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Vorrichtung zur Ermittlung und Einstellung von Richt- und Schußelementen
durch Nachbildung des Wegepolygons. Für das Schießen aus einem in stetiger Fahrt
befindlichen Geschütz gegen ein in stetiger geraidliniger Fahrt befindliches Ziel
läßt sich unter der Voraussetzung des Bekanntseins der Schußelemente (Schußwinkel
und Geschoßflugzeit bz-w. Zünderstellung) für den Treffpunkt (Ort des Zusammentreffens
von Geschoß und Ziel) durch Bildung des Wegepolygons aus den wirklichen und relativen
Wegekomponenten des Geschosses und des Zieles i. die Richtentfernung (d. i. die
Entfernung des Zieles vom Geschütz im Zeitpunkt der Richtungserteilung) sowie der
zugehörige Richtwinkel (d. i. der Richtungsunterschied zwischen der Richtlinie und
der Schußlinie, d. i. die Verbindungslinie vom Geschütz zum Treffpunkt) ermitteln.
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In Abb. i ist durch das Vieleck G T," T, R G
ein derartiges
Wegepolygon in Verbindung mit der gestrichelt eingezeichneten verlängerten Geschützrohrachse
und der strichpunktiert dargestellten Geschoßflughahn veranschaulicht, wobei G den
Ort des Geschützes, R den, Ort des Zieles im Zeitpunkt der Richtungsbestimmung für
die Richtung -der Rohrachse G Z darstellen.
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Winkel Z G To - S ist der Schuß-,vinkel für die Normalschußweite
G T" - X bei nicht in Fahrt begriffenem Geschütz.
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Die einzelnen Polygonseiten sindx die durch die bekannte Zünderstellung
(Geschoßflugzeit) bestimmte Schußweite vom Geschütz G ausgehend der Länge und Richtung
nach gegeben, a und b die Wege des Geschützes bzw. des Zieles; dieselben
lassen sich aus der Fahrtrichtung und Fahrtgeschwindigkeit unter Berücksichtigung
der Wirkungsverzugzeit k + t (k - Kommando- und Ladeverzugszeit, d. i. Zeitabstand
zwischen Richtungserteilung und Abfeuerungszeitpunkt und t - Geschoßflugzeit) zwischen
dem Zeitpunkt oder Richtungserteilung und dem Zeitpunkt der Geschoßwirkung ermitteln:
r die Richtlinie, bildet die schließende Seite des Wegepolygons;,durch ihre Länge
ist dieRichtentfernung gegeben.
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In vorliegender Abli i ist k gleich Null angenommen, d. h. es fällt
der Zeitpunkt der Richtungsermittlazng für die Rohrachse G Z mit dem Abfeuerzeitpunkt
zusammen, doch tritt für die Art der Polygonermittlung keine wesentliche Ändt@rung
ein, wenn für k ein von Null albweichender Wert eingesetzt wird, wie aus Abb. ia
zu entnehmen ist, wo die Wege a und b die entsprechende Länge 71 bzw.
v, X k.+ t aufweisen. In Abb. ia bedeutet G den Ort des Geschützes, R .den des Zieles
im Zeitpunkt der Richtungsermittlung für die Rohrachse G Z; G, ist der Ort des Geschützes
im Abfieuerungszeitpunkt, G G, - v, k ist der Weg des Geschützes während
der Verzugszeit k.
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Der Richtumgsunterschi@ed zwischen _x und r ist der Richtwinkel a,.
Es lassen sich durch Bildung des Wegepolygons, bei Kenntnis der
Sohußweite
x und der zugehörigen Geschoßflugzeit t, der Fahrtrichtung und Fahrtgeschwindigkeit
von Ziel und Geschütz, der Verzugszeit k sowohl :dfie Richtentfernung i- als auch
der Richtwinkel a bestimmen, wobei es belanglos ist, ob alle Seiten des Wegepolygons
in derselben gemeinsamen Ebene liegen oder nicht.
