DE3739546A1

DE3739546A1 - Dreiachsiges drehgestell fuer instrumente und geraete fuer kontinuierliche ueberwachung einzelner flugzeuge im luftraum ueber flughaefen sowie fuer kontinuierliche verfolgung tiefueberfliegender flugkoerper

Info

Publication number: DE3739546A1
Application number: DE19873739546
Authority: DE
Inventors: Otilio Nemec
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-11-21
Filing date: 1987-11-21
Publication date: 1989-06-01

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgestell, bestehend aus Teilen, die durch gegenseitig quer gestellte Achsen lenkbar miteinander verbunden sind, für Instrumente und Geräte, wie Teleskope, Aufnahmegeräte, Radarantennen, wie auch Schnellfeuergeschütze, Luftabwehrraketen und andere Geräte, die beweglichen Zielen folgen und nach allen Richtun gen gedreht werden können.

Stand der Technik

Die übliche Art der Gestelle für Instrumente und Geräte, die nach allen Richtungen gedreht werden müssen, besteht aus einem Unterteil mit einer vertikalen Achse, woran ein Oberteil lenk bar gelagert ist und nach horizontalen Richtungen gedreht wird und entweder eine Gabelung mit zwei horizontalen Lagern oder eine horizontale Achse hat, woran das montierte Instrument nach der Höhe gedreht wird. Dieses System, das aus zwei Achsen besteht (eine für Richtung und die andere für Elevation) ist uralt und allgemein bekannt und wirkungsvoll verwendet in vielen Ausführungen.

Dieses System ist aber weniger oder gar nicht wirkungsvoll, wenn ein schnellbewegendes Objekt über der Anlage im Bereich um den Scheitelpunkt beim Überflug mit einem Instrument beob achtet (verfolgt) werden soll, wie es in der Abb. 8 dar gestellt ist.

Vorausgesetzt, daß in den Abb. 8, 9, 10 und 11 die Fluggeschwindigkeit gleich und konstant ist, zeigt die Abb. 9 die Drehgeschwindigkeit um die vertikale (die richtungsgebende) Achse, und die Abb. 10 zeigt die Drehgeschwindigkeit um die horizontale (die elevationsgebende) Achse des üblichen zwei achsigen Systems. Die Tangente im Inflektionspunkt der Ge schwindigkeitskurve entspricht der betreffenden Beschleuni gung.

Die Drehgeschwindigkeiten und besonders die Beschleunigungen werden um so größer, je kleiner die Distanz (D) zwischen der Fluglinie und der Vertikalen am Standpunkt (O) ist. Wenn diese Distanz sehr klein ist und die Elevation (der Höhengrad) sich 90° nähert, dann werden die Beschleunigungen an beiden Achsen so groß, daß eine genaue Verfolgung schnellbewegender Objekte mit diesem zweiachsigen System praktisch unmöglich ist.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung, wie sie im Anspruch gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Gestell für Instrumente und Geräte zu schaffen, die nach allen Richtungen gedreht werden können, womit ein schnellbewegendes Objekt beim Überflug auch im Bereich um den Scheitelpunkt kontinuierlich und genau verfolgt werden kann, was mit einem Drehgestell erreicht wird, das nach einem drei achsigen System gebaut ist, bestehend aus einem Unterteil 1, einem rechtwinkligen Zwischenteil 2, einem gabelförmigen Ober teil 3, einem Rahmen 4 und drei gegenseitig quer gestellten Achsen, wobei der Zwischenteil 2 durch die vertikale Achse 5 zum Unterteil 1 und durch die horizontale Achse 6 zum Mittelsek tor des gabelförmigen Oberteils 3 lenkbar verbunden ist, und wo bei die aus zwei Halbachsen 7 bestehende polare Achse 7-7 beide Arme des gabelförmigen Oberteils 3 zum Rahmen 4 lenkbar verbin det. Die Zusammensetzung dieser Teile und Achsen ist in Abb. 4 schematisch dargestellt.

Die Befestigungsstellen für die von diesem Drehgestell getra genen Instrumente und Geräte sind an allen Seiten des Rahmens 4 vorgesehen.

Im Gebrauch wird der Rahmen 4, der Instrumente und Geräte trägt, zusammen mit dem Oberteil 3 und dem Zwischenteil 2 zuerst durch Rotieren um die vertikale Achse 5 in die Richtung gebracht, wo das bewegende Objekt erst wahrgenommen ist.

