DE3728385A1 - Einrichtung zum ermitteln der anfangsrollage eines geschosses - Google Patents

Description

Zur Flugbahnkorrektur eines Flachbahngeschosses oder Flugkörpers ist es bekannt, im Geschoßmantel eine oder mehrere radial gerichtete Steuerladungen oder Steuerdüsen vorzusehen, die im Falle einer gewünschten Bahnkorrektur dem Geschoß einen Impuls quer zur Flugrichtung, und zwar entgegengesetzt zur Richtung der Steuerladung oder Steuerdüse verleihen. Um bei einem Drall unterworfenen Geschossen die Steuerladung oder Steuerdüse zum richtigen Zeitpunkt in Betrieb zu setzen, ist es erforderlich, die jeweilige Rollage des Geschosses zu erkennen. Hierfür sind mehrere Methoden bekannt. Wird hierzu die Horizontlinie abgetastet, so hängt das Ergebnis stark vom Gelände und von der Witterung ab. Gleiches gilt bei Verwendung eines Helligkeitssensors, der zudem nur bei Tageslicht verwendbar ist. Der Einsatz eines Kreisels als Lagesensor ist zwar gelände- und witterungsunabhängig, jedoch sehr aufwendig und damit teuer. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, das magnetische Erdfeld zur Rollagebestimmung auszuwerten. Dieses ist ständig vorhanden und witterungsunabhängig. Stärke und Richtung des Magnetfeldes sind jedoch von der geographischen Lage des Meßorts abhängig. In unseren Breiten treten die magnetischen Feldlinien H _E etwa unter einem Winkel von 65° gegenüber der Horizontalen aus der Erdoberfläche aus. Fig. 1a veranschaulicht in vereinfachter Darstellung diese Verhältnisse. Hieraus ergibt sich in Süd-Nord-Richtung gesehen die aus Fig. 1b ersichtliche Aufteilung des Gesamtfeldes H _E in seine Vertikalkomponente H _v und seine Horizontalkomponente H _h. Betrachtet man nunmehr ein Geschoß G mit einem in radialer Richtung empfindlichen Magnetsensor M, welches sich in Richtung der Geschoßlängsachse A bewegt und sich gleichzeitig im Uhrzeigersinn, d. h., in Richtung des Pfeiles P, um die Längsachse A dreht, so zeigt Fig. 1b, daß der Magnetsensor M bei einem Flug des Geschosses in Süd-Nord-Richtung maximal der Vertikalkomponente H _v des Erdmagnetfeldes ausgesetzt ist, während der Sensor M beim Flug in Ost-West-Richtung maximal der Gesamtfeldstärke H _E ausgesetzt ist, nämlich dann, wenn er gerade unter einem Winkel von 65° gegenüber der Horizontalen geneigt ist und somit seine Hauptempfindlichkeitsrichtung mit der Richtung der Feldlinien des Erdmagnetfelds H _E übereinstimmt. In Fig. 1b ist rechts unten das Geschoß beim Flug in Süd-Nord-Richtung (V _SN) und links unten beim Flug in Ost-West-Richtung (V _OW) dargestellt. Hierbei ist ersichtlich, daß beim Flug in Süd-Nord-Richtung der Sensor M die maximale Feldstärke empfängt, wenn er senkrecht zur Erdoberfläche nach oben, d. h. radial vom Erdmittelpunkt weg gerichtet ist. Beim Flug in Ost-West-Richtung hingegen ist der Sensor M nicht in dieser Normalrichtung dem maximalen Feld ausgesetzt, sondern in einer hiergegen geneigten Richtung, nämlich dann, wenn er in Richtung des Erdmagnetfeldes H _E blickt, also seine Empfindlichkeitsachse gegenüber der Erdoberfläche um 65° geneigt ist. Die Signalmaxima treten also beim Ost-West-Flug entsprechend der geographischen Lage des Meßorts im Winkel versetzt gegenüber den Maxima bei Nord-Süd-Flug auf. Gleiches gilt entsprechend für die Nulldurchgänge der aus dem gemessenen Erdmagnetfeld gewonnenen Signalspannung. Diese Verhältnisse sind schematish in Fig. 1c wiedergegeben. Sie zeigt den sinusförmigen Signalverlauf der gemessenen magnetischen Feldstärke bei Bewegung des Geschosses in die vier Haupthimmelsrichtungen. Beim Flug in Nord- oder Südrichtung erreicht die Feldstärke einen Maximalwert von 430 mOe, da von dem radial im Geschoß G angeordneten Magnetsensor M nur die Vertikalkomponente H _v erfaßt werden kann. Das Maximum tritt bei einem Neigungswinkel ϑ des Sensors von 90° gegenüber der Horizontalen auf. Beim Flug in Ost-West- oder Gegenrichtung wird, wie zuvor anhand von Fig. 1b erläutert wurde, nicht nur die Vertikalkomponente, sondern die gesamte Feldstärke H _E vom Sensor M erfaßt. Diese Maxima treten jedoch nicht wie zuvor dann auf, wenn die Empfindlichkeitsrichtung des Sensors senkrecht auf der Erdoberfläche steht, sondern bei Neigung des Sensors um 65° gegenüber der Horizontalen. Beim Flug in Ost-West-Richtung wird also dieser Maximalwert bereits bei einem geringeren Winkel ϑ = 90°-α erreicht als beim Flug in Nord-Süd-Richtung, wo der Winkel ϑ = 90° beträgt. Beim Flug in Gegenrichtung, also von West nach Ost, tritt das Maximum erst bei einem Winkel ϑ = 90°+α auf.

