DE3790614C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Feuerleiteinrichtung zum Ausrichten einer Abschußvorrichtung für Geschosse auf ein Zielobjekt, mit:

• - einer Befehlsvorrichtung zum Befehlen des Abfeuerns des Geschosses;
• - einer Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten der Abschußvor­ richtung auf das Zielobjekt, wobei die Abschußvorrichtung um eine erste und eine zweite Achse schwenkbar gehalten ist;
• - einer Antriebsvorrichtung zur Positionierung der Abschuß­ vorrichtung;
• - einer Vorrichtung zum optischen Anvisieren und zum Entfernungsmessen, die gegenüber der Lage der Abschuß­ vorrichtung eine starre Lage aufweist und Koordinaten- Signale des Zielobjektes ausgibt;
• - wobei die Ausrichtvorrichtung eine Voraussagevorrichtung, die auf die Koordinaten-Signale des Zielobjektes der Anvisier- und Entfernungsmessungsvorrichtung anspricht, um eine zukünftige Bahn des Zielobjektes vorauszusagen und eine Versetzvorrichtung aufweist, die auf einen Feuerbefehl der Befehlsvorrichtung anspricht, um die Abschußvorrichtung relativ zu einer Visierlinie zum Zielobjekt zu versetzen, damit das Zielobjekt durch ein von der Abschußvorrichtung abgefeuertes Geschoß getroffen wird;
• - wobei die Ausrichtvorrichtung Mittel aufweist, die auf den Feuerbefehl der Befehlsvorrichtung derart ansprechen, daß sie die Anvisier- und Entfernungsmeßvorrichtung während des Versetzens der Abschußvorrichtung von der Voraussagevorrichtung trennt, wobei das Versetzen auf der Flugobjektbahn beruht, die vor dem Feuerbefehl ermittelt wurde.

Eine Feuerleiteinrichtng der vorstehend genannten Art ist aus der DE-OS 22 09 073 bekannt.

Die bekannte Feuerleiteinrichtung ist für ein raumfestes Geschütz vorgesehen. Das Geschütz kann mittels bekannter Antriebe um eine Vertikalachse verdreht und um eine Horizon­ talachse verschwenkt werden. Für diese Bewegungen sind herkömm­ liche Servoantriebe vorgesehen, deren Tätigkeit mittels Dreh­ gebern überwacht und über herkömmliche Lageregelkreise geregelt wird.

Bei der bekannten Feuerleiteinrichtung sind ein Joystick zur Vorgabe von Soll-Verschwenkwerten sowie ein Entfernungsmesser an den Feuerleitrechner angeschlossen. Im Feuerleitrechner werden aus den Eingangswerten kartesische Koordinaten-Lagewerte ermittelt. Diese Lagewerte werden zunächst differenziert, dann über Haltekreise geführt und schließlich wieder integriert.

In einer ersten Betriebsphase wird die Ausrichtvorrichtung der bekannten Einrichtung angesteuert, indem die genannten Koordinatenwerte ermittelt, differenziert und wieder integriert werden. Die Servoantriebe werden dann entsprechend betätigt und über die Drehgeber wird in geschlossenen Lageregelkreisen überwacht, ob die mittels des Joysticks vorgegebenen Werte tatsächlich eingestellt werden.

Wird in die zweite Betriebsphase umgeschaltet, so werden die am Ausgang der Differenzierstufe vorgesehenen Haltekreise aktiviert. Hierdurch wird der jeweils vorliegende Ausgangswert der Differenzierstufen, nämlich ein Geschwindigkeitswert, festgehalten. Gleichzeitig wird der nachgeschalteten Integrier­ stufe ein Vorhalterechner überlagert, der dem Ausgangs-Koordi­ naten-Lagewert einen Vorhaltewert überlagert, der sich durch eine Multiplikation des Geschwindigkeitswertes am Ausgang der Haltekreise mit einem vorgegebenen Wert eines Zeitintervalls ergibt.

Dieser Vorhaltewert (Lagewert) wird dem Ausgangswert der Integrierstufe (ebenfalls Lagewert) durch Addition überlagert und das Summensignal zum Verschwenken des Geschützes heran­ gezogen. Die Visiereinrichtung und der Entfernungsmesser sind dabei starr mit dem Geschütz gekoppelt, werden also während der zweiten Betriebsphase so verschwenkt, daß das Zielobjekt außerhalb des Sichtfeldes der Visiereinrichtung liegen kann. Wenn das Geschütz verschwenkt ist, wird das Geschoß abgeschos­ sen.

Die bekannte Einrichtung eignet sich daher grundsätzlich nur für solche Geschütze, die ihrerseits raumfest angeordnet sind, bei denen sich also das Geschützgestell nicht ebenfalls bewegt. Nur dann können nämlich die während der Visierphase aufgenom­ menen Werte zur Bahnberechnung und zum Berechnen eines Ver­ satzwertes herangezogen werden. Wird die bekannte Einrichtung hingegen auf ein Fahrzeug montiert, sei es ein Land-, ein Wasser- oder ein Luftfahrzeug, so ist weder eine Bestimmung der Flugbahn des Zielobjektes noch eine Berechnung eines Vorhaltewertes sinnvoll möglich, weil während der manuellen Verfolgung des Zielobjektes in der ersten Betriebsphase und auch während des Versetzens des Geschützes in der zweiten Betriebsphase die Eigenbewegung des Geschützgestells als Fehlergröße wirkt. Diese Eigenbewegung kann aber ganz erhebliche Beträge ausmachen, wenn beispielsweise ein Geschütz an Bord eines Panzers angeordnet ist und der Panzer über unebenes Gelände fährt.

