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Zieleinrichtung zum Einstellen der Visierlinie beim Geschoßabwurf
aus Luftfahrzeugen. Zusatz zum Patent 421081. In dem Hauptpatent 4z i o8 i ist eine
Ab-
wurfeinrichtung für Luftfahrzeuge beschrieben, bei der die Einstellung
des Vorhaltewinkels mittels des Diagonalarmes eines rechtwinkligen Dreiecks erfolgt,
dessen eine Kathete dem Ausdruck V/H und dessen andere Kathete dem Wert i/t proportional
ist. Es bedeuten hierin V die Relativgeschwindigkeit gegen das Ziel, H die
Flughöhe über dem Ziel und t die Fallzeit des Geschosses aus der Höhe H.
Der Wert VIH wurde durch Vergleich der scheinbarem. Bewegung des Ziels mit derjenigen
einer Wandermarke im Gesichtsfelde ermittelt und mechanisch auf die betreffende
Kathete des Vorhaltedreiecks übertragen. Ferner wurde in dem Hauptpatent ein Weg
angegeben, um den Einfluß der Abtrift durch Seitenwind oder einer etwaigen Eigenbewegung
des Ziels sowie die Wirkung des Luftwiderstandes auf das Geschoß in streng richtiger
Weise zu berücksichtigen. Auch wurde die aus einem größeren Abstand zwischen Visier-
und Abwurfstelle sich ergebende Parallaxe ausgeglichen. Die hierbei angewandte
Einrichtung
ist so getroffen, daß dem Zielfaden im Gesichtsfelde gegenüber dem Bilde nach. Abb.
i des Hauptpatentes eine Parallelverschiebung in Mittschiffsrichtung nach rückwärts
gegeben werden kann, deren Betrag gleich der horizontalen Anfangsgeschwindigkeit
V,, der Differenz V". t - X ist, worin V" die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs
in der Luft und X die schußtafelmäßige Wurfweite des bei ruhiger Luft aus der Höhe
H mit der horizontalen Anfangsgeschwindigkeit V, abgeworfenen Geschosses ist. Für
den Ausgleich. der Parallaxe tritt zu dieser Parallelverschiebung noch ein gleichgerichteter
Betrag gleich dem Abstand zwischen Ziel- und Abwurfstelle. Im Hauptpatent ist zu
dem Zwecke eine einfache Dioptereinrichtung vorgesehen.
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Die nachstehend beschriebene Einrichtung gestattet, in theoretisch
richtiger Weise mittels einer Fernrohrvisiervorrichtung zu zielen. Die bekannten
Vorzüge der Fernrohrbeobachtung sind die Vergrößerung, die scharfe Einstellung der
Zielstriche auf den Bildgegenstand und unter Umständen auch die größere Bildhelligkeit.
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Die neue Einrichtung ist in den Abb. i bis 3 dargestellt, und zwar
zeigt Abb. i eine Teilansicht von oben, Abb.2 einen senkrechten Mittelschnitt (nach
C-D-E in Abb.3) und Abb.3 einen wagerechten Schnitt etwa in Höhe A-B in Abb. 2.
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Den Hauptteil bildet der in dem Gehäuse a mittels der Kardanzapfen
c und d pendelnd aufgehängte Fernrohrträger e. In diesem sind das Objektiv f und
das Okular ä gelagert; letzteres ist in Richtung seiner Achse verschiebbar, so daß
es auf die reelle Bildebene des ersteren scharf eingestellt werden kann. Die Umkehrung
des Bildes erfolgt durch Spiegelprismen oder Linsen derart, daß im Okular ein aufrechtes
Bild erscheint. Im vorliegenden Falle dienen hierzu ein Dachprisma h und ein Pentaprisma
i, doch können auch Porroprismen oder andere bekannte Mittel angewandt werden. Um
das Gesichtsfeld in der Richtung des ankommenden Ziels, also nach vorn, zu verschieben,
ist die Eintrittsachse des Fernrohrs schräg gerichtet und das Dachprisma zu diesem
Zweck spitzwinklig geschliffen. Das Fernrohr wird im Gehäuse a und dieses am Fahrzeug
so angebracht, daß die Papierebene in Abb.2 in die Mittelebene des Fahrzeugs fällt.
Eine Drehung des Fernrohrs findet nicht statt. Das Objektiv f ist am Träger e in
senkrechter Richtung verschiebbar. Hierdurch ist es möglich, dem Bild zier Erdoberfläche
im Gesichtsfelde gegenüber dem Zielfadensystem die obererwähnte ParaUelverscbiebung
in Mittschiffsrichtung des Fahrzeugs zu geben. Am Fernrohrträger e ist das Gehäuse
k, welches als Träger für das Zielfadensystem dient, in dem Rinnlager
L und Spurlager m
drehbar gelagert. Die Drehung gegen den Trägere wird
mittels der Schnecke n bewirkt, die in einen Zahnkranz des Gehäuses k eingreift.