Der sich als räumliche Phasenverschiebung der Sinuskurven darstellende Winkel α ergibt sich aus folgender Beziehung:

wobei den Hauptflugrichtungen folgende Werte von ϕ zugeordnet sind:

ϕ =   0° Flugrichtung Nord
ϕ =  90° Flugrichtung Ost
ϕ = 180° Flugrichtung Süd
ϕ = 270° Flugrichtung West

Wie man sieht, ist die vom magnetischen Rollagesensor M gemessene magnetische Feldstärke des Erdmagnetfelds nicht nur von der geographischen Lage, sondern sowohl hinsichtlich ihrer Amplitude als auch hinsichtlich ihrer räumlichen Orientierung auch von der Flugrichtung abhängig. Will man das erdmagnetische Feld zur Rollagebestimmung heranziehen, so muß hierfür die Flugrichtung berücksichtigt werden. Die geographische Lage kann bei Geschossen kürzerer und mittlerer Reichweite unberücksichtigt bleiben.

Im einfachsten Fall läßt sich die Flugrichtung anhand der Ausrichtung des Abschußrohres ermitteln. Hierfür geeignete Kreisel oder kompaßähnliche Vorrichtungen stehen zur Verfügung. Dies bedeutet aber, daß bei jedem Richtvorgang diese Werte neu vom Abschußgestell oder Geschütz auf das Geschoß übertragen werden müssen.

Die Erfindung sucht deshalb nach einer Lösung, welche eine Rollageermittlung mittels Magnetsensor ermöglicht, ohne zuvor die Abschuß- bzw. Flugrichtung des Geschosses zu messen und in den im Geschoß befindlichen Meßkreis des magnetischen Rollagesensors als Korrekturgröße einzugeben. Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung. Man mißt also nicht die Flugrichtung, sondern die Anfangsrollage des Geschosses und geht davon aus, daß das Geschoß mit dieser Anfangsrollage das Rohr verläßt und erst nach Verlassen des Rohres anfängt zu rotieren. Wenn dies der Fall ist, so kann man den beim Verlassen des Rohres gemessenen Wert des Erdmagnetfelds einer bestimmten Rollage, nämlich der Anfangsrollage zuordnen. Ist im Geschoß eine die Anfangsrollage kennzeichnende Information gespeichert, so kann man diesen Anfangsrollagewinkel dem beim Austritt des Geschosses aus dem Rohr gemessenen Wert des Magnetfelds zuordnen. Dreht sich das Geschoß anschließend während des Fluges einmal um seine Achse, so nimmt der Magnetsensor in Abhängigkeit von der Flugrichtung eine Sinuskurve auf, die ähnlich der in Fig. 1c wiedergegebenen Kurven verläuft. Die aufgenommene Kurve beginnt mit dem Wert der magnetischen Feldstärke, der der Anfangsrollage entspricht. Dieser Punkt der Kurve ist somit winkelmäßig und amplitudenmäßig definiert und bildet damit den Bezugspunkt für die Zuordnung der einzelnen Kurvenpunkte zu bestimmten Rollagewinkeln. Weitere Einzelheiten der Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Die vorgeschlagene Einrichtung zur Ermittlung der Anfangsrollage ist jedoch nicht nur bei Geschossen mit magnetischem Rollagesensor verwendbar, sondern ist unabhängig davon einsetzbar, wie während des Fluges die Rollage gemessen wird. Beim Einsatz von Kreiseln zur Rollagemessung wird in den meisten Fällen ebenfalls eine Bestimmung der Anfangsrollage erforderlich sein, weil Kreisel üblicherweise nicht auf Winkel sondern auf Winkeländerungen ansprechen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Darin zeigt