Aus der DE-AS 23 48 098 ist zwar eine Feuerleiteinrichtung bekannt, bei der Kreisel an den Verschwenkeinheiten des Ge­ schützes angeordnet sind, um Eigenbewegungen des an einem Fahrzeug angeordneten Geschützgestells zu kompensieren, bei dieser bekannten Einrichtung ist jedoch eine kontinuierliche optische Verfolgung des Zielobjektes durch den Richtschützen vorgesehen. Eine Bahnberechnung oder eine Berechnung eines Vorhaltewertes ist bei dieser bekannten Vorrichtung weder vorgesehen noch möglich.

Aus der DE-PS 26 02 767 ist schließlich noch eine weitere Einrichtung bekannt, die derjenigen der eingangs genannten DE-OS 22 09 073 ähnelt, weil auch bei dieser bekannten Einrich­ tung die Visiereinrichtung und der Entfernungsmesser starr mit dem Geschütz gekoppelt sind und das Geschütz in den zwei bereits erläuterten Betriebsphasen arbeiten kann.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzu­ bilden, daß auch solche Geschütze in den zwei genannten Be­ triebsphasen gesteuert werden können, die ihrerseits beispiels­ weise an Bord von Fahrzeugen, im Raume beweglich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch:

• - starr an der Abschußvorrichtung angebrachte Kreisel zum Erzeugen von Meßsignalen, die das Maß des Ver­ schwenkens der Abschußvorrichtung um die erste und die zweite Achse bestimmen;
• - wobei die Versetzvorrichtung mit den Meßsignalen der Kreisel vereinigte Signale erzeugt, um die Antriebsvor­ richtung während des Versetzens der Abschußvorrichtung anzutreiben.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Durch den an sich bekannten Einsatz von Kreiseln an dem Geschütz ist es nämlich zunächst möglich, Eigenbewegungen des Geschütz­ gestells überhaupt zu erfassen. Wesentlich ist jedoch, daß diese für die Eigenbewegung des Geschützes charakteristischen Signale nicht nur zur Kompensation der Eigenbewegung des Geschützrahmens herangezogen werden können, sie werden vielmehr auch zur korrekten Berechnung der Flugbahn des Zielobjektes herangezogen und bleiben schließlich in besonders vorteilhafter Weise auch dann wirksam, wenn in der zweiten Betriebsphase die manuelle Steuerung einschließlich der Signale des Entfer­ nungsmessers bewußt abgeschaltet werden, um das Geschütz um den vorausberechneten Vorhaltebetrag zu versetzen. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden daher alle denkbaren Einflüsse von Eigenbewegungen des Geschützes kompensiert, weil dem Richtschützen nicht nur während des Verschwenkens des Geschützes die Arbeit erleichtert wird (insoweit ähnlich wie bei der Einrichtung gemäß DE-AS 23 48 098), die Kompensation der Eigenbewegung des Geschützgestells wird vielmehr auch bei der Berechnung der Flugbahn des Zielobjektes berücksichtigt und sie bleibt schließlich im Gegensatz zur Vorgehensweise der Vorrichtung gemäß DE-OS 22 09 073 auch während der zweiten Betriebsphase erhalten, in der selektiv lediglich die Signale der manuellen Steuerung sowie des Entfernungsmessers, nicht jedoch die Signale der Kreisel von der Lageregelung des Ge­ schützes abgeschaltet werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird ferner ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung gemäß DE-OS 22 09 073 beseitigt. Dieser Nachteil der bekannten Einrichtung besteht darin, daß auch während der ersten Betriebs­ phase, in der das Geschütz manuell verschwenkt wird, die Steuersignale für die Ausrichtvorrichtung über den gesamten Feuerleitrechner laufen. Es werden daher auch zu Beginn des Vorganges, wenn der Schütze das Geschütz überhaupt erst auf das Zielobjekt einschwenkt, Meßsignale verarbeitet, die für eine Bahnberechnung des Zielobjektes unsinnig sind, weil sie in mehr oder weniger zufälliger Weise während des Heran­ schwenkens des Geschützes erzeugt werden.

Bei dem genannten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist daher zusätzlich vorgesehen, daß eine manuell betätigbare Verfol­ gungsvorrichtung vorgesehen ist, mit der die Einstellvorrichtung sowie die Entfernungsmeßvorrichtung von der Voraussagevorrich­ tung trennbar sind, wobei insbesondere die Verfolgungsvorrich­ tung, die Einstellvorrichtung sowie die Befehlsvorrichtung in einem gemeinsamen Steuerpult angeordnet sein können.

Das genannte Ausführungsbeispiel der Erfindung beseitigt damit die zuletzt genannten Nachteile des Standes der Technik, weil der Schütze, wenn er das Geschütz auf das Zielobjekt einge­ schwenkt hat, sogleich den Schalter betätigen kann, damit der Feuerleitrechner erst ab diesem Zeitpunkt für ihn sinnvolle Eingangsdaten erhält. Es ist daher ausgeschlossen, daß der Feuerleitrechner, insbesondere bei vorhandenen Zeitkonstanten, noch ältere Daten mit berücksichtigt, die für das angestrebte Schußergebnis nicht nur unsinnig, sondern sogar schädlich sind, weil sie eine Verfälschung der Meßwerte herbeiführen würden. Dadurch, daß der manuellen Einstellmittel für die Aus­ richtvorrichtung befinden kann, kann der Schütze in einfacher Weise je nach Gefechtslage und je nach den individuell vor­ liegenden Umständen die Weitergabe von Eingangsdaten an den Feuerleitrechner im jeweils sinnvollen Zeitpunkt freigeben.