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Ist der Zeitwert k gleich Null, :d. h. erfolgt das Ausfeuern im Zeitpunkt
der Richtungserteilung, so läßt sich mit Hilfe einer Zielvorrichtung, an welcher
die Nachbildung des Wegepolygons im verkleinerten Maßstabe unter stetiger Nachstellung
der Richtung der Fahrtwege erfolgen kann, ,bei Bekanntsein der Schußweite bzw. der
Geschoßflugzeit für den Treffpunkt der zugehörige Richtwinkel bis zum Zeitpunkt
des Ausdeuerns ständig richtig ermitteln unid verwenden.
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Aus dem Voranstehenden ist zu entnehmen, daß das Problem einer Zielvorrichtung
für in Fahrt befindliche Geschütze zum Schießen gegen in Fahrt befindliche Ziele,
zur Bestimmung des Richtwinkels und der Richtweite leicht lös-bar ist, wenn der
voraussichtliche Treffpunkt, d. i. Begegnungspunkt von Geschoß und Ziel oder genauer
der Lagewinkel des Treffpunktes und die zugehörige Zürid'erstellung b:zw. Geschoßflugzeit
bekannt sind, wobei natürlich der Zeitabstand zwischen Richtungserteilung und Geschoßwirkung
eine bei der Verwendung der Zielvorrichtung wichtige Rolle spielt.
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Zur Lösung der umgekehrt gestellten Aufgäbe, Bestimmung des. Richt
inkels und der Zünderstellung (d. i. des Treffpunktes) aus der Richtentfernung,
sind derartige Zielvorrichtungen, die auf der Nachbildung des Wegepo:lygons in einem
konstanten Verkleinertingsmaßsta13e, heruhen, nicht verwendbar, da infolge Unkenntnis
der Treffpunktentfernung, d. h. der Geschoßflugzeit (Zünd.erstellung) und somit
des Zeitabstandes zwischen Richtungserteilung und Geschoßwirkung das Wegepolvgon
noch nicht eindeutig bestimmt ist.
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Die eindeutige Einstellung des Wegepolvgons ist nur möglich, wenn
der allgemeine, für alle Polygonseiten maßgebende Zeitfaktor (k -j- t) bekannt ist;
und deshalb läßt sich eine Zielvorrichtung, :die auf der Nachbildung des Wegepolygons
in einem konstanten Verkleinerungsmaßstab beruht, nicht verwenden, wenn es gilt,
aus einer in einem bestimmten Zeitpunkt vor der Schußabgabe gegebenen Zielentfernung,
bei Bekanntsein der Fahrtelemente (Richtunh und Geschwindigkeit) von Geschütz und
Ziel die Schußdaten (Zünderstellung für den Treffpunkt und Richtwinkel) zu bestimmen.
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In Ably. 2 ist eine zur Lösung dieser Aufgabe bestimmte Zielvorrichtung
schaubildlich dargestellt.
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Um die lotrechte Achse eines Ständers S ist ein wagerechter Tragarm
T smvenkbar gelagert. Dieser Tragarm kann je nach Verwendungsart der Vorrichtung
auch an der Lafettenwand .des Geschützes angebracht sein; in diesem Falle ist seine
Schwenkachse mit der lotrechten Schwenkachse der Lafette (des Rohres) identisch
und der Ständer S -durch den feststehenden Sockel des Geschützes ersetzt.
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Auf dem Tragarm sind in zwei miteinander in Wirkungsverbindung stehenden
Konstruktionsgruppen angebracht: r. die Vorrichtung zur Ermittlung und Einstellung
der Richtelemente und a. der Aufsatz zur Einstellung :des Schußwinkels.
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Die Vorrichtung zur Ermittlung und Einstellung der Richtelemente besteht
dem Wesen nach aus einem Konstruktionsgebilde, das die rasche hTachbildung einer
polaren Projektion des Wegepolygons ermöglicht, wobei der dem Geschütz entsprechende
Eckpunkt G des Wegepolvgons als Pol gilt.