Fig. 2a ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Anfangsrollage magnetisch ermittelt wird;

Fig. 2b den Signalverlauf an zwei hierzu in Umfangsrichtung versetzt angeordneten Magnetsensoren jeweils mit radial gerichteter Hauptempfindlichkeitsachse;

Fig. 2c den Verlauf der Ausgangsspannungen an den beiden Sensoren in Abhängigkeit vom Rollwinkel;

Fig. 3a das Blockschaltbild einer zugehörigen Auswerteschaltung;

Fig. 3b die Ausgangsspannungen zweier Komperatoren, welche die normierten Ausgangssignale der Magnetsensoren als Eingangssignale erhalten;

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform, bei der zur Ermittlung der Anfangsrollage der Schleifer eines Pendels auf einer kreisbahnförmigen Widerstandsschicht verstellbar ist;

Fig. 5 das Blockschaltbild einer zugehörigen Auswerteschaltung;

Fig. 6 eine Ausführungsform mit optischer Ermittlung der Anfangsrollage;

Fig. 7a in Seitenansicht und

Fig. 7b in axialer Ansicht eine optische Anfangsrollageermittlung mittels Leuchtdiodenbank und Codierscheibe;

Fig. 7c und 7d zwei andere Ausführungsformen der Codierscheibe;

Fig. 8 die Zuordnung der hinter der Codierscheibe aufgenommenen Signalmuster zu den einzelnen Rollagewinkeln nach Art des Gray-Codes.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2a ist parallel zum Boden B des Geschosses oder einer hierzu parallelen Trennwand ein Pendel PE um die Geschoßlängsachse A schwingfähig befestigt und trägt eine magnetische Erregerspule L zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes H _L. Am Geschoßboden B, der erwähnten Trennwand oder anderweit im Geschoß ortsfest befestigt sind zwei Magnetfeldsensoren M 1 und M 2 angeordnet, deren Empfangsrichtungen im vorliegenden Fall um einen Winkel von 45° gegeneinander versetzt sind. Die Größe dieses Winkels ist an sich beliebig, sollte jedoch nicht 180° betragen. Diese beiden Magnetsensoren M 1 und M 2 dienen in Verbindung mit der auf dem Pendel PE befindlichen Spule L der Ermittlung der Anfangsrollage. Legt man die Spule L an eine Wechselspannung u · cos ω t, so entsteht ein magnetisches Wechselfeld H _L · cos ω t, welches je nach Drehlage des Geschosses die Magnetsensoren M 1 und M 2 mehr oder weniger durchsetzt. Die Hauptempfangsrichtung des einen Sensors M 1 weist in die radiale Richtung der Zündladung K, die jedoch axial gegenüber dem Magnetsensor versetzt angeordnet sein kann. In der gezeigten Position entstehen an den Ausgängen der beiden Magnetsensoren M 1 und M 2 zwei Wechselspannungen U _M1 und U _M2, wie sie in Fig. 2b schematisch dargestellt sind. Da das Feld H _L im vorliegenden Fall nach oben gerichtet ist, empfängt die Spule M 1 eine wesentlich geringere Feldstärke als die Spule M 2, wodurch sich der Amplitudenunterschied der beiden Sensorausgangsspannungen ergibt. Nach der Herstellung des Geschosses samt Zünder, auf jeden Fall vor dem Laden des Geschosses wird der Verlauf der beiden Sensorausgangsspannungen U _M1 und U _M2 in Abhängigkeit vom Rollagewinkel R gemessen. Hierzu dreht man entweder das Pendel oder das Geschoß um die Achse A und erregt gleichzeitig die Spule L mit einer Wechselspannung hinreichend hoher Frequenz. Es entstehen in Abhängigkeit vom Drehwinkel die aus Fig. 2c ersichtlichen Sinuskurven für die Sensorausgangsspannungen U _M1 und U _M2. Diese werden in jedem Geschoß in einem Festwertspeicher abgelegt.

