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Vorrichtung zur Erteilung der Höhen- und Seitenrichtung des Geschützes
sowie zur Ermittlung der Geschoßtempierung aus den Treffpunktkoordinaten, insbesondere
für die Beschießung von bewegten Luftzielen. Die Priorität der Anmeldung in Österreich
vom 3o. Juni 1925 -ist in Anspruch genommen. Die Erfindung hat den Zweck,
die mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen gefundenen geometrischen Koordinaten des
Treffpunktes (Höhe, Horizontalentfernung vom Geschütz und Seitenwinkel) unmittelbar
in die zum Richten des Geschützes erforderlichen ballistischen Koordinaten, also
in den Elevationswinkel und den Seitenwinkel des Geschützes mit Berücksichtigung
der Geschoßderivation umzuwandeln und die Tempierung des Geschoßzünders zu bestimmen.
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Im Sinne der Erfindung wird der angestrebte Zweck dadurch erreicht,
daß die beiden Orthogonalkoordinaten des Treffpunktes, also dessen Horizontalentfernung
und Höhe, mit Hilfe zweier Skalen durch Zeigermarken und geeigneter Einstellvorrichtungen
fortlaufend in verjüngtem Maßstab dargestellt werden, wodurch eine andere Zeigermarke
auf einer feststehenden Kurventafel die Tempierung anzeigt, während eine weitere
Zeigermarke dazu benutzt wird, um eine mit der Höhenrichtmaschine des Geschützes
irgendwie gekoppelte zweite Kurventafel so weit zu verdrehen, daß selbsttätig die
erforderliche Rohrerhöhung eingestellt und an einer dritten Stelle durch Verdrehung
eines Zahnsegmentes eine dem jeweiligen Schußwinkel proportionale Verstellung erzielt
wird, die zur selbsttätigen Verstellung der Zeigermarke für die Seitenrichtung dient,
so daß bei einer Einstellung des Seitenwinkels s gegenüber dieser Zeigermarke der
Einfluß der Geschoßdenivation von selbst ausgeschaltet wird.
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Der Erfindungsgegenstand ist auf folgender theoretischer Grundlage
aufgebaut: Ist lz die Treffpunkthöhe, z der horizontale Treffpunktabstand vom Geschütz
und s der Seitenwinkel .des Treffpunktes, bezogen auf eine festgesetzte Horizontalrichtung,
z. B. IV-S, durch irgendeine geeignete Vorrichtung bestimmt worden, so ist der Positionswinkel
des Treffpunktes
unmittelbar gegeben, der nun um den Schußwinkel (p vergrößert werden muß, um den
Elevationswinkel E des Geschützes zu liefern.
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Sowohl der Schußwinkel @p als auch die Tempierung z und ebenso die
Geschoßderivation d sind Funktionen der Höhe h und der Horizontalentfernung z des
Treffpunktes, also symbolisch dargestellt durch
Letztere Funktion ist für Ziele im Mündungshorizont bekanntlich mit praktisch hinreichender
Genauigkeit gegeben durch d-ktg e oder, da für solche Ziele a - Null, also qg -Eist,
durch d-ktgp. Auch für Ziele im Zenith ist diese letztere Gleichung richtig, da
für diese Richtung die Elevation s = 9o°, also der Schußwinkel cp Null ist und ebenso
die Geschoßderivation b =Null ist, wenn von dem verschwindenden Einfluß der Erdrotation
abgesehen wird.
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Da die Formel d - k tg p für beide Grenzfälle jedenfalls richtig ist,
kann angenommen werden, daß sie auch für Zwischenlagen praktisch brauchbare Resultate
liefert.
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Beim Schießen gegen Luftziele überschrei, tet der Schußwinkel den
Wert von etwa 2,o° im allgemeinen niemals, demnach kann, um eine vereinfachte Konstruktion
zur automatischen Ausschaltung der Derivationsfehler zu erhalten anstatt tg (p der
Winkel @p eingesetzt werden, demnach kann r5 - k p, also proportional dem
Schußwinkel cp angenommen werden.
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Damit übergeht die Formel für den Seitenwinkel des Geschützes in
0 - s + 6 - s + k p - s + k # A (x, h).
Zur
Bestimmung der drei Schußeleinente s, z und o- benötigt man daher nur die Kenntnis
der beiden ballistischen Funktionen,p = A (z, h) und z=B (z, la),
zu deren Bestimmung im Sinne der Erfindung Kurventafeln verwendet werden.