Die Drehung erfolgt exzentrisch zum Mittelpunkt des Gesichtsfeldes um die senkrechte
Achse D (Abb. 3). Der Drehpunkt D fällt im Gesichtsfelde scheinbar mit der Vertikalachse
zusammen, wenn das Objektiv konachsial zum Okular steht. Alle Punkte, die von dem
Fahrzeug senkrecht überflogen werden, wandern in diesem Falle im Gesichtsfelde durch
den Punkt D. - Im Gehäuse k ist in Führungen die durchsichtige Glasplatte o mit
einem Längsstrich p und einem Querstrich q horizontal verschiebbar. Der Längsstrich
dient zum Ansteuern des Ziels;. er schneidet stets den Punkt D. Der Querstrich q
dient als Vorhaltemarke, indem sein Abstand vom Punkte D gleich V # i eingestellt
wird. Zur Einstellung der theoretisch richtigen Vis:erlinie erhält das Zielmarkensystem
noch die bereits behandelte Parallelverschiebung gegenüber dem Bilde, indem letzteres
(durch Verschieben des Objektivs/) in umgekehrter Richtung, also nach vorn, um den
Betrag Va # t - X verschoben wird. Der Lotpunkt P des Beobachters erscheint
daher stets um diesen Betrag in Mittsch iffsrichtung voraus (s. Abb. 8).
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Unmittelbar über der Glasplatte o liegt die ebenfalls durchsichtige,
kreisrunde Glasplatte r, die auf der Welle s im Gehäuse k drehbar ist. An der Unterseite
von. r ist eine feine Spirale eingeritzt, von der stets mehrere Gänge f zugleich
als leicht gekrümmte Querstriche im Gesichtsfelde sichtbar sind. Bei gleichmäßiger
Drehung der Glasscheibe r wandern diese Querstriche in der Richtung des Längsstriches
durch das Gesichtsfeld, und zwar mit um so größerer Geschwindigkeit, je schneller
sich die Scheibe dreht. Die Querstriche dienen als Vergleichsmarken zur Geschwindigkeitsmessung,
und die Drehungsgeschwindigkeit der Glasscheibe r gibt ein Maß für die scheinbare
.Relativgeschwindigkeit V/H zwischen Visierstelle und Ziel.
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Der Antrieb und die Regelung der Glasscheibe r erfolgt in der vom
Hauptpatent her bekannten Weise mittels -einer Reibrolle t, welche auf einer von
einem Uhrwerk mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Planscheibe u läuft.
Die Reibrolle wird von dem Gleitstück v - mitgenommen, wenn dieses mittels der Schraubenspindel
w in senkrechter Richtung verstellt wird. Die Drehung der Spindel w erfolgt durch
einen doppelten Bowdenzug x vom Gehäuse a aus derart, daß die Gleichgewichtslage
des pendelnden Fernrohrs
unberührt bleibt. Eine wesentliche Bedi
b-,ung hierfür ist, daß die Schraubenspindel w sehr leichtgängig ist, oder daß der
Bowdenzug mit entsprechender Übersetzung auf die Spindel w einwirkt. Ein gleicher
Bowdenzug dient übrigens auch zum .Antrieb des Schneckentriebes n, durch welchen
Lias Gehäuse k mit dem Ziel- und Wandermarkensystem um die Achse D gedreht wird.
Zur Führung des Gleitstückes t, dienen die Führungsstangen y. An dem Gleitstück
v ist in einer Nut der Zapfen z mittels einer -Schraubenspindel i horizontal verschiebbar.
Dieser Zapfen. -nimmt den Diagonalarm 2 mit, dessen Neigung gegen die Horizontale
den Vorhaltewinkel y angibt, wenn einerseits durch Vertikalverschiebung des Zapfens
z mittels zier Spindel w die richtige Wandergeschwindigkeit V/H der Spiralwindungen
im Gesichtsfelde eingestellt ist, und wenn andererseits der horizontale Abstand
des Zapfens z vom Drehpunkt des Diagonalarmes 2 dem Wert i/t entspricht. Durch den
mit dem Diagonalarm 2 verbundenen Winkelhebel 3 wird die Glasplatte n mit dem Querstrich
g entsprechend dem Vorhaltewinkel y im Gesichtsfelde verschoben.
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Zur Arretierung des pendelnden Systems beim Transport des Gerätes
oder beim Aufziehen des Uhrwerkes ist die Arretierung 4. vorgesehen. Damit die Schwerpunktlage
des Pendels beim Drehen des Gehäuses k um die Achse D nicht gestört wird, ist das
Gehäuse um die Achse D ausbalanciert. Hierzu dient das Gegengewicht 5. Der Ausblick
durch den Boden des Schutzgehäuses a ist durch die Glasplatte 6 abgeschlossen.
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In dem Hauptpatent waren die Ebenen von Objekt (Erdoberfläche) und
Bild parallel, so daß die Vorgänge im Bilde jenen auf der Erdoberflächegeometrisch
genau entsprachen. Bei der hier behandelten Fernrohreinrichtung ist die Hauptachse
der eintretenden Strahlen nicht senkrecht, sondern schräg nach vorn gerichtet (Abb.