Bei der Ermittlung der Anfangsrollage wird außer den beiden geschoßfesten Magnetsensoren M 1 und M 2 noch ein auf dem Pendel PE angebrachter dritter Magnetsensor M 3 verwendet, der unmittelbar das Feld der Spule L mißt. Das Ausgangssignal dieses Sensors dient der Normierung der Ausgangssignale der beiden Sensoren M 1 und M 2 und macht diese von etwaigen Schwankungen in der Erregung der Spule L sowie von Fertigungstoleranzen dieser Spule unabhängig. Die Normierung geschieht durch Quotientenbildung U _M1/U _M3 bzw. U _M2/U _M3.

Sobald das Geschoß im Rohr geladen ist, befindet es sich in einer zunächst unbekannten Rollage. Das Pendel PE weist mit seiner Mittellinie in Richtung der Lotlinie. Nunmehr wird die Spule L an Spannung gelegt und ein Magnetfeld H L · cos ω t erzeugt. Dieses durchsetzt die Magnetsensoren M 1 bis M 3. Seine Frequenz wird möglichst hoch gewählt, um eine einwandfreie Ermittlung der Maximalwerte der Sinuskurven (vergl. Fig. 2c) zu gewährleisten. Als Nullage R₀ wird die Lotlinie des Pendels definiert. Ermittelt werden soll somit der Winkel R zwischen der Nullage und der Wirkungsrichtung der Korrekturladung K und damit der Hauptempfangsrichtung des Magnetsensors M 1. Die Verwendung eines zweiten Magnetsensors M 2 ist erforderlich, um die Auslenkung R der Korrekturladung gegenüber der Nullage R₀ eindeutig zu bestimmen. Wiederum wird der Spule L eine Spannung u · cos ω t zugeführt, und an den Magnetsensoren M 1 und M 2 entstehen die in Fig. 2b dargestellten Spannungen. Der Magnetsensor M 3 getragen vom Pendel PE zeigt wiederum unmittelbar das von der Spule L erzeugte Feld an. Die Spitzenwerte der Sensorausgangssignale U _M1 bis U _M3 werden mit einem Spitzenspannungsdetektor gemessen und anschließend in einem Analog/Digitalumsetzer digitalisiert. Diese Signale gelangen zu einem Microprozessor, in welchem die erwähnte Normierung, d. h. die Bildung der Quotienten U _M1/U _M3 und U _M2/U _M3 erfolgt. Mit den hierdurch ermittelten normierten Ausgangssignalen der Magnetsensoren M 1 und M 2 wird die zuvor erwähnte Tabelle abgesucht, in der die Sinuskurven gemäß Fig. 2c gespeichert sind. Das ermittelte Wertepaar der Sensorausgangssignale definiert einen bestimmten Rollwinkel R. Ein dieser Anfangsrollage R entsprechendes digitales Ausgangssignal liefert der Microprozessor und speichert es in einem Halbleiterspeicher. Dieser kann auch das Wertepaar der beiden normierten Sensorausgangssignale unmittelbar speichern.