Wenn die Bewegungslinie (die Fluglinie) eine direkt über dieser Anlage laufende Gerade ist, dann wird die Verfolgung nur durch das Rotieren des Rahmens 4 um die polare Achse 7-7 erledigt, wie es in Abb. 6 dargestellt ist.

Wenn die Fluglinie eine seitlich neben der Anlage verlaufende Gerade ist, wird die Verfolgung auch durch das Rotieren um die polare Achse 7-7 geschehen, nur wird der Rahmen 4 samt dem Ober teil 3 noch durch das Rotieren um die horizontale Achse 6 seit lich geneigt, wie es in Abb. 7 dargestellt ist.

Auch wenn die Fluglinie keine Gerade ist, wird die Verfolgung durch das Rotieren des Rahmens 4 um die polare Achse erledigt, nur müssen die Richtung und die Neigung durch das Rotieren um die vertikale bzw. die horizontale Achse laufend korrigiert wer den, und zwar so, daß die durch Richtung und Neigung bestimmte Ebene (die Ebene, in der die horizontale Achse und die Normale an der polaren Achse liegen) immer mit der Tangente der Fluglinie im Objektpunkt parallel bleibt.

Jedenfalls wird die Verfolgung hauptsächlich durch das Rotieren um die polare Achse erledigt, was in vollem Umfang von 180° ohne Unterbrechung im Scheitelpunkt verläuft, während die Rotierungen um die vertikale und um die horizontale Achse nur fürs Anfangs einstellen und für eventuelle spätere Richtungs- und Neigungs korrekturen gebraucht werden. Dabei ist nur für die polare Ach se die Drehgeschwindigkeit von der Fluggeschwindigkeit abhängig, während für die übrigen zwei Achsen die Drehgeschwindigkeiten nur von der Schnelligkeit der Kursänderung abhängig sind.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung in bezug auf die üblichen zweiachsigen Drehgestelle sind im wesentlichen darin zu sehen, daß die nötigen Drehbewegungen gleichmäßiger werden, wodurch die Beschleunigungen vermindert sind und auch im Bereich um den Scheitelpunkt begrenzt bleiben, und womit eine viel bessere Wendigkeit des Drehgestells erreicht ist. Das ist aus der Abb. 11 zu sehen, wo die Drehgeschwindigkeitskurve der polaren Ach se eines dreiachsigen Gestells dargestellt ist, und zwar für dieselben Verhältnisse wie in Abb. 9 und 10 für die vertikale bzw. die horizontale Achse eines zweiachsigen Gestells und für denselben Fall aus der Abb. 8.

Sichtbar ist, daß die Geschwindigkeitskurve der polaren Achse gleichmäßiger und die Beschleunigung viel geringer ist. Im Ver gleich zur vertikalen Achse des zweiachsigen Systems (Abb. 9) wird die größte Beschleunigung um die polare Achse (Abb. 11) bei Elevation (arc tg H/D) von 45° zweimal, bei 60° viermal und schon bei 72° zehnmal geringer.

Diese durch die Erfindung gewonnene bessere Wendigkeit des Ge stells bzw. der daran montierten Instrumente und Geräte kann nützlich sein, wenn mit entsprechenden Instrumenten aus dem Bo den einzelne Flugzeuge im Luftraum über Flughäfen kontinuierlich überwacht werden sollen, was besonders im Bereich um den Schei telpunkt durch die Erfindung erleichtert wird, sowie für konti nuierliche Verfolgung tiefüberfliegender Flugkörper, insbeson dere bei Verwendung kleinerer Luftabwehrraketen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Aus führungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

Die Abb. 1 zeigt eine Seitenansicht.

Die Abb. 2 zeigt die Frontansicht.

Die Abb. 3 zeigt einen Blick von oben.

Die Abb. 4 zeigt die schematische Darstellung, und

die Abb. 5 zeigt die einzelnen Bestandteile eines dreiach sigen Drehgestells.

Die Abb. 6 zeigt ein Beispiel mit Rotation um die polare Achse, und

die Abb. 7 zeigt das auch mit der Seitenneigung durch die Rotation um die horizontale Achse.