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Wesentlich ist, .daß der Viaßstab für .die polare Projektion des Wegepolygons
kein konstanter, sondern :ein sich mit der Schußweite ändernder ist, und zwar werden,
demErfindungsged'anken entsprechend, die, Polvgonseiten dieser polaren Projektion
des Wegepolygons durch' im allgemeinen Maßstab verkleinerte Strecken dargestellt,
deren Länge dem Quotienten aus ihrer tatsächlichen Länge und dem zugehörigen Zeitwert
k + t (d. i. die um eine konstante Verzugszeit vermehrte zur Schußweite gehörige
Geschoßflugzeit) entsprechen. Es wird also das Wegepolygon eigentlich .durch ein
Geschwindigkeitsoolvzon ersetzt. Die hierdurch erzielten Vorteile sind mannigfacher
Art (z. B. ergibt sichd er Vorteil, daß 'bei gleichbleibenden Fahrgeschwindigkeiten
eine Änderung der Einstellung der entsprechenden Polvgonseiten sich erübrigt) und
führen letzten Endes dazu, daß die Bestimmung,der Zünderstellung und des Richtwinkels
für eine gegebene Richtentfernung möglich wird.
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Die linksseitige Darstellung der Abb. z zeigt .die zur Einstellung
des Richtwinkels und zur Bestimmung der Zünderstellung für eine der Richtung und
Länge nach gegebene Richtweite dienende Konstruktionsgruppe.
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Durch das Handrad H~ ist eine um die horizontale Achse y (:die im
Falle der Anbringung der Vorrichtung am Geschütz mit der Verlängerung der S-childzapfenachse
des Rohres zusammenfällt) in der lotrechten Ebene kippbar auf dem Tragarm T gelagerte
Schraubenspindel o drehbar. Entlang der Schraubenspindel. läßt sich eine mit Zeiger
Z, - ausgez
rüstete Schraubenmutter an einer Skalascheibe S,, durch
Drehen des Handrades H, verstellen. Die Schraubenmutter trägt an einen wagerechten
Arm die Lenkerführung i, die, mit einem Kardanl:ager versehen, eine in gegebenen
Grenzen unbehinderte allseitige Bewegung des in ihr gleitenden, das Zielfernrohr
tragenden Lenkers L zuläßt. Am unteren Ende des Lenkers befindet sich ein Winkelfernrohr
H. Die durch :das Handrad H, drehbare Spindel o stellt in ihrem Abschnitte zwischen
der Spitze des Zeigers Z1 und der Achse y die seitwärts verschobene, der Schußweite
r entsprechende Polygonscite v" vor, deren Länge durch den Quotienten aus !der Schußweite
und dem Zeitfaktor des Wegepolygons bestimmt ist. Zur Beurteilung der Längen v"
ist die Scheibe S,. angebracht, deren Kurvenschar durch die Verbindung der gleichbezifferten
Skalapunkte mehrerer radial verlaufender Einzelskalen entstanden ist. Diese radial
angeordneten Einzelskalen sind nichts anderes als die den verschiedenen Lagewinkeln
des Sprengpunktes entsprechenden Ouotientenre-ihen aus der erreichten Schußweite
und dem dazugehörigen Zeitintervall (Wirkungsverzug) k + t (k - konstanter
Verzug, t - Geschoßflugzeit). Die Bezifferung entspricht der zugehörigen Zünderbezifferung,
so daß mit Nennung der Zünderstellung bei gegebenem Lagewinkel auch die Länge von
vx gegeben ist.
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Die Ausbildung der Skalatafel für % kann auch eine von der auf der
Skalascheibe S, angedeuteten verschiedene sein. Es ist z. B. möglich, :den Zeiger
für die Beurteilung der Länge von vx auf einer zu o querlaufenden, mit dieser zwangläufig
verbundenen Schraubenspindel anzubringen. Bei Änderune, des Lagewinkels von v" würde
diese querlaufende Schraubenspindel eine zu vx querstehende Zylinderfläche beschreiben.
Wird nun parallel zu dieser Zylinderfläche eine Trommel= fläche angebracht, so :kann
.diese zur Aufnähme der entsprechenden Skalatafel dienen.