Beim Abschuß des Geschosses fängt dieses sich erst an zu drehen, wenn es das Rohr verlassen hat. Der Abschuß erfolgt also aus einem Glattrohr, und die Drehung wird beispielsweise durch Flügel oder Flossen eingeleitet. Beim Verlassen des Rohres sind die beiden Magnetsensoren M 1 und M 2 nunmehr dem erdmagnetischen Feld ausgesetzt. Die Spule L ist abgeschaltet, das Pendel PE wird nicht mehr benötigt. Beginnt sich das Geschoß zu drehen, so durchlaufen die Ausgangsspannungen der beiden Sensoren M 1 und M 2 wiederum zwei sinusförmige Kurven entsprechend Fig. 2c. Ihre Amplituden unterscheiden sich allerdings von den vor dem Abschuß aufgenommenen Sinuskurven, da die Magnetsensoren M 1 und M 2 nun nicht mehr dem Feld der Spule L sondern dem erdmagnetischen Feld ausgesetzt sind. Die Kurven müssen also wiederum erst normiert werden. Hierzu werden die nach dem Austritt des Geschosses aus dem Rohr über eine Umdrehung des Geschosses gemessenen Werte zunächst gespeichert, um den Maximalwert dieser Kurven zu ermitteln. Wie eingangs erwähnt, weisen die Kurven je nach Abschußrichtung unterschiedliche Maximalwerte auf, z. B. in Nord-Süd-Richtung einen Wert von 430 mOe erzeugt durch die Vertikalkomponente H _v des erdmagnetischen Feldes und in Ost-West-Richtung 475 mOe, da hier die Sensoren dem erdmagnetischen Gesamtfeld H _E ausgesetzt sind. Um unabhängig von der Flugrichtung gleiche Maximalwerte zu erhalten, werden auch diese Meßkurven nomiert, d. h. auf gleiche Maximalwerte reduziert. Die unmittelbar nach dem Rohraustritt gemessenen Werte U₁ und U₂ entsprechen wiederum dem unmittelbar vor dem Abschuß gemessenen Wertepaar und damit dem Anfangsrollagewinkel. Um zum Wertepaar zu gelangen, welches zur Rollage R₀ gehört, muß man bei bekanntem Verlauf der Sinuskurven im Festwertspeicher ein Wertepaar adressieren, welches um den Winkel dem bei Rohraustritt gemessenen Wertepaar vorausläuft. Die auf diese Weise herausgefundenen Digitalsignale sind kennzeichnend für den Winkel R₀. Sie werden zwei nachgeschalteten digitalen Komperatoren als Schwellwerte V _N1 und V _N2 zugeleitet. Dreht sich das Geschoß weiter und werden die Sensorausgangsspannungen U _M1 und U _M2 in Form von Sinuskurven wie in Fig. 2c dargestellt erzeugt, so liefern die beiden Komperatoren, denen als zweites Signal diese normierten Sensorausgangsspannungen zugeführt werden, je ein Ausgangssignal U _A1 bzw. U _A2 entsprechend der Darstellung in Fig. 3b. Die Spannung U₁ liefert jeweils nur einen kurzen Impuls, da dieser Kurvenzug nur für eine kurze Zeitspanne oberhalb des Schwellwerts V _N1 verweilt. Demgegenüber liefert der Ausgang des zweiten Komparators längere Impulse in Form der Spannung U _A2, weil die Spannung U₂ (vergl. Fig. 2c) über einen wesentlich längeren Zeitraum größer ist als der ihr zugeordnete Schwellwert V _N2. Jedesmal, wenn sich beide Ausgangsspannungen U _A1 und U _A2 der beiden Komparatoren gleichzeitig ändern, befindet sich das Geschoß in der Nullage R₀ (vergl. Fig. 2c). Damit ist dem Geschoß ständig die jeweilige Rollage bekannt. Soll die Korrekturladung nicht in der Rollage R₀ sondern bei einem beliebigen anderen Rollwinkel gezündet werden, so geht man im Speicher um einen entsprechenden Winkelbetrag vor oder rückwärts und nimmt das auf diese Weise adressierte Wertepaar als Schwellwert für die beiden Komparatoren. Anstelle zweier digitaler Komparatoren, vorzugsweise realisiert durch den Microprozessor, könnte auch ein analoger Vergleicher eingesetzt werden, dem einerseits die genannten Schwellwerte und andererseits die normierten Ausgangssignale U _M1 und U _M2 zugeführt werden.

Um zu vermeiden, daß bei der Ermittlung der Anfangsrollage Schwankungen des Pendels den Meßwert verfälschen, kann man für das Pendel eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfung vorsehen, wie dies an sich bekannt ist. Damit würden auf das Pendel seitlich einwirkende Beschleunigungen, beispielsweise beim Richten des Abschußrohres unterdrückt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Meßwerte nacheinander bei zwei aufeinanderfolgenden Schwingungsmaxima des Pendels zu ermitteln und hieraus den Mittelwert zu bilden. Dieser entspricht dann der mittleren und folglich in die Lotlinie fallenden Ausrichtung des Pendels in der Ruhelage.

