-
Fernrohr mit markenplatte Es sind bereits Fernrohre bekannt, die mit
einer zylindrischen Markenplatte ausgerüstet sind, die um die Zylinderachse drehbar
ist. Bei diesen Fernrohren ist die Markenplatte meist mit einer Teilung versehen,
die auf einer senkrecht durch die Erzeugenden des Zylinders gelegten Schnittlinie
aufgetragen ist. Diese Markenplatte ist im Fernrohr so angeordnet, daß eine der
Erzeugenden jeweils in einer Bildebene desselben liegt oder wenigstens in eine solche
abgebildet wird. Es sind auch bereits Fernrohre bekannt, bei denen die beschriebene
Markenplatte als ebene Platte ausgeführt ist, d. h. als Platte mit unendlich großem
Zylinderradius. Diese ebene Markenplatte ist dann sinngemäß in Richtung der nunmehr
geradlinigen Teilung verschieblich.
-
Bei manchen Aufgaben, deren Bearbeitung einem für eine feuernde Batterie
tätigen, entfernt von dieser Batterie auf einem erhöhten Standpunkte, also z. B.
in einem Beobachtungsflugzeuge stationierten Artilleriebeobachter obliegt, kann
von dem gemäß vorstehender Beschreibung ausgestatteten Fernrohr mit besonderem Vorteile
Gebrauch gemacht werden, wenn das Fernrohr mit einer um die Zylinderachse drehbaren
zylindrischen, im Grenzfalle ebenen :Markenplatte ausgerüstet ist, die ein aus zwei
Gruppen von Linien bestehendes Liniennetz trägt, bei welchem die eine Gruppe aus
erzeugenden Geraden der Zylinderfläche gebildet wird, deren Abstände voneinander
Winkelwerten entsprechen, während die zweite Gruppe aus Kurven besteht, deren Abstände
von einer senkrecht durch die Erzeugenden gelegten Schnittlinie des Zylinders dem
Kosinus dieser Winkelwerte proportional sind. Ein solches Fernrohr ist beispielsweise
zur Messung der Lage von Geschoßaufschlägen nach zwei zueinander senkrechten Koordinaten
gegenüber einem von der Batterie beschossenen Ziele geeignet, und zwar auf Grund
der folgenden Überlegung.
-
Angenommen, der Beobachter befinde sich, wie in Abb. r der Zeichnung
im Aufriß dargestellt, im Punkte A und beobachte mit seinem Fernrohre ein Ziel
B. Abb. a stellt die Abb. x im Grundriß dar. Die Höhe des Beobachters über
einer durch das Ziel B gelegten wagerechten Ebene sei lt. ; der Strahleneintrittswinkel,
d. h. der von der Richtung der in das Fernrohr eintretenden Abbildungsstrahlen mit
der Lotlinie gebildete Winkel sei x. Daraus ergibt sich die Entfernung des Beobachters
A vom Ziele B in der Wagerechten, also die in der Zeichnung mit A'B
= e ,
bezeichnete Größe zu (z) e = la # tg oc.
-
Angenommen, es solle die Lage eines Geschoßaufschlages C gegenüber
der Lage des Zieles B bestimmt werden: Die Abweichung a des Punktes C nach hinten
oder nach vorn vom Punkte B, bezogen auf den Beobachter in A,
ist dann
(2) a = BC' = lt - (tg « - tg oc), worin ä den Strahleneintrittswinkel
für den Punkt C, d. h. für die rechtwinklige Projektion
des
Punktes C auf die Linie A'-B, bedeutet. Die seitliche Abweichung b = CC
des
Geschoßeinschlages C nach rechts oder links von der Beobachtungsrichtung, die das
Ziel Z7 schneidet, werde in der Bildebene des Fernrohres, dessen abbildendes System
eine Brennweite f hat, mit der Größe d = DU
abgebildet. Diese Abbildung
ist aber, wie ohne weiteres ersichtlich,
Aus der Gleichung (3) geht hervor, daß die Abbildungen eines bestimmten Geschoßaufschlages
C bei verschiedenen Strahleneintrittswinkeln ä und verschiedener Beobachtungshöhe
1a in der Bildebene des Fernrohres auf Kosinuskurven liegen müssen, deren Maßstab
sich nach der Brennweite f des im Fernrohre benutzten abbildenden Systems richtet.