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Die eine (A Tafel) wird zwecks Erzieiulig übersichtlicher deutlicher
Ablesungsmöglichkeit über eine volle Kreisscheibe erstreckt und erhält demnach eine
Schar von Polarkurven als Verbindungslinien von Punkten gleicher Treffpunktshöhen,
deren Vektoren als 1:`7= -+112 und deren Polarwinkel als ,:p = A (z, h) aus
der Schießtafel gefunden werden. Ist nun die Einrichtung derartig getroffen, daß
zunächst der Positionswinkel a durch die Ortliogonalkoordinaten h und z mechanisch
dargestellt wird und zu diesem Winkel mit Hilfe der Polarl:urventafel der der Höhe
lt entsprechende Winkel ip, dann kann einerseits durch mechanische Addition
dieser beiden Winkel a + (p = E der Elevationswinkel des Geschützes,
andererseits durch mechanische algebraische Addition eines dem Schußwinkel (p proportionalen
Winkels zum Seitenwinkel z des Treffpunktes die Seitenrichtung a des Geschützes
mit Berücksichtigung der Gescboßderivation eingestellt werden. Zur Ermittlung der
Geschoßtempierung i genügt die direkt aus der Schießtafel auf einen unbeweglichen
Kreisquadranten übertragene Schar orthogonaler Kurven gleicher Brenildauer finit
einer mechanisch nach Horizontaldistanz und Hölle des Treffpunktes eingestellten
Ablesezeigermarke.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer. beispielsweisen
Ausführungsform dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Seitenansicht, Abb.2 einen
Grunclriß, teilweise im Schnitt.
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In einem an der Geschützlafette oder an einem besonderen Ständer befestigten
Rahinen i ist ein Kegelrad 2 mittels der horizontalen Welle 2a drehbar gelagert
und steht mit dem auf dieser Welle lose aufsitzenden Kegelrad 3 durch zwei kleine
Kegelräder 4, 4' in Eingriff. Diese letzteren sitzen lose auf den koachsialen Radialzapfen
5, 5', die in einer zwischen den beiden Kegelrädern 2 und 3 lose auf der Welle 2a
gelagerten Scheibe 5a eingesetzt sind. Am Umfang dieser Scheibe ist ein Schneckenzahnkranz
6 angeordnet, in den die an der Schraubenspindel 7 angebrachte Schnecke 8 eingreift.
Durch Verdrehung dieser letzteren mit Hilfe des auf der Spindel 7 befestigten Handrades
9 verschiebt sich der mit Muttergewinde versehene Tragarm i o, der zwecks Verhinderung
einer Verdrehung auf einer im Rahmen i zur Spindel 7 parallachsig gelagerten Stange
i i geführt ist. In diesem Tragarm 1o sind zwei mit Rechts- und Linksgewinde versehene
Schraubenspindeln 12 und 13 parallel züerinander drehbar gelagert und durch zwei
gleich große Stirnräder 14, 14' miteinander gekuppelt. Ein auf der Spindel 12 befestigtes
Handrad 15 ermöglicht dadurch die Verdrehung beider Spindeln in entgegengesetztem
Sinne, wodurch die- beiden auf der Schraubenspindel 12 verdrehungssicher gelagerten
Muttern 16, 17 gegenläufig, und die auf der Spindel 13 verdrehungssicher gelagerte
Mutter 18 in der Richtung der Mutter 16 verschoben werden. -Die Schraubenmutter
16 trägt eine Zeigermarke 16a, mit deren Hilfe auf einer am Tragarm 1o angebrachten
Längenskala i g die horizontale Treffpunktdistanz eingestellt werden kann, und außerdem
eine Zeigerspitze 2o zum Ablesen der Geschoßtempierung aus der Kurventafel 29, die
auf einem mit dem Rahmen i festverbundenen Kreisquadranten des Deckbleches 27 angebracht
ist. Die Schraubenmutter 17 trägt eine Zeigerspitze 2r zur Einstellung des Rohrelevationswinkels
auf eitler zweiten Kurventafel 3o, die am Kegelrad 3 befestigt ist, während die
Mutter 18 mittels eines auf ihr festsitzenden Zapfens 18a durch dessen Eingriff
in einen geschlitzten Arm 22 einen mit diesem festverbundenen, auf der Achse 2a
lose sitzenden Stirnrädquadranten 23 verdreht, in dessen Verzahnung ein kleines
Stirnrad 25 eingreift, das mit einem gleich großen Stirnrad 26 auf einer zur horizontalen
Hauptwelle 2a parallelliegenden Achse 32 lose gelagert ist. Das Stirnrad 26 greift
in eine am Umfang des Kegelrades 2 angebrachte Stirnradverzahnung 24, wodurch die
Verdrehung dieses Kegelrades 2 relativ zum Stirnradquadranten 23 in- der gegenseitigen
Verdrehung der beiden kleinen Stirnräder zum Ausdruck kommt, welche Relativverdrehung
benutzt wird; um die Seitenrichtung des Geschützes der Geschoßderivation entsprechend,
d. h. proportional dem Schußwinkel (p in irgendeiner in der Zeichnung nicht ersichtlichen
Weise zu korrigieren. Die Schraubenmuttern 16, 17
und 18 sind derartig auf
den beiden Schraubenspindeln 12 und r3 eingestellt, daß die Zeigerspitzen 2o und
21 symmetrisch zur vertikalen Mittelebene von dieser um die auf der Skala 1g mit
Hilfe der Zeigermarke 16a eingestellte horizontale Treffpunktdistanz z abstehen,
und das Achsenmittel des Zapfens i8a mit der Zeigerspitze 2o übereinstimmt. Am Vertikalrand
des Kurventafelquadranten 29 ist eine Höhenskala 28 angebracht, auf welcher mittels
der am Tragarm 1o befindlichen Zeigermarke 31 die Treffpunkthöhe eingestellt werden
kann.