Die Ermittlung der Anfangsrollage mit Hilfe von Magnetsensoren hat den Vorteil, daß die gleichen Sensoren nicht nur zur Ermittlung der Anfangsrollage, sondern auch zur fortlaufenden Ermittlung der Rollage während des Fluges eingesetzt werden. Für die Feststellung der Anfangsrollage mit Hilfe eines Pendels ergeben sich jedoch, wie eingangs erwähnt auch noch andere Möglichkeiten. So zeigt Fig. 4 eine Ausführungform, bei der das Pendel PE einen Schleifer S trägt, der auf einer kreisförmig um die Geschoßlängsachse A gebogenen, von der Bodenplatte B des Geschosses oder einer hierzu parallelen Trennwand getragenen Widerstandsschicht W verstellbar ist. Je nach Stellung des Pendels bildet der zwischen dem Schleifer S und dem Anfang der Widerstandsschicht abgegriffene Widerstand bzw. ein diesem Widerstand proportionaler Strom oder Spannungsabfall ein eindeutiges Maß für die Rollage der Widerstandsbahn gegenüber der Lotlinie des Pendels. Auch hier wird um Einflüsse von Betriebsspannungsschwankungen und Toleranzen auszuschließen, eine Normierung des Ausgangssignals erforderlich sein, indem man beispielsweise hierzu den Gesamtwiderstand der Widerstandsbahn bzw. die hieran abfallende Spannung als Bezugsgröße verwendet. Das in Form einer elektrischen Spannung vorliegende, dem Winkel R proportionale Ausgangssignal wird wiederum in einem A/D-Umsetzer digitalisiert und durch Vergleich mit einer zuvor abgespeicherten Widerstandskennlinie der Anfangsrollagewinkel R₀ ermittelt. Vorziehen ist eine lineare Widerstandsänderung pro Winkeleinheit, so daß der abgegriffene Widerstand unmittelbar dem Winkel proportional ist. Fordert man eine Genauigkeit von ±5° entsprechend einer Winkelauflösung von 10°, so brauchen nur 36 Winkelwerte unterschieden zu werden.

Damit reicht ein A/D-Umsetzer mit 6 Bit. Dieser liefert bekanntlich eine Winkelauflösung von 2,8°. Die anschließende Normierung sowie das Auslesen der Anfangsrollage R₀ aus der zuvor abgespeicherten Tabelle erfolgt wiederum mit Hilfe des Microprozessors wie dies im Blockschaltbild gemäß Fig. 5 angedeutet ist. Wird die Widerstandsbahn W aus einer Konstantstromquelle gespeist, so fällt an der gesamten Widerstandsbahn eine Maximalspannung U _max ab, während zwischen Schleifer und Anfang der Widerstandsbahn eine Spannung U _R abgreifbar ist. Die Auswertung des so gewonnenen Anfangsrollagewinkels nach dem Abschuß erfolgt in der gleichen Weise wie zuvor anhand des Beispiels mit magnetischer Ermittlung der Anfangsrollage beschrieben.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 6 und 7 wird die relative Drehlage zwischen Pendel und Geschoß optisch abgetastet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 trägt das Pendel PE eine Leuchtdiode LED, und auf dem Geschoßboden oder einer hierzu parallelen Wand ist ein Kranz von Lichtempfängern angeordnet, die in Umfangsrichtung gleichförmig verteilt sind und wobei jeder Empfänger, beispielsweise vom Radiusvektor zur Korrekturladung K hin ausgehend einem bestimmten Drehwinkel zugeordnet ist. Je nachdem, welcher Empfänger von der Lichtquelle LED bestrahlt wird, läßt sich der gegebene Rollagewinkel unmittelbar ablesen. Zwischenwerte können noch dadurch ermittelt werden, daß bei gleichzeitiger Bestrahlung zweier benachbarter Empfänger der tatsächliche Rollwinkel als zwischen diesen beiden liegend angezeigt und weiterverarbeitet wird. Die Zuordnung von Lichtsender und Empfänger kann auch vertauscht werden, indem am Geschoß ein Kranz von Lichtsendern und auf dem Pendel ein Lichtempfänger angeordnet ist. Die Sender werden dann entweder seitlich nacheinander oder mit unterschiedlicher Codierung oder Frequenz erregt. Anstatt Lichtempfänger und Lichtsender auf Pendel und Trennwand zu verteilen, kann man auch am Pendel einen Reflektor vorsehen und sowohl Lichtsender als auch Lichtempfänger geschoßfest anbringen, beispielsweise auf zwei radial benachbarten Kreisen der Bodenplatte oder Trennwand.