Bei der Erfindung wird somit eine Feuerleiteinrichtung für eine Abschußvorrichtung für Geschosse, insbesondere für ein Geschütz, bei der die Achse des Fernrohres in starrer Ausrich­ tung relativ zur Achse des Geschützrohres steht, verwendet, und es werden weitere Vorteile geschaffen. Die Visierlinie und die Seelenachse sind parallel und können als eine kom­ binierte Seelen/Visierlinie angesehen werden. Daher ist nur ein Satz an Vertikal- und Azimutalantrieben und nur ein Satz an Vertikal- und Azimutalsensoren vorhanden. Wenn das Geschütz lagefest stabilisiert ist, können im Geschützstabilisierungs­ system verwendete Meß-Wende-Kreisel als Höhen- und Seitensen­ soren herangezogen werden, um die Position der Seelenachse und der Visierlinie zu messen.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung verwendet der Schütze die kombinierte Seelen/Visierlinie, um diese auf das Zielobjekt auszurichten. Ein Laser-Entfernungsmesser, der mit dem Geschütz verbunden ist, wird vorteilhafterweise von dem Schützen dazu verwendet, um die Entfernung des Zielobjektes zu bestimmen; im Laufe eines Verfolgens des Zielobjektes ermöglichen es die Meß-Wende-Kreisel dem Schützen, das Winkelmaß der Seelen/Visierlinie zu bestimmen. In der erfindungsgemäßen Einrichtung ist ein Rechner enthalten, der die Signale von den Kreiseln und vom Laser-Entfernungsmesser verarbeitet, um die notwendige Winkelabweichung zwischen der augenblicklichen Visierlinie und der Richtung der Seelenachse, falls das Geschütz abgefeuert werden soll, zu bestimmen. Zur Berechnung der geplan­ ten Winkelabweichung werden dem Computer auch Daten zugeführt, die den Luftwiderstand und die Windgeschwindigkeit berücksich­ tigen.

Falls sich das Zielobjekt in einer Entfernung zum Erfassen durch das Geschoß und sich für einen ausreichenden Zeitraum im Fadenkreuz des Visiers im Blick des Schützen längs der Visier­ linie befindet, drückt der Schütze den Auslöser, um das Geschütz abzufeuern. Die erfindungsgemäße Einrichtung verhindert, daß das Geschütz vor Ablauf eines Zeitraumes von annähernd einer Sekunde abgefeuert wird. Während dieses Zeitraumes führt die Leiteinrichtung dazu, daß sich das Geschütz in die benötigte berechnete Winkelabweichung zwischen der augenblicklichen Visierlinie und der zukünftigen Seelenachse zum Zeitpunkt des Abschusses bewegt. Während dieses Zeitraumes muß weder der Schütze das Zielobjekt im Zielfernrohr verfolgen, noch muß der Laser-Entfernungsmesser die Entfernung des Zielobjektes erbringen. Falls das Geschütz sein Gleichgewicht in der not­ wendigen Feuerstellung gefunden hat, wird die Feuersperre weggenommen und das Geschütz feuert.

Die Seelen/Visierlinie führt dabei eine doppelte Aufgabe durch, sie wird solange als Visierlinie verwendet, bis der Schütze den Auslöseknopf drückt. Falls sich der Schütze einmal derartig festgelegt hat, wird die Seelen/Visierlinie zur Seelenachse.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die vorhergehenden Gesichtspunkte und weitere Merkmale der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung in Zusammen­ hang mit den Zeichnungen erläutert, in denen

Fig. 1 eine schematisierte Ansicht einer erfindungsgemäßen Feuerleitvorrichtung für Geschütze; und

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Steuergeräts für ein in Fig. 1 dargestelltes Geschütz zeigt.

Detaillierte Beschreibung

Eine in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Feuerleiteinrich­ tung 10 für Geschütze, in der als Richtgeschützeinrichtung bekannten Form, weist ein von einer Lafette 14 getragenes Geschütz 12 auf, um auf ein Zielobjekt 16 zu schießen, das beispielsweise ein Flugzeug sein kann. Die Einrichtung 10 kann auf einer festen Plattform angeordnet sein oder von einem Fahrzeug (nicht dargestellt) getragen werden. Die Lafette 14 weist einen Träger 20 und einen Sockel 22 auf. Das Geschütz 12 ist in der Vertikalen um den Träger 20 schwenkbar; der Träger 20 ist, um das Geschütz im Azimut ausrichten zu können, drehbar am Sockel 22 befestigt.

Die Einrichtung 10 weist einen Laser-Entfernungsmesser 24, der die Entfernung des Zielobjekts 16 von der Lafette 14 erfaßt und ein Fernrohr 26 auf, das die Vertikal- und Azimutalkoor­ dinaten des Zielobjektes 16 relativ zur Seelenachse erfaßt. Das Fernrohr 26 und der Entfernungsmesser 24 können durch eine optische Verbindung 28 miteinander gekoppelt sein, um sich einen gemeinsamen optischen Abschnitt 30 des Fernrohres 26 zu teilen oder, alternativ dazu, kann der Entfernungsmesser 24 einen getrennten optischen Auslaßabschnitt (nicht darge­ stellt) aufweisen, der längs und parallel zum Fernrohr 26 befestigt ist.