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Zur Einstellung der Polygonseiten, die der Geschütz- und Zielfahrt
entsprechen, dient eine mit dem Tragarm T schwenkbare, horizontal .drehbar auf diesem
sitzende Scheibe U mit einem radialen Schlitz c, in welchem entlang einer Geschwindigkeitsskala
S, (für die Fahrtgeschwindigkeit des Geschützes) in einer Führung der drehbare Stellarm
d für die Fahrtgeschwindigkeit des Zieles verschoben werden kann.
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Der Radialschlitz der Scheibe (l soll stets in dem :der Fahrtrichtung
entgegengesetzten Sinne einaestelt sein, weshalb die Scheibe zum Zwecke der selbsttätigen
Einstellung der Fahrtrichtung des Geschützes durch Zahnräder mit Hilfe einer biegsamen
Welle o. dgl. mit dem am Fahrzeug (Schiff)' fest stehenden Ständer S bzw. mit dem
Geschützsockel entsprechend verbunden wird, so daß sich lediglich die Einstellung
der Fahrtgeschwindigkeit v" erübrigt.
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Die Einstellung :der Fahrt des Zieles geschieht durchVerschwenkung
des Stellarmes d in eine zur beobachteten Fahrtrichtung des Zieles gleichlaufende
Richtung, was vorteilhaft mit einer die Stellrichtung anzeigenden Handhabe st geschieht.
Die Fahrtgeschwindigkeit vv wird auf Grund von Schätzung oder Messung ebenfalls
eingestellt, was mit Hilfe :der Stellschraube H4 und der mit einem Zeiger Z4 auf
einer Skala S, spielenden Mutter g geschieht. Es ist selbstverständlich, daß bei
Bedarf der Steharm d so konstruiert werden kann, :daß auch nicht wagerechte Fahrtrichtungen
berücksichtigt werden können.
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Die entlang der Skala S4 verschiebbare Mutter g des Steharmes d steht
durch ein allseitig drehbares Gelenk mit dem rückwärtigen Ende des das Zielfernrohr
tragenden Lenkers L in Verbindung; der vordere Teil dieses Lenkers gleitet in der
Führung i.. Der Fernrohrlenker L llildet derart die schließende Seite des Polygons
und entspricht-in Richtung und Länge (his zum Punkt G) der Richtentfernung r des
Zieles, dargestellt in dem jeweiligen, mit der Zünderstellung (Zeitquoti.ent) sich
ändernden Verkleinerungsm aß:stab.
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Zur Beurteilung der Lenkerlänge, die der Richtentfernung r entspricht,
ist den Erfindungsgedanken gemäß ' eine eigenartige, auf einer um den Lenker drehbaren
zylindrischen Trommel f angebrachte Skalareihe S, vorgesehen.
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Die Lenkerlänge ist, wenn man das dargestellte Quotientenpolygon als
Wegepolygon auffaßt, die in einem gegebenen Maßstall verkleinert dargestellte Richtentfernung.
Diese zu einer gegebenen Zünderstellung (Geschoßfluazeit) zugehörige Richtentfernung
kann sich durch Änderung der Fahrtelemente von Geschütz und Ziel und durch Änderung
des Eaaewi:nkels verlängern oder verkürzen. Es wird deshalb der mit dem Lenker in
starrer Verbindung stehende Zeiger Z: die Iängenärnderungen von v, entlang einer
auf der Skalatrommel f befindlichen, dem :gegebenen Polygonmaßstab entsprechenden
Längenskalierun;, S; anzeigen. Da sich nun der Polvgonmaß:stab infolge der eigenartigen
Quotient'enskali:erung mit Änderung der Zünderstellung vx auch ändert. ist der Skalazylinder
f mit der der S'chußweitenskala S, zugeordneten Stellspindel o derart
zwanaläufiQ verbunden, daß die durch das Han rad H, hervorgerufenen Umdrehungen
der Spindel o
sich mittels biegsamer Welle in, Schnecke und Schneckenrad
7a auf den Skalazylinder f
übertragen und eine Drehung desselben bewirken,
so daß dadurch der Zeiger Z, stets auf jene Erzeuge nde ,des Skalazylinders zeigt,
entlang welcher die im entsprechenden Maßstab geteilte und bezifferte Längenskala
angebracht ist.