Eine weitere Möglichkeit der optischen Abtastung der Anfangsrollage ergibt sich durch die Verwendung einer Codierscheibe gemäß Fig. 7. Diese Codierscheibe KS ist selbst als Pendel ausgebildet und hierzu mit einem Gewicht GW versehen. Sie taucht zwischen eine Zeile SZ von Lichtsendern, z. B. Leuchtdioden und eine Zeile EZ von Lichtempfängern ein. Jedem Winkel wird eine bestimmte radial nebeneinander angeordnete Gruppe von Löchern in der Codierscheibe zugeordnet, so daß man den Rollagewinkel daran erkennt, welche der Empfänger beleuchtet sind und welche nicht. Während in Fig. 7b hierfür ein 6-Lochcode verwendet wird, zeigt Fig. 7c eine Anordnung, bei der die Löcher nach dem sogenannten Gray-Code geordnet den einzelnen Winkeln zugeordnet sind. Die Beziehung zwischen Winkel und Codierung ergibt sich aus Fig. 8. Schließlich zeigt Fig. 7d anstelle einer Lochcodierung eine Codierscheibe mit sich in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitzen, die aus Fig. 7c dadurch abgeleitet ist, daß man die Zwischenräume in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Codierlöchern entfernt hat. Dies hat den Vorteil, daß auch Zwischenwinkel, die kleiner als der minimale Teilwinkel von 5° sind, nicht zur Auslöschung des Sendesignals führen. Zur Auflösung mit einer Teilung von 5° müssen 72 Werte unterschieden werden. Man braucht also eine 7-Bit-Codierung mit 7 Leuchtdioden und 7 Lichtempfängern. Alle Leuchtdioden sind gleichzeitig in Betrieb und können folglich auch durch eine einzige streifenförmige Lichtquelle ersetzt sein. Die nach dem Gray-Code codierten Ausgangssignale der Photoempfänger können unmittelbar von einem Microprozessor verarbeitet werden, der dann als Ausgangssignal ein dem Rollagewinkel entsprechendes Digitalsignal liefert. Er vergleicht hierzu die Digitalfolge am Ausgang der Lichtempfänger mit den im Festwertspeicher abgelegten, den einzelnen Winkeln zugeordneten Digitalfolgen und zeigt bei Übereinstimmung den zugeordneten Rollwinkel an.

Claims (8)

1. Einrichtung zum Ermitteln der Anfangsrollage 0 eines Geschosses vor dem Abschuß, dadurch gekennzeichnet, daß im Geschoß oder am Geschoßboden ein um die Geschoßlängsachse (A) schwingfähiges Schwerkraftpendel (PE, KS, GW) angebracht und am oder im Geschoß wenigstens ein Positionsgeber (M 1, M 2, W, S; LED, E) vorgesehen ist, der ein elektrisches Stellungssignal liefert, welches der Winkelabweichung einer vorgegebenen Radiuslinie des Geschosses gegenüber der Lotlinie des Pendels entspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Positionsgeber eine parallel zum Geschoßboden liegende, kreisförmig gebogene Widerstandsbahn (W) vorgesehen ist und das Pendel (PE) einen einen Teil der Widerstandsbahn überbrückenden Schleifer (S) trägt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Pendel (PE) ein dem Geschoßboden oder einer hierzu parallelen Querwand zugewandter Lichtsender (LED) angebracht und am Geschoßboden bzw. der Querwand kreisförmig verteilt eine Vielzahl von Lichtempfängern (LE) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Geschoßboden oder einer hierzu parallelen Querwand ein Kranz von radial benachbarten Lichtsendern und Lichtempfängern angeordnet und am Pendel (PE) ein den Lichtweg zwischen Sender und Empfänger überbrückender Reflektor angebracht ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Geschoß sich gegenüberstehend je eine Zeile von Lichtsendern (SZ) und Lichtempfängern (EZ) angeordnet sind und das Pendel als zwischen Sender und Empfänger eintauchende, mit Durchbrechungen (Löcher oder Schlitze) versehene Codierscheibe (KS) ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Pendel (PE) eine mit einem Wechselstrom erregbare magnetische Erregerspule (L) und am Geschoßboden oder einer hierzu parallelen Querwand zwei Empfängerspulen (M 1, M 2) im Winkel gegeneinander versetzt angeordnet sind, deren Ausgangssignale nach Amplitude und Phasenlage ermittelt und mit in einem Speicher abgelegten, den einzelnen Rollagen zugeordneten Werten verglichen werden.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Pendel (PE) eine dritte Empfangsspule (M 3) angeordnet ist, deren Ausgangssignal der Ermittlung der Sendefeldstärke und der Normierung der Empfangssignale dient.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Radiuslinie die Geschoßlängsachse (A) mit einer radial gerichteten Steuerladung (K) oder Steuerdüse im Geschoßmantel (M) verbindet.