Ist das Fernrohr mit einer Markenplatte versehen, die ein nach den genannten Gesichtspunkten
aufgebautes und entsprechend geeichtes Liniennetz trägt, dann ist es dem Beobachter
ohne weiteres möglich, die beispielsweise angenommene Aufgabe unter Zugrundelegung
der ihm im allgemeinen stets bekannten Flughöhe zu bestimmen, indem er von einer
Fernrohrbeobachtung ausgeht, bei welcher dem jeweiligen Strahleneintrittswinkel
durch entsprechende Drehung der Markenplatte Rechnung getragen ist.
-
Die Bestimmung der Größen a und e mit dem neuen Fernrohre ist besonders
einfach, wenn diejenigen Winkel durch erzeugende Gerade auf der Markenplatte bezeichnet
sind, deren Tangentenfunktionen runde Zahlenwerte, zweckmäßig Zehntel, ganze Zahlen,
durch 2 oder durch 5 teilbare ganze Zahlen, Zehner usw., sind. Diese Geraden sind
auf der Markenplatte selbst oder durch eine die Verdrehung der Markenplatte angebende
Teilung nebst Zeiger oder auch in sonst geeigneter Weise zu bezeichnen. Zur Ermittlung
der gesuchten Größen hat der Beobachter dann die abgelesenen Werte gemäß den Gleichungen
(i) und (2) nur mit der Beobachtungshöhe h. zu multiplizieren.
-
Die jeweilige Einstellung der Markenplatte kann von Hand nach nebenbei
zu ermittelnden Werten für den Strahleneintrittswinkel bzw. dessen Tangente erfolgen.
Einfacher für den Beobachter ist der Vorgang natürlich, wenn das Fernrohr mit einer
Antriebsvorrichtung ausgestattet ist, welche die :Markenplatte proportional den
Änderungen der Richtung des eintretenden Strahlenbündels dreht, so daß sich die
Markenplatte beim Gebrauche des Fernrohres stets selbsttätig einstellt. Solche Antriebsvorrichtungen
können beispielsweise auf der Wirkung eines Pendels beruhen, oder es kann eine Kupplung
der Markenplatte mit einem zum Zwecke der Veränderung des Strahleneintrittswinkels
drehbaren Strahleneintrittsprisma vorgesehen sein o. dgl.
-
Die Ausführung der Markenplatte als Zylinder hat natürlich den Nachteil,
daß sich bei den Ablesungen der beobachteten Werte Parallaxenfehler einstellen,
weil die Markenfläche von der Bildebene des Fernrohres abweicht. Diese Fehler sind
jedoch um so kleiner, je größer der Radius der Zylinderfläche gewählt wird, und
können zum vollständigen Verschwinden gebracht werden, indem man den Radius unendlich
groß macht, d. h. wenn man bei dem neuen Fernrohre die an sich bekannte Form der
verschieblichen ebenen Markenplatte anwendet.
-
Es steht nichts entgegen, das neue Fernrohr überdies in bekannter
Weise mit einer Vorrichtung, welche der Bestimmung des von der Blickrichtung gegenüber
der Nordrichtung eingenommenen Winkels dient, also z. B. mit einem Kompaß, zu versehen.
-
In derb' Zeichnung7sind zwei Ausführungsbeispiele"-des neuen Fernrohres
dargestellt. Abb. 3 zeigt eine Ansicht der Okularseite eines gemäß der Erfindung
ausgebauten Prismenfeldstechers als erstes Beispiel der Erfindung. In der Zeichnung
ist ein Teil des Gerätes, der aus einem der bekannten Feldstecher besteht, nur mit
gestrichelten Linien angegeben. Abb. q. zeigt einen Schnitt nach der Linie E-E der
Abb. 3. In Abb. 5 ist in stark vergrößertem Maßstabe eine zylindrische Markenplatte,
die einen Bestandteil des Gerätes bildet, wiedergegeben, wobei die Zylinderfläche
in die Zeichenebene abgewickelt ist. Abb. 6 stellt als-zweites Beispiel eine Ausführungsform
des neuen Fernrohres für einäugigen Gebrauch schematisch dar.
-
Beim ersten Beispiele (Abb. 3 bis 5) ist am linken Objektivstutzen
i eines Feldstechers 2 ein Träger 3 mittels einer Schraube q. festgeklemmt. Dieser
Träger 3 umgreift mit seinem gabelförmigen Ende 5 den rechten Objektivstutzen 6
so, daß auch bei Verstellung des Abstandes der beiden Okularstutzen 7 und 8 die
Lage des Trägers 3 gegenüber einer durch die Achsen der beiden Objektivstutzen 7
und 8 gelegt gedachten Ebenenichtgeändert wird. Der Träger3 trägt ein Gehäuse g,
welches zur Aufhellung seines Innenraums mit einer Mattglasscheibe io verschlossen
ist und in dem ein Pendelkörper ii uni eine Achse i2 drehbar ist, in welchem eine
um die Drehachse 12 zylindrisch gebogene gläserne Markenplatte 13 befestigt ist,
die einen Winkel von etwa 115 ' umfaßt. Ein Gegengewicht 1q. am Pendelkörper ii
erfüllt den Zweck, das , Gewicht des Pendelkörpers ii mit der Markenplatte 13 soweit
auszugleichen, daß die Schwerlinie der um die Achse i2 drehbaren Teile
die
Markenplatte 13 unweit ihres Endes schneidet.