4.). Infolgedessen steht die durch das Okular betrachtete Bildebene (abgesehen von
den hier -unwesentlichen Spiegelungen und Umkehrungen vor oder hinter -dem Objektiv)
nicht parallel zur Erdoberfläche, sondern das Objektiv gibt eine Projektion der
horizontalen Erdoberfläche auf die senkrecht zu jener Haupteintrittsachse stehende,
gegen dis Horizontale geneigte Bildebene. Die gleichförmige Geschwindigkeit eines
Punktes an der Erdoberfläche muß daher im Bilde in eine ungleichförmige Geschwindigkeit
übergehen. In Abb. 5 möge 0-1= H der vertikale Abstand des Luftfahrzeuges
über der Erde und 0-B die unter dem unveränderlichen Winkel a zur Vertikalen stehende
Hauptachse der eintretenden Strahlen darstellen. a-b-c sei die Bildebene de:, Objektivs
senkrecht zu 0-B. a'-b-c' stellt eine Hilfsebene parallel zur Erdnberflärbe A-M
dar. Die Beziehungen. zwischen dem Abstand bc = y des projizierten Bildpunktes
c vom Punkte b und dem Abstand BC = x des Punktes C von B ergeben
sich aus nachstehender Gleichung
worin M=ob. Der Verlauf dieser Funktion ist in Abb. 7 -dargestellt. Der gegebenen
Gleichung muß sowohl bei der Einstellung der Vorhaltenarke g als auch hinsichtlich
der Bewegung der Wandermarken j in der Bildebene a-b-c Rechnung getragen werden.
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Bei der Einstellung der Vorhaltemarke geschieht dies, indem der Verschiebung
der Glasplatte o der durch den Diagonalarm 2 bzw. den Winkelhebel 3 angezeigte Vor'hältewinkel
y unmittelbar zugrunde gelegt ist. Die richtige Hebelanordnung ergibt sich gemäß
Abb. 5 und 6 daraus, daß der Winkelhebel 3 senkrecht zur Glasplatte o stehen muß,
wenn der Vorhaltewinkel cp gleich der Neigung a der Fernrohrachse 0.B zur
Vertikalen ist. Der Winkel zwischen dem Diagonalarm 2 -und dem Arm 3 muß folglich
bei der in Abb.2 gezeichneten Anordnung des Vorhaltewerkes gleich 9o° - a sein.
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Die erläeterte Bewegungsform der Wandermax'ken jwird dadurch erzielt,
daß die Radien der auf die -Glasscheibe r geritzten Spirale, bezogen auf den durch
den Mittelpunkt des Gesichtsfeldes gehenden Kreis, der Gleichung für y entsprechen.
Die Spirale ist also keine mathematische Spirale, sondern eine solche mit veränderlicher
Steigung. Sie hat in rechtw *kligien Koordinaten etwa den Verlauf der m Kurve (Abb..6).
Bei .gleichförmiger Drehung der Glasscheibe r entspricht die ungleichmäßige Wandergeschwindigkeit
der Spiralwindungien im ganzen Gesichtsfelde einer bestimmten gleichförmigen Relativbewegung
gegen das Ziel.
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Da ges schwierig sein würde, die genannte unregelmäßige Spirale auf
die Glasscheibe Y ohne -mechanische Hilfsmittel zu übertragen, so -erscheint es
zweckmäßig, hierzu die nachstehend beschriebene und in Abb. S veranschaulichte Vorrichtung
zu verwenden, die eine mathematisch genaue Spirale selbsttätig schneidet. Die Glasplatte
P wird mit ihrer Welle s in das Gestell 12 zwischen Spitzen eingespannt. Die Drehbewegung
der Welle s wird durch ein starres Winkelradgetriebe ; mit der Drehung der Schraubenspindel
ß in geometrischen Zusammenhang gebracht. Beide Wellen bilden miteinander den oben
erläuterten Winkel 9o° - a. Parallel zur unteren Fläche der Glasplatte r ist der
Diamant 9
an einem Gleitstück io verschiebbar. Die Verschiebung
des letzteren erfolgt durch- einen Hebel i i, der um den Punkt 13 des Gestelles
12 drehbar ist und an dem Zapfen 14 des Schiebers io angreift. Das freie Ende des
Hebels i i wird von einer auf der Spindel 8 gleitenden Mutter 15 bewegt. Die Einrichtung
wird derart eingestellt, daß der Hebel i i senkrecht zur Ebene der Glasplatte r
steht, wenn der Diamant sich auf dem durch. den Mittelpunkt des Gesichtsfeldes gehenden
Radius der Spirale befindet. Alsdann entspricht das Dreieck 13-i5-16 genau dem Dreieck
o-b-a in Abb. 5 ; man erkennt ohne weiteres den durch die obige Gleichung beschriebenen
Zusammenhang der Bewegung des Diamanten mit der Drehung der Spindel 8 bzw. der gekuppelten
Glasscheibe r. Vorausgesetzt ist, daß die Größenverhältnisse des Dreiecks i3-15-16
in Abb. 7 mit denjenigen des Dreiecks o-b-a in Abb. 4 übereinstimmen.