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Werden die Skalapunkte gleicher Bezifferung .dieser einzelnen verschiedenen
Skalen miteinander verbunden, so erhält man eine am Skalazylinder aufgerollte Skalatafel,
wie sie in Abb. g in der Abwicklung dargestellt ist.
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Durch diese eigenartigen, im voranste'henden erklärten Einrichtungen
ist nun die Möglichkeit gegeben, nach Einstellung .der Fahrtelemente von Geschütz
und Ziel ,durch Avisieren des Zieles zu einer gegebenen Richtentfernung i- die Zünderstellung
für einen nach einer gegebenen konstanten Verzugszeit k nach Festlegung der Richtung
r abzufeuernden ,Schuß zu bestimmen, wobei der Einfluß des Lagewinkels des voraussichtlichen
Treffpunktes berücksichtigt ist.
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Wird die Quotientenskalierung derart berechnet, @daß die Verzugszeit
k gleich Null ist, dann läßt sich die Vorrichtung als Zielvorrichtung .nutzen, mittels
,deren die stetige Zielverfolgung und Richtungserteilung bis zum Abfeuerzeitpunkt
nach erfolgter Einstellung der Länge vx, entsprechend der am geladenen Geschoß eingestellten
Zünderstellung,erfolgen kann. Hierbei kann durch Ablesung auf Skala- Sb bei Übereinstimmung
derAblesung mit-der durcheinenEntfernungsrnesser ständig festgestellten Zielentfernung
der richtige Ausfeuerzeitpunkt für das Geschoß erfaßt werden, wobei die Möglichkeit
gegeben ist, Änderungen in der Fahrtrichtung des Zieles bis zum Ausfeuerzeitpunkt
zu berücksichtigen.
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Diese Ausschaltung :der Verzugszeit k ist besonders für großkalibrige
Geschütze vors Vorteil, da bei diesen der Ladeverzug für die Vorbereitung des Schusses
besonders groß ist.
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Bekanntlich weicht die Richtung der Geschützrohrachse für eine bestimmte
Schußweite um einen entsprechenden Betrag, den sogenannten Schußwinkel S (Abb. i):,
von der Schußlinie ab. Handelt es sich um das Schießen mit Sprenggeschossen mit
Zeitzündereinstellung, so ist die Schußweite und damit auch der Schußwinkel durch
die Zünderstellwng gegeben, da der Sprengpunkt des Geschosses mit dem Treffpunkt
identisch ist. Es ist also zur Bestimmung.der Rohrlage, die von der Sehußlinie abweichen
.muß, noch eine Vorrichtung (Aufsatz) nötig, die zu der ermittelten Richtung und
Länge der Schuß-Linie die Ermittlung des zugehörigen Schußwinkels auf Grund der
Zünderstellung ermöglicht, was durch Anbringung einer Einstellskala mit Zünderbezifferung
am ,Aufsatz (Schußwinkeleinsteller) leicht zu erreichen ist.
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Da, wie ferner bekannt, .die Schußweiten gleicher Zünderstellung bei
verschiedenem Lagewinkel des Gesehoßsprengpunktes verschieden sind, d. h. da die
Entfernung zwischen Sprengpunkt und Geschütz bei gleicher Zünderstellung (Geschoßflugzeit)
von dem Winkel abhängt, den die Schußlinie mit dem Mündungshorizont einschließt,
so ist,die Anbringung verschiedener Einstellskalen für den Schußwinkeleinsteller
geboten, und zwar derart, -d-aß nach Kenntnis der Richtung der Schußlihie (Kenntnis
d !.es Lagewinkels) auch die Einstellung des Schuß.winkels auf der entsprechenden
Skala auf Grund der bekannten Zünderstellung sofort erfolgen kann.
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Zu diesem Zwecke wird mit dem Richtwinkeleinsteller ein .Schußwinkeleinsteller
(Aufsatz) :derart gekuppelt, :daß ,die am Richtwinkel:einsteller ermittelte Richtung
der Schußlinie sich auf den Schußwinkeleinsteller Überträgt.