-
Am Gehäuse 13 ist gegenüber der Mattglasscheibe io ein Stutzen 15
befestigt, in dem zwei sammelnde Systeme 16 und 17 und ein rechtwinklig-gleichschenkliges
Spiegelprisma 18 so gelagert sind, daß- die Außenfläche der Markenplatte 13 von
diesen optischen Teilen in großer Entfernung abgebildet wird. Das System 17 bedeckt
dabei einen Ausschnitt der Lichteintrittsfläche eines im linken Objektivstutzen
r gefaßten Fernrohrobjektivs ig, wodurch erreicht wird, daß ein Bild der Außenfläche
der Markenplatte 13 in der Bildebene des Objektivs ig entsteht.
-
Die Außenfläche der Markenplatte 13 trägt ein aus zwei Gruppen von
Linien bestehendes Liniennetz 2o von der in Abb. 5 dargestellten Form. Die eine
Gruppe der Linien sind parallele Gerade, die mit Erzeugenden des Zylinders zusammenfallen
und über einen Winkelbereich von go 'verteilt sind, der in dem Punkte der
Markenplatte beginnt, welcher von der Schwerlinie der Teile 11, 13 und 14 geschnitten
wird. Die Geraden dieser Gruppe bezeichnen diejenigen Winkel a, deren Tangentenfunktionen
runde Zahlen sind, und zwar von o bis 2 von Zehntel zu Zehntel, von 2 bis 3 um je
zwei, von 3 bis 5 um je fünf, von 5 bis io um je zehn Zehntel fortschreitend. Die
Geraden werden von einer Schnittlinie des Zylinders senkrecht geschnitten, die in
der halben Breite der Markenplatte 13 liegt und an welcher die Bezifferung für die
genannten Tangentenwerte eingetragen ist. Neben dieser Schnittlinie, die selbst
die mit dem Faktor Null multiplizierte Kosinuskurve der Winkelwerte u darstellt,
bilden eine Reihe weiterer Kosinuskurven die zweite Liniengruppe. Diese Kurven teilen
die die erste Liniengruppe bildenden Geraden in gleiche Teile und treffen sich in
dem Halbierungspunkte der zum Winkel x= go ° gehörenden, mit oo bezeichneten Geraden.
Die Faktoren zur Berechnung dieser Kurven sind so gewählt, daß der Abstand je zweier
benachbarter Kurven einer Strecke entspricht, die dem Beobachter unter einem M'inkel
3 =5'4-"38" erscheint, d. h. unter einem Winkel, für den tg p= 0,i ist. Es steht
nichts im Wege, die Größe der Teilabschnitte auch anders zu wählen, und es wird
sich für den praktischen Gebrauch besonders empfehlen, ein dichteres als das hier
beschriebene Liniennetz anzuwenden.
-
Das beschriebene neue Fernrohr ist für den Gebrauch in Flugzeugen
bestimmt und gestattet dem Beobachter, für die Artillerie wichtige Streckenmessungen
am Ziele vorzunehmen. Will beispielsweise der Beobachter die Entfernung eines Zieles
von dem Schnittpunkte eines von dem Flugzeug auf die Erdoberfläche gefällten Lotes
ermitteln, dann bringt er das Bild des Zieles im Bildfelde des Fernrohres mit der
geraden Linie des Netzes 2o in Deckung, welche die Tangententeilung für die Winkel
von o ° bis go ° trägt, wobei er darauf zu achten hat, daß die Verbindungslinie
der Austrittspupillen der Fernrohrokulare 7 und 8 wagerecht liegt. Bei diesem Anvisieren
pendelt die Markenplatte 13 im Gehäuse g in eine Lage, bei welcher die durch die
optische Fernrohrachse geschnittene erzeugende Gerade die Tangente des Strahleneintrittswinkels
x des Fernrohres angibt. Die Tangente des von der Verbindungslinie des Zieles mit
dem Beobachter mit der Lotlinie durch den Beobachter eingeschlossenen Winkels entspricht
dem Punkte der Tangententeilung auf der Markenplatte 13, welcher sich mit dem Bilde
des Zieles deckt. Die Multiplikation dieses Tangentenwertes mit der Flughöhe k des
Beobachters ergibt die gesuchte Entfernung.