Das Geschütz 12 ist durch einen Motor 32 in einen Höhenwinkel der durch einen Winkelsensor 34 erfaßt wird, in Höhenrichtung verschwenkbar, wobei sowohl der Motor 32 als auch der Sensor 34 am oberen Ende des Trägers 20 angeordnet sind. Der Sensor 34 gibt die Sekante des Höhenwinkels des Geschützes 12 relativ zum Träger 20 aus. Das Geschütz 12 und der Träger 20 werden im Azimut durch einen Motor 36 um den Sockel 22 verschwenkt; der Motor 36 ist dabei am Sockel 22 längs des Trägers 20 angeordnet. Meß-Wende-Kreisel (auch als Kreisel bezeichnet) 38 und 40 sind an das Rohr des Geschützes 12 angebracht, um eine Änderung in der Winkelorientierung des Geschützes 12 zu erfassen. Der Kreisel 38 spricht auf Schwenken um eine Höhen­ achse an. Der Kreisel 40 spricht auf Schwenken um eine seitliche Achse an, die senkrecht zur Höhenachse und senkrecht zur Längsachse des Geschützes 12 verläuft. Ein Verschwenken des Geschützes 12 um eine azimutale Achse ist mit einem Verschwenken der Sekante des Höhenwinkels um die seitliche Achse verbun­ den, wobei die Sekante durch den Höhensensor 34, wie zuvor angemerkt, erfaßt wird.

Die elektrischen Antriebssignale der Motoren 32 und 36 werden von einer elektronischen Geschützsteuereinheit 42 als Antwort auf elektrische Signale der Kreisel 38 und 40 erzeugt, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wird, wobei sowohl die Motorsignale als auch die Kreiselsignale zwischen der Lafette 14 und der Steuereinheit 42 durch eine Leitung 44 übertragen werden.

Durch ein Steuerpult 46, das eine Reihe an Knöpfen 48, 50, 52 und 54 darauf aufweist und das auf der Steuereinheit 42 ange­ ordnet sein kann, ist eine manuelle Steuerung für die Ein­ richtung 10 geschaffen. Die Knöpfe 48 und 50 sind, um Signale in die Steuereinheit 42 eingeben zu können, drehbar, so daß die gewünschten Höhen- und Seitenwinkelmaße des Geschützes 12 bestimmt werden können, woraufhin die Steuereinheit 42 die Motoren 32 und 36 aktiviert, um das Geschütz 12 mit den befoh­ lenen Winkelgeschwindigkeiten zu verschwenken. Der Knopf 52 zeigt der Steuereinheit 42 an, daß die Visierlinie das Zielob­ jekt 16 aufgespürt hat. Der Knopf 54 zeigt der Steuereinheit 42 an, das Geschütz 12 abzufeuern. Die Steuerfunktionen des Steuerpults 46 werden in Zusammenhang mit Fig. 2 näher be­ schrieben.

Der Gedanke der Erfindung ist sowohl für Geschützservostell­ motoren, einschließlich position- und geschwindigkeitsgesteuerte Servomotoren, als auch für Feuerleiteinrichtungen aufwendbar, die als "Feuerleitgerät", "Störbetrieb" und "Richtgeschütz" bekannt sind. Für die Bahnverfolgung von sich bewegenden Zielobjekten bestimmt die erfindungsgemäße Einrichtung zwei senkrecht zur Visierlinie befindliche Winkelmaße, die gebräuch­ licherweise als Omega-e (Höhe) und Omega-l (seitlich) bezeichnet werden.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung ist die Ausrichtung des Fernrohres 26 starr gegenüber der Ausrichtung des Geschützes 12. Dies kann auf zwei verschiedene Arten und Weisen erfolgen. Das Fernrohr 26, die Verbindung 28 und der Entfernungsmesser 24 können alle zusammen starr am Geschütz 12 befestigt sein, beispielsweise dadurch, daß das Fernrohr 26 und der Entfer­ nungsmesser 24 als ein integraler Zusammenbau konstruiert sind, der, wie in Fig. 1 dargestellt, an das Geschütz 12 befestigt ist. Alternativ dazu, können das Fernrohr 26 und der Entfernungsmesser 24 getrennt vom Geschütz 12 befestigt sein und diesem durch einen (hier nicht dargestellten) Servomechanis­ mus nachgeführt werden. Die letztere Anordnung ist insoweit vorteilhaft, als das Fernrohr von Schocks, die ein Abfeuern des Geschützes begleiten, getrennt ist, wohingegen die voran­ gehende Anordnung (die in Fig. 1 dargestellt ist) aufgrund ihrer mechanischen Einfachheit vorteilhaft ist.

Durch das starre Anbringen des Fernrohres 26 am Geschütz 12 unterscheidet sich die Arbeitsweise der Vorrichtung 10 von einer konventionellen Feuerleiteinrichtung (nicht dargestellt) darin, daß während des Ausrichtens des Geschützes 12, um auf das Zielobjekt 16 zu schießen, das Fernrohr 26 den Sichtkontakt mit dem Zielobjekt 16 verlieren kann. Wie allgemein bekannt, führt das Ausrichten des Geschützes 12 einen überhöhten Winkel nach sich, bei dem das Geschütz 12 oberhalb einer Visierlinie zum Zielobjekt 16 weist, um einen Ausgleich für die Geschoßbahn zu schaffen, auf der das Geschoß aufgrund der Schwerkraft abfällt. Um auf ein Zielobjekt, das die Visierlinie überquert, zu schießen, wird zusätzlich ein Vorhaltewinkel der Geschütz­ ausrichtung zugegeben, wodurch das Geschütz vor das Zielobjekt schießt, um dem Geschoß genügend Zeit zu geben, daß es das Zielobjekt erreicht. Das Geschütz 12 mit dem daran befestig­ ten Fernrohr 26 reicht bei vorhandener Überhöhung und den Vorhaltewinkeln über und vor das Zielobjekt 16. Demzufolge befindet sich das Zielobjekt 16 während des Abfeuerns des Geschützes 12 nicht in Ausrichtung mit einem Fadenkreuz des Fernrohres 26 und kann sogar außerhalb dessen Gesichtsfeldes sein.