In den Abbildungen ist ein Drehgestell dargestellt, das in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Unterteil 1, einem rechtwinkligen Zwischenteil 2, einem gabelförmigen Oberteil 3, einem Rahmen 4, einer vertikal gestellten, den Zwischenteil 2 zum Unterteil 1 lenkbar verbindenden Achse 5, einer horizontal lie genden, den Oberteil 3 zum Zwischenteil 2 lenkbar verbindenden Achse 6, zwei den Rahmen 4 an gegenüberliegenden Seiten zu je einem Arm des gabelförmigen Oberteils 3 lenkbar verbindenden Halbachsen 7, drei jede Achse zu je einem Motor verbindenden Triebräder 8, 9, 10 und aus einem Gegengewicht 11 besteht.

Der Unterteil 1 ist dreibeinig und entsprechend breit, um für das ganze Gestell die nötige Stabilität zu leisten, und hat in der Mitte eine vertikale Bohrung, wo die vertikale Achse 5 gela gert ist.

Der Zwischenteil 2 ist rechtwinklig und besteht aus zwei Armen, wovon der untere Arm horizontal liegt und zur vertikalen Achse 5 befestigt ist und der obere Arm vertikal steht und am Ende die Bohrung für die horizontale Achse 6 hat.

Der gabelförmige Oberteil 3 hat im Grundriß die Form eines Buchstaben "U" und besteht aus einem Mittelsektor, woran die horizontale Achse 6 befestigt ist, und zwei miteinander paral lelen Armen mit Bohrungen für die zwei, die polare Achse bilden den Halbachsen 7, wobei diese Arme aus der von dem Mittelsektor des Oberteils 3 und der horizontalen Achse 6 bestimmten Ebene ausgebogen sind, damit die am Rahmen 4 montierten Instrumente in vollem Umfang von 180° um die polare Achse 7-7 wirken können. Der Rahmen 4 trägt zwei Halbachsen 7 an Außenseiten an seiner längeren Symmetralen. Der Innenraum des Rahmens 4 ist für Instru mente und Geräte vorgesehen.

Das Triebrad 8 ist am Ende der vertikalen Achse 5 befestigt und für Verbindung mit einem zum Unterteil 1 montierten Motor vor gesehen.

Das Triebrad 9 ist an der horizontalen Achse 6 zwischen dem Zwischenteil 2 und dem Gegengewicht 11 für Verbindung mit einem zum Zwischenteil 2 montierten Motor vorgesehen.

Das Triebrad 10 ist am Ende einer von den Halbachsen 7 für Verbindung mit einem zum Oberteil 3 montierten Motor vorgesehen. Die Motoren sind als für die Erfindung weniger wesentliche Teile nicht in den Abbildungen dargestellt.

Das Gegengewicht 11 ist am Ende der horizontalen Achse 6 befe stigt und in die Gegenseite von der Einbiegung der Arme des Oberteils 3 eingestellt.

Neben den Bestandteilen des Drehgestells sind in Abb. 6 und 7, wo die Verwendungsbeispiele dargestellt sind, auch ein Instrument (eine Radarantenne) 12 und ein Flugkörper 13 ange deutet.

Claims

1. Dreiachsiges Drehgestell für Instrumente und Geräte für kontinuierliche Überwachung einzelner Flugzeuge im Luftraum über Flughäfen sowie für kontinuierliche Verfolgung tief überfliegender Flugkörper, bestehend aus Teilen, die durch gegenseitig quergestellte Achsen lenkbar miteinander ver bunden sind, womit die daran montierten Instrumente nach allen Richtungen gedreht werden können, das auch einen Un terteil (1), einen gabelförmigen Oberteil (3), eine vertikale Achse (5) und eine horizontale Achse (6) hat, gekennzeichnet durch einen Zwischenteil (2), der durch die vertikale Achse (5) zum Unterteil (1) und durch die horizontale Achse (6) zum Mittelsektor des gabelförmigen Oberteils (3) lenkbar verbun den ist, wobei eine aus zwei Halbachsen (7, 7) bestehende po lare Achse (7-7) beide Arme des gabelförmigen Oberteils (3) zu einem Rahmen (4) lenkbar verbindet, und wobei die Befesti gungsstellen für die von diesem Drehgestell getragenen Instru mente und Geräte an allen Seiten des Rahmens (4) vorgesehen sind.

2. Dreiachsiges Drehgestell nach dem Patentanspruch 1, gekenn zeichnet durch ein Gegengewicht (11), das mit dem Oberteil (3) entweder unmittelbar oder durch die horizontale Achse (6) fest verbunden und quer an die polare Achse (7-7) eingestellt ist, wobei beide Arme des gabelförmigen Oberteils (3) in die Gegenseite von dem Gegengewicht (11) ausgebogen sind.