Abstand derjenigen beiden Linien, welche die Drehpunkte 3 und 3' der Zeiger 9 und 9' bei der Bewegung der Schlitten 4 und 4' längs der Führungen 5 und 5' beschreiben. Dadurch wird erreicht, daß die Ablesekante des Lineals 10' von dem

■ Drehpunkt 3' genau so weit entfernt ist, wie die Ablesekante des Lineals 10 vom Drehpunkt 3, d. h. um eine der Flugzeit T proportionale Strecke. Vermittels dieser Anordnung kann man dann auf dem Lineal 10' an dem Schnitt seiner Ablesekante mit dem Zeiger 9' sofort das Produkt

.T

da
It

d.h. den Vorhalt im Azimut ablesen.
Man könnte nun'noch eine dritte analoge Einrichtung anbringen, um den Vorhalt in der Höhe

J'iJ

zu ermitteln. Eine solche ist in. der vorliegenden Ausführungsform des Instruments weggelassen, da sie praktisch nicht yon so großer Bedeutung ist.

In der vorliegenden Ausführung des Auswanderungsmessers ist mit diesem noch ein Höhenmesser verbunden, der aber nur äußerlich mit dem eigentlichen Auswanderungs-

messer zusammenhängt und mit dem Wesen der Erfindung direkt nichts'zu tun hat. Er besteht aus einer mit einer Kurvenschar bedeckten Trommel 13, , über welcher ein mit 'dem Schlitten 4 fest verbundener Entfernungszeiger 15 spielt. Die Trommel 13 ist vermittels des Motors 14 mit dem Höhenkreis eines ,50 Theodoliten, der das Ziel verfolgt, elektrisch gekuppelt und wird entsprechend den Ände- rungen des Höhen winkeis gedreht. Alsdann kann man am Zeiger 15 in der Kurvenschar sofort die Ziclhöhe ablesen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Auswanderungsmesser für bewegte Ziele, z. B. Flugzeuge, bei welchem 'der Differentialquotient der zu messenden Größe durch die Stellung eines Lenkrädchens, das unter dem Einfluß von zwei zueinander senkrechten Bewegungen steht, von denen die eine mit der Zeit gleichförmig, die andere entsprechend der Änderung der zu messenden Größe erfolgt, vermittels eines Zeigers auf einem Lineal abgelesen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Lineal (10, io') seinen Abstand von dem Drehpunkt (3/3') des Zeigers (9; 9') proportional der zu der augenblicklich-gemessenen Größe gehörigen Geschoßflugzeit (T) ändert, so daß auf ihm sofort das Produkt aus jenem Differentialquotienten und der Flugzeit, d.h. die Vorhaltegröße selbst, abgelesen werden kann.

2. Auswanderungsmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Lineal (10, io') mit einem zweiten parallelen, senkrecht zu seiner Längsrichtung verschiebbaren Lineal (16, 17) derart gekuppelt ist, daß auf dem letzteren sofort die Summe der gemessenen Größe und des jeweiligen Vorhaltes abgelesen und dadurch der richtige Moment des. Ab-Schusses ermittelt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,