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Die Arbeitsweise mit dieser Vorrichtung
gestaltet
sich zweckfnäßig mit 4 Bedienungspersonen A, B, C und D wie folgt:
A stellt ununterbrochen mit Hilfe- des Handrades 15 die von einem geeigneten Instrument
gelieferte horizontale Treffpunktdistanz auf der Skala i g mittels der Zeigermarke
16a ein, während B - der Geschützführer - durch Verdrehen des Handrades g die Vertikalverschiebung
des Tragarmes io nach der Treffpunkthöhe auf der Höhenskala 28 mittels der Zeigermarke
31 vornimmt. Mit dieser Vertikalverschiebung erfolgt gleichzeitig eine Verdrehung
der Differentialradscheibe 5a. Bliebe dabei das Kegelrad 2 bzw. dessen Antriebswelle
2a in Ruhe, so würde dadurch das Kegelrad 3 die doppelte Verdrehung der Scheibe
5a erhalten. Nun ist aber die Welle 2a mit der Höhenrichtmaschine entweder direkt
(mechanisch) oder indirekt (mittels Folgezeigers), also optisch oder elektrisch
gekuppelt. Wird die Welle 2a derartig verdreht, daß die Zeigerspitze 2,1 beständigauf
der derTreffpunkthöhe entsprechenden Höhenlinie der Kurventafel 30 verbleibt,
dann erhält das Geschütz die erforderliche Elevation, die in Abb. i durch die Pfeilrichtung
33 dargestellt erscheint. Der Bedienungsmann C stellt schließlich mittels der Seitenrichtmaschine
des Geschützes dessen Seitenrichtung auf -dem in der'Zeichnung nicht ersichtlichen
Horizontalkreis ein, mittels einer durch die gegenseitige Verdrehung der beiden
Zahnräder 25 und 26 horizontalv erdrehbaren Zeigermarke. Gleichzeitig wird durch
einen weiteren Mann D die Geschoßtempierung angegeben, auf Grund der Bewegungsrichtung
und Geschwindigkeit, mit der sich die Zeigerspitze 2o über die Kurvenschar 29 der
Plätte 27 bewegt. Dabei ist es zweckmäßig, nicht die momentane, sondern eine nachfolgende
Brenndauerkurve ins Auge zu fassen und diese Tempierung am Zünder einzustellen,
worauf das Feuerkommando in dem Augenblicke fallen muß, als die Zeigerspitze 2o
in die Kurve der eingestellten Zünderstellung sticht.
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Anstatt der geometrischen Zeigerrichtung 33 kann auch eine auf der
Welle 2a befestigte, in dieser Richtung liegende Radialskala (in der Zeichnung nicht
ersichtlich) als Höhenskala verwendet werden, wobei die eingestellte Treffpunkthöhe
durch die als innere Begrenzung der -Kurvenschar 3o dienende Spirale 30a angezeigt
wird.
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Infolge der Einschaltung des Zahnraddifferentiales 2-3-4 zu dem Zweck,
um eine über die ganze Kreisfläche ausgebreitete Kurvenschar 30 verwenden
zu können, liegt die Abgangsrichtung des Geschosses iin Spiegelbild der Richtung
33 bezüglich der vertikalen Mittelebene. Wenn die Vorrichtung nur zum Schießen mit
nicht tempierbaren Geschossen verwendet werden soll, so kann die Kurventafel 2g
und die Zeigermarke 2o entfallen.