Die Erfindung ist ferner dahingehend vorteilhaft, daß die Zeitspanne, die notwendig ist, um ein Geschütz aus der Visier­ linie zum Vorbereiten des Abschießens eines Geschosses zu versetzen, so gering ist, daß zumindest im Hinblick auf die Flugzeit eines üblichen Geschosses, das Anvisieren des Zielob­ jektes während des Versetzens des Geschützes unterlassen werden kann. Daher drückt eine Bedienungsperson des Geschützes 12, wie dies entsprechend in Zusammenhang mit Fig. 2 erklärt werden wird, den Knopf 52, um anzuzeigen, daß er mit einer Zielobjekt­ erfassung begonnen hat, wobei er das Fernrohr 26 manuell auf das Zielobjekt 16 ausrichtet. Nachdem die Steuereinheit 42 das Zielobjekt 16 genügend lange anvisiert hat, um eine Vorher­ sage der zukünftigen Zielobjektbahn zu ermöglichen, drückt die Bedienungsperson den Knopf 54, um dadurch die Steuereinheit 42 zum Abfeuern des Geschützes 12 zu veranlassen. Daraufhin unterbricht die Steuereinheit 42 die manuellen Höhen- und Seiten­ steuerknöpfe 48 und 50, speichert die vorausgesagte Zielob­ jektbahn, woraufhin sämtliche weitere Informationen von den Knöpfen 48 und 50 nicht berücksichtigt werden, versetzt das Geschütz 12 zum Ausstoßen des Geschosses und feuert das Geschütz 12 ab. Abschließend wird die Geschützverschiebung rückgängig gemacht und die manuellen Steuermöglichkeiten wieder herge­ stellt, so daß die Bedienungsperson das Zielobjekt 16 erneut beobachten kann und das Fernrohr 26 mit dem Geschütz 12 von Hand nachziehen kann.

In Fig. 2 sind die Bestandteile der Steuereinheit 42 darge­ stellt, sowie die Verbindungen dieser Bauteile zu den Bauteilen der Geschützlafette 14 von Fig. 1. Die Steuereinheit 42 enthält einen Speicher 56, einen digitalen Feuerleitrechner 58, eine Steuerbefehlseinheit 60, ein Zeitglied 62, einen Schalter 64, einen Servoantrieb 66 zum Antreiben des Höhenmotors 32, einen Servoantrieb 68 zum Antreiben des Azimutmotors 36, zwei analog-in-digital Umwandler 70 und 72, wobei digital-in-analog Umwandler 74 und 76, und zwei Potentiometer 78 und 80. Die Potentiometer 78 und 80 sind mechanisch mit dem Höhen- bzw. Seiteneingabeknopf gekoppelt, und sind zwischen einer Span­ nungsquelle (+V und -V) gelegen und elektrisch mit dieser verbunden, um elektrische Signale an den Rechner 58 und die Höhen- und Azimutalantriebe 66 und 68 abzugeben. Die Höhen- und Seitensignale der Potentiometer werden durch die Umwandler 70 bzw. 72 vom analogen in das digitale Format umgewandelt, damit sie vom Rechner 58 verwendet werden können. Die Poten­ tiometersignale sind über den Schalter 64 mit den Antrieben 66 und 68 gekoppelt.

Der Rechner 58 enthält Schaltkreise, um an sich bekannte Zielobjektbahnprobleme lösen zu können, um Berechnungen von Geschoßbahnen durchführen zu können und um Stellen zwischen den Zielobjektbahnen und den Geschoßbahnen zu bestimmen. Diese Rechnerfunktionen sind durch Funktionsblöcke angezeigt, die als Vorhaltewinkelvoraussageteil 82 und als Zielobjektanteil 84 bezeichnet sind. Das Bahnteil 84 arbeitet auf allgemein bekannte Art und Weise, um die Zielobjektflugbahn, basierend auf den Eingangsdaten der Zielobjektentfernung vom Entfer­ nungsmesser 24 und den Zielobjektrichtungsdaten, die durch die Höhen- und Seitenknöpfe 48 bzw. 50 eingegeben werden, vorauszuberechnen. Das Vorhaltewinkelteil 82 arbeitet in allgemein bekannter Art und Weise, um die notwendigen Höhen- und Azimutalkoordinatenwinkel des Geschützes 12 zu errechnen, so daß ein Geschoß ausgestoßen wird, das das Zielobjekt 16 trifft. Das Arbeiten des Bahnteiles 84 beruht auf ballistischen Geschoßdaten, die durch den Speicher 56 zur Verfügung gestellt werden. Der Speicher 56 speichert ballistische Daten für das durch das Geschütz 12 abzufeuernde Geschoß, wobei diese Daten die Geschoßbahn als eine Funktion von Entfernung und Höhenwinkel beschreiben. In den Speicher 56 werden Höhensignale, die vom Sensor 34 ausgegeben werden, eingegeben. Die erforderlichen Höhen- und Azimutalwinkelkoordinaten zum Abfeuern des Geschützes 12 ergeben sich aus den jeweiligen Winkelkoordinaten der Zielobjektvisierlinie in Richtung der Bewegung des Zielobjektes 16. Die Ausgangssignale des Vorhaltewinkelteils 82 werden der Steuerbefehlseinheit 60 zugespeist, die in einer allgemein bekannten Art und Weise arbeitet, um Signale für die Servoan­ triebe zu erzeugen, so daß das Geschütz 12 in den notwendigen Vorhaltewinkeln (Höhen und Azimut) in Stellung gebracht wird. Die Ausgangssignale der Steuerbefehlseinheit 60 werden durch die Umwandler 74 und 76 vom digitalen in das analoge Format umgewandelt und werden über den Schalter 64 den Höhen- bzw. Azimutservoantrieben 86 bzw. 68 zugeführt.