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In Abb. 2 stellt die auf dem rechtsseitigen Ende des Tragarmes T :gelagerte
Konstruktionsgruppe den Schußwi:nkeleinsteller dar. Auf einer wagerechten Achse
y y, welche die Verlängerung der Schildzapfenachse des Geschützrohres bildet, ist
ein Zahnbogen B angebracht, in den eine @durch das Handrad Hz zu bewegende Schnecke
eingreift. Diese Prägt als Fortsetzung eine Schraubenspindel P, deren Lage der Richtung
der Schußlinie entspricht, und die durch ein Gestänge r mit der durch Handrad H,
bewegten, die Schußlinie des Richtwinkelbestimmers darstellenden Schraubenspindel
o starr verbunden ist, wodurch die richtige Lage der Schußlinie am Schußwinkeleinsteller
gewährleistet wird. In der Normallage, d. i. bei Geschoßflugzeit Null, ist .die
Schußlinie am Schußwinkeleinsteller parallel zur Rohrachse, d. h. der Schußwinkel
ist gleich Null. Durch Bewegung des Handrades HZ wird eine Verdrehung der Schußlinie
zur Rohrachse hervorgebracht, die dem Schußwinkel S entspricht, dessen Größe an
der Verschiebung des auf der Schußlinienspindel angebrachten Zeigers Z2 beurteilt
werden kann. Auf einer Skalascheibe SZ sind nun die Verschiebungsmaße für diesen
Zeiher, wie sie den verschiedenen Zünderstellungen entsprechen, für verschiedene
Lagewinkel der Schußlinie radial aufgetragen, und die gleicher Zünderstellung entsprechenden
Skalapunkte sind miteinander verbunden. Hierdurch wird die auf der Skalascheibe
S2 ersichtliche Tafel erhalten, welche die Einstelhing
des der
gegebenen Zünderstellung entsprechenden richtigen Schußwinkels bei allen Lagewinkeln
ermöglicht. Es ist also zur richtigen Einstellung des zu einer durch den Richtwinkeleinsteller
bestimmten Schußlinie zugehörigen Schußwinkels nötig, daß der Zeiger ZZ stets auf
dieselbe Zünderzifber eingestellt wird wie der Zeiger Z,.
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Beim Sinken der normalen Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses. ist
eine allgemeine Vergrößerung des Schußwinkels zur Erreichung der früheren normalen
Schußweiten notwendig.
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Zu diesem Zwecke ist der Stellarm d in Abb. a derart eingerichtet,
daß er durch eine Stellschraube K :gehoben werden kann. Durch dieses Heben wird
letzten Endes eine Vergrößerung des Schußwinkels der Normalschußweite erreicht,
und zwar nimmt dieser Berichtigungswinkel mit zunehmendem Legewinkel und: mit abnehmender
Geschoßflugzeit (Zünderstellung) selbsttätig infolge der eigenartigen Bauart des
Richtungsbestimmers ab. Desgleichen zeigt infolge der derart durchgeführten Berichtigung
des Schußwinkels der Zeiger Z; die sich aus denn Sinken der Geschoßanfangsgeschwindigkeit
ergebende geringere Steighöhe des Geschosses für gleichbleibende Zünderstellung
an. Da Änderungen in den atmosphärischen Einflüssen ebenfalls eine Berichtigung
des Schußwinkels notwendig machen, so wird für die Bewegung der Stellschraube K
eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Skala angebracht, die das Hubmaß für
den Stellarm d beurteilbar macht. Diese Skalaplatte oder ihr zugeordneter Zeiger
ist außerdem ebenfalls nach oben verschiebbar, um dem Sinken der Anfangsgeschwindigkeit
Rechnung tragen zu können. Diese lotrechte Verschiebung dient also zur Durchführung
dauernd bleibender Berichtigungen, während ein Heben des Steharmes entlang der Skala
vorübergehenden atmosphärischen Einflüssen Rechnung trägt. Eingreifende, dauernde
und erforschte atmosphärische Verhältnisse werden durch Auswechseln der Skalascheiben
S" S_ und S; berücksichtigt.