-
Zur Bestimmung der Lage eines Geschoßaufschlages gegenüber dem Ziele
wird die Entfernung des Aufschlages nach hinten oder nach vorn an derselben Teilung
abgelesen, während zur Ermittlung der seitlichen Abweichung des Aufschlages vom
Ziele die Gruppe der Kosinuskurven der Netzteilung 2o herangezogen wird, wobei das
Fernrohr in der vorher beschriebenen Stellung benutzt wird. Auch hier ergibt wieder
die Multiplikation der abgelesenen Werte mit der Flughöhe die gesuchten Werte. Diese
können für die Zielbekämpfung nutzbar gemacht werden, indem man eine jener bekannten
Vorrichtungen benutzt, welche gestattet, die vom Flugzeuge ermittelten und auf diese
bezogenen Entfernungswerte in die von der Feuerleitung zu verwendenden, auf die
Batterie bezogenen Werte umzuwandeln.
-
Das zweite Ausführungsbeispiel (Abb. 6) stellt ein Fernrohr dar, dessen
Gehäuse 2i mittels eines Kugellagers 22 um seine optische Achse in einem Ringe 23-drehbar
ist, der in einem an einem Flugzeuge befestigten Läger 24 kardanisch gelagert ist.
Das Fernrohr hat ein Objektiv 25, eine plankonvexe Kollektivlinse 26, ein zweigliedriges
Umkehrsystem 27 und ein dreigliedriges Okular 28. Der Strahleneintritt wird durch
ein drehbares Eintrittsprisma 2g und ein Umkehrprisma 3o vermittelt. Mit dem Prisma
2g ist durch einen Trieb 31 eine Kurbel 32 gekuppelt, die ihrerseits auf eine Zahnstange
33 eines Schlittens 34 einwirkt. Der Schlitten 34 trägt eine ebene Markenplatte
35, deren Zylinderradius unendlich groß ist. Auf dieser Markenplatte 35 ist ein
Liniennetz angegeben, welches dem Liniennetz 2o des ersten Beispieles entspricht
und in der Okularbildebene des Fernrohres liegt. Die Objektivbildebene fällt mit
der planen Begrenzungsfläche der Kollektivlinse 26 zusammen. Auf dieser Fläche ist
die optische Fernrohrachse
durch eine Marke 36 bezeichnet. Das Umkehrsystem
27 kann im Fernrohrgehäuse 21 fest oder in bekannter Weise zum Zwecke der Vergrößerungsänderung
verschieblich sein. Die Spiegelfläche des Umkehrprismas 30 ist halbdurchlässig
versilbert, so daß die von einer pendelnd aufgehängten Strichplatte 37 herrührenden
Abbildungsstrahlen einer dort angebrachten Marke 38 mit Hilfe eines Prismas
39
und einer Sammellinse 4o sowie eines an der halbdurchlässigen Fläche angekitteten
Prismas 41 dem Strahlengange des Fernrohres zugeführt werden und die Marke 38 bei
lotrechter optischer Fernrohrachse auf der Marke 36 abgebildet wird. Der von den
eintretenden Lichtstrahlen mit der optischen Fernrohrachse gebildete Winkel ist
mit oc bezeichnet. Die Kupplung des Prismas 29 mit dem Schlitten 34 ist so eingerichtet,
daß die durch die Marke 36 bezeichnete optische Fernrohrachse auf der- Markenplatte
35 die Tangente des jeweiligenWertes des Winkels cc angibt.
-
Beim Gebrauche des Fernrohres zur Lösung der beim ersten Beispiele
genannten Aufgaben hat der Beobachter die optische Fernrohrachse durch dauernde
Vereinigung der Bilder der beiden Marken 36 und 38 lotrecht zu halten und das Gehäuse
2x im Kugellager 22 so weit zu drehen, bis das in Frage kommende Ziel sich wiederum
mit der Mittellinie des auf der Marken-Platte 35 angegebenen Liniennetzes deckt.
Dabei ist es im allgemeinen notwendig, mittels der Kurbel 32 das Eintrittsprisma
29 so lange zu drehen, bis das Ziel im Gesichtsfelde erscheint. Während das Ziel
nun durch Drehen der Kurbel 32 mit der Marke 38 in Deckung gehalten wird, erfolgt
die Bestimmung der gesuchten Entfernungswerte in der beim ersten Beispiele geschilderten
Weise.