Der Servoantrieb 66 erhält ein Höhenmaßsignal, das vom Kreisel 38 ausgegeben wird. Der Servoantrieb 68 erhält ein Seitenmaß­ signal, das vom Kreisel 40 ausgegeben wird und er erhält die Sekante des Höhenwinkels, die durch den Sensor 34 ausgegeben wird. Der Servoantrieb 66 stellt den Unterschied zwischen dem augenblicklichen Höhenmaß des Geschützes und dem befohlenen Höhenmaß her. Das Seitenmaßsignal, das durch den Kreisel 40 erzeugt wird, wird mit der Sekante des Höhenwinkels am Servo­ antrieb 68 multipliziert, um die Differenz zwischen dem augen­ blicklichen azimutalen Maß des Geschützes und dem befohlenen Azimutmaß zu bilden. Die Differenzsignale werden in Einklang mit der an sich bekannten Theorie des Servomechanismus verwen­ det, um Antriebssignale für die Motoren 32 und 36 zu erzeugen. Die Motoren 32 und 36 bringen das Geschütz 12 dabei entweder in Einklang mit manuell von den Knöpfen 58 und 50 eingegebenen Kommandos oder in Einklang mit automatisch eingegebenen Lage­ verschiebsignale, die vom Rechner 58 stammen.

In einer tatsächlichen Kampfsituation läuft der Arbeitsablauf bei Anwendung des Geschützes 12 wie nachfolgend beschrieben. Die Bedienungsperson visiert das Zielobjekt 16 durch das Fernrohr 26 an und bedient die Knöpfe 48 und 50, um das Fernrohr 26 auf das Zielobjekt auszurichten. Der Entfernungsmesser 24 ist ebenfalls in Betrieb, wobei er Lasersignale aussendet, die vom Zielobjekt 16 in an sich bekannter Weise reflektiert werden, um so die Zielobjektentfernung zu erhalten. Während die Bedienungsperson visuell und manuell das Zielobjekt 16 verfolgt, geben der Winkelmeßsensor 34, die Kreisel 38 und 40 und der Entfernungsmesser 24 Koordinatendaten des Zielobjektes für den Rechner 58 an die Steuereinheit 42, um die augenblick­ lichen Werte der Zielobjektbahnen aufzunehmen und um die zukünfti­ ge Zielobjektbahn vorauszuberechnen.

Die Zielobjektverfolgungsfunktion des Rechners 58 wird durch Drücken des Knopfes 52 gestartet. Der Knopf 52 ist mit dem Rechner 58 derart verbunden, daß Bahn- und Vorhaltewinkelbe­ rechnungen ausgelöst werden, er ist außerdem über die Leitung 86 mit dem Entfernungsmesser 24 und mit dem Zeitglied 62 verbunden, um dem Entfernungsmesser 24 anzuzeigen, daß er Zielobjektentfernungsdaten dem Rechner 58 zuführt. Die Bedie­ nungsperson drückt den Knopf 52, nachdem ein gutes manuelles Anpeilen erhalten wurde und stellt dadurch sicher, daß nur gute Daten in den Bahnberechnungsprozeß des Rechners eingegeben werden. Im Rechner 58 berechnet das Bahnteil 84 die Bahn des Zielobjekts, basierend auf den Winkelgeschwindigkeiten des Geschützes 12 und den Entfernungsdaten aus dem Entfernungsmesser 24. Das Vorhaltewinkelteil 82 berechnet ebenfalls im Rechner 58 mögliche Trefferpunkte, basierend auf einer geplanten Geschoßbahn und der Zielobjektbahn, um an die Servoantriebe 66 und 68 Ausrichtsignale auszugeben, damit das Geschütz ausgerichtet wird.

Nachdem, basierend auf der Beurteilung der Bedienungsperson eine gute Bahn, d. h. eine sanfte Bewegung des Geschützes 12 erhalten wurde, drückt die Bedienungsperson den Knopf 54, um ein Abfeuern des Geschützes 12 zu befehlen. Der Knopf 54 stellt eine Verbindung mit dem Zeitglied 62 her. Als Antwort auf den Feuerbefehl startet das Zeitglied 62 ein Feuerintervall und gibt am Ende des Feuerintervalls ein Signal an die Leitung 88, das Geschütz 12 abzufeuern. Das Feuerintervall hat eine übliche Länge von etwa einer halben bis einer Sekunde. Die Verzögerung des Feuerintervalls ist ausreichend, um das Geschütz 12 aus der Visierlinie zu versetzen, damit die Überhöhung und die seitlichen Vorhaltewinkel zum Abfeuern des Geschosses auf das Zielobjekt 16 erhalten werden.

Entsprechend einem Merkmal der vorliegenden Erfindung hält das Zeitglied 62 das Signal in Leitung 86 während des Feuer­ intervalles zurück, um den Entfernungsmesser 24 während des Feuerintervalls außer Betrieb zu setzen, so daß die Entfer­ nungseingabe zum Rechner 58 während der Zeitspanne, während der das Geschütz 12 und der Entfernungsmesser 24, der starr an dem Geschütz 12 befestigt ist, aus der Visierlinie versetzt werden, ausgesetzt ist. Während des Feuerintervalls gibt das Zeitglied 62 auch ein Signal an Leitung 90, um den Schalter 64 zu schalten, so daß eine manuelle Steuerung der Geschütz­ position beendet ist und leitet eine automatische Steuerung der Geschützposition durch den Rechner 58 ein.

Ein Schalten des Schalters 64 trennt die Servoantriebe 66 und 68 von ihren entspechenden Potentiometern 78 und 80 und verbindet die Servoantriebe 66 und 68 mit dem Rechnerausgang über die Umwandler 74 und 76. Der Rechner 58 gibt anschließend die benötigten Höhen- und Azimutwinkel in Form von zeitveränder­ lichen Winkelgeschwindigkeiten an die Servoantriebe 66 und 68 und zwar in Einklang mit den berechneten Zielobjektbahnen und der Geschoßballistik. Die Antriebe 66 und 68 aktivieren die Motoren 32 und 36, um das Geschütz 12 zu versetzen, wonach das Zeitglied 62 das Feuersignal über die Leitung 88 an das Geschütz 12 übermittelt, um das Geschoß abzufeuern. Nachdem das Geschoß oder eine Salve an Geschossen durch das Geschütz 12 abgefeuert wurden, stellt das Zeitglied 62 den Schalter 64 zurück, so daß die Verschiebung bzw. Versetzung der Geschütz­ position zurückgenommen wird, wodurch das Zielobjekt sich erneut im Gesichtsfeld des Fernrohres 26 befindet.

Was die Konstruktion des Entfernungsmessers 24 und des Fern­ rohres 26 betrifft, so existieren bereits geeignete Formen an Entfernungsmessern und Fernrohren. Eine solche Vorrichtung, die einen Aufbau ähnlich einem zweiglasigen Feldstecher hat, bekannt als GVS-5, ist für Bodenfahrzeugzielobjekte geeignet und kombiniert ein Beobachtungssystem für Betrachtungen mit einem Auge mit einem Laserentfernungsmesser einer in der Hand haltbaren Einheit. Für Flugabwehrzwecke können andere bekannte Ausstattungen verwendet werden, um die Entfernungen mit höheren Abtastraten erfassen zu können oder um Entfernungsgrößen messen zu können, wie dies zum Anvisieren von sich bewegenden Flug­ zeugen notwendig ist. Bei solchen Vorrichtungen sind die Laserempfangsoptiken und die Beobachtungsobjektive des Fern­ rohres vereinigt, wie dies beispielsweise durch die Verwendung eines Strahlteilers in der Nähe der Brennebene erreichbar ist. Bei manchen Konstruktionen verwendet der Lasersender ein Objektiv gemeinsam mit dem Beobachtungsfernrohr. Bei dem zuletzt genannten Aufbau ist im allgemeinen ein Verschluß im Okular notwendig, um den Beobachter vor Rückwärtsstreuungen des Laserstrahls aus der Objektivlinse zu schützen. Falls gewünscht, kann der Verschluß im bevorzugten Ausführungsbeispiel während des Feuerintervalls verwendet werden, währenddessen das Geschütz aus der Visierlinie in die Feuerstellung verschwenkt wird, um die Bedienungsperson (den Schützen) vor dem Erfassen eines plötzlichen Szenenwechsels zu schützen.

Bei anderen alternativen Ausführungen kann das Okular des Fernrohres durch eine Fernsehkameraaufnahmeröhre und eine entfernte Wiedergaberöhre wie beispielsweise eine CRT (Kathoden­ strahlröhre) ersetzt werden. Eine derartige Konfiguration der Feuerleitvorrichtung ist geeignet für den Einsatz mit einem automatischen Erfassungssystem, das die Abweichung des Ziel­ objektbildes aus dem Fadenkreuz erfaßt und die geeigneten elektrischen Kommandos für die Servoantriebe erzeugt. Es sei auch angemerkt, daß, obwohl das System der vorliegenden Erfin­ dung in Zusammenhang mit der Verwendung eines Fernrohres beschrieben wurde, ebenso eine gerichtete Feuerleiteinrichtung unter Verwendung eines Abtastradars anstatt eines Fernrohrs konstruiert werden kann, um das Zielobjekt anzuvisieren und um die Zielobjektentfernung zu erhalten.

Es sei angemerkt, daß die zuvor genannte Vorrichtung einem Schützen hilft, ein Zielobjekt mit verbesserter Genauigkeit zu beschießen, was durch das rechnerunterstützte Abtasten des Zielobjektes möglich ist. Der Schütze verliert den Sichtkontakt mit dem Zielobjekt im Fernrohr nur für eine relative kurze Zeitspanne während des Abfeuerns des Geschützes. Die Vorrichtung ist aufgrund ihrer vereinfachten Konstruktion vorteilhaft.

Es ist selbstverständlich, daß das zuvor beschriebene Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung lediglich illustrativer Natur ist und daß Änderungen durch den Fachmann durchgeführt werden können. Demzufolge ist die Erfindung nicht als auf die hierin offenbarte Ausführung eingeschränkt zu betrachten, sie ist lediglich durch die Ansprüche begrenzt.

Claims (11)

1. Feuerleiteinrichtung zum Ausrichten einer Abschußvor­ richtung für Geschosse auf ein Zielobjekt (16), mit

• - einer Befehlsvorrichtung (54, 62) zum Befehlen des Abfeuerns des Geschosses;
• - einer Ausrichtvorrichtung (32, 36, 48, 50, 56, 58, 60, 64 bis 68) zum Ausrichten der Abschußvor­ richtung auf das Zielobjekt (16), wobei die Ab­ schußvorrichtung um eine erste und eine zweite Achse verschwenkbar gehalten ist;
• - einer Antriebsvorrichtung (32, 36) zur Positio­ nierung der Abschußvorrichtung;
• - einer Vorrichtung (24, 26, 28, 30) zum optischen Anvisieren und zum Entfernungsmessen, die gegenüber der Lage der Abschußvorrichtung eine starre Lage aufweist und Koordinaten-Signale des Zielobjektes ausgibt;
• - wobei die Ausrichtvorrichtung (32, 36, 48, 50, 56, 58, 60, 64 bis 68) eine Voraussagevorrichtung (84), die auf die Koordinaten-Signale des Zielob­ jektes (16) der Anvisier- und Entfernungsmessungs­ vorrichtung (24, 26, 28, 30) anspricht, um eine zukünftige Bahn des Zielobjektes (16) vorauszusagen und eine Versetzvorrichtung (82) aufweist, die auf einen Feuerbefehl der Befehlsvorrichtung (54, 62) anspricht, um die Abschußvorrichtung relativ zu einer Visierlinie zum Zielobjekt (16) zu ver­ setzen, damit das Zielobjekt (16) durch ein von der Abschußvorrichtung abgefeuertes Geschoß ge­ troffen wird;
• - wobei die Ausrichtvorrichtung (32, 36, 48, 50, 56, 58, 60, 64 bis 68) Mittel (64) aufweist, die auf den Feuerbefehl der Befehlsvorrichtung (54, 62) derart ansprechen, daß sie die Anvisier- und Entfernungsmeßvorrichtung (24, 26, 28, 30) während des Versetzens der Abschußvorrichtung von der Voraussagevorrichtung (84) trennt, wobei das Versetzen auf der Flugobjektbahn beruht, die vor dem Feuerbefehl ermittelt wurde,

gekennzeichnet durch

• - starr an der Abschußvorrichtung angebrachte Kreisel (38, 40) zum Erzeugen von Meßsignalen, die das Maß des Verschwenkens der Abschußvorrichtung um die erste und die zweite Achse bestimmen;
• - wobei die Versetzvorrichtung (82) mit den Meßsig­ nalen der Kreisel (38, 40) vereinigte Signale erzeugt, um die Antriebsvorrichtung (32, 36) während des Versetzens der Abschußvorrichtung anzutreiben.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Voraussagevorrichtung (84) ihre Ausgangssignale aus der Anvisierung des Zielobjektes (16) durch die Anvisier- und Entfernungsmeßvorrichtung (24, 26, 28, 30) vor einem Feuerbefehlsignal der Befehlsvorrichtung (54, 62) erzeugt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abschußvorrichtung ein Geschütz (12) ist, und daß die optische Anvisier- und Entfernungsmeßvor­ richtung (24, 26, 28, 30) starr mit dem Geschütz (12) verbunden ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschußvorrichtung ein Geschütz (12) ist, und daß die Ausrichtvorrichtung (32, 36, 48, 50, 56, 58, 60, 64 bis 68) ein Verzögerungs­ glied (62) zum Verzögern des Abfeuerns des Geschützes (12) bis nach dem Versetzen des Geschützes (12) aufweist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine manuell-betätig­ bare Einstellvorrichtung (48, 50, 78, 80) zum manuellen Einstellen einer Lage der Abschußvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Antriebsvorrichtung (32, 36) auf die Einstellvorrichtung (48, 50, 78, 80) anspricht, um die Abschußvorrichtung in Stellung zu bringen, und daß die Ausrichtvorrichtung (32, 36, 48, 50, 56, 58, 60, 64 bis 68) eine Schaltvorrichtung (64) umfaßt, die auf einen Feuerbefehl der Befehlsvorrichtung (54, 62) derart anspricht, daß sie die Antriebsvorrichtung (32, 36) von der Einstellvorrichtung (48, 50, 78, 80) auf die Versetzvorrichtung (82) umschaltet, um eine automatische Positionierung der Abschußvorrichtung vor dem Abfeuern des Geschosses zu ermöglichen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtvorrichtung (32, 36, 48, 50, 56, 58, 60, 64 bis 68) ferner ein Verzögerungsglied (62) zum Verzögern des Abfeuerns des Geschosses bis nach dem Versetzen des Geschützes (12) aufweist, und daß die Kreisel (38, 40) einen Höhenkreisel (40), der die Schwenkrate um die erste Achse sowie einen Seitenkreisel (38), der die Schwenkrate um die zweite Achse erzeugt, aufweist, wobei die erste und die zweite Achse Höhen- bzw. Seitenachsen sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Anvisier- und Entfernungsmeßvorrichtung (24, 26, 28, 30) ein manuell bedienbares Fernrohr (26) zum Erzeugen von Höhen- und Azimutalwinkelkoordinaten des Zielobjektes (16) sowie ferner eine Laser-Entfer­ nungsmeßvorrichtung (24) zum Ermitteln der Entfernung des Zielobjektes (16) aufweist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzvorrichtung (82) einen Speicher (56) zum Speichern ballistischer Daten eines durch das Geschütz (12) abzufeuernden Geschosses aufweist, und daß eine Rechenvorrichtung mit dem Speicher (56) verbunden ist, die mittels der ballistischen Daten eine Geschoßbahn zu einem Auftreff­ punkt mit dem Zielobjekt (16) vorausberechnet.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine manuell betätigbare Verfol­ gungseinrichtung (52) vorgesehen ist, mit der die Einstellvorrichtung (48, 50, 78, 80) sowie die Ent­ fernungsmeßvorrichtung (24) von der Voraussagevorrichtung (84) trennbar sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfolgungseinrichtung (52), die Einstellvor­ richtung (48, 50, 78, 80) sowie die Befehlsvorrichtung (54) in einem gemeinsamen Steuerpult (46) angeordnet sind.