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Für Luftfahrzeuge bestimmtes Zielfernrohr Die Erfindung betrifft ein
für Luftfahrzeuge bestimmtes Zielfernrohr, das in bekannter Weise mit einem bezüglich
der Horizontalebene stabilisierten, vom Instrument unabhängigen Prisma versehen
ist. Die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht, abgesehen davon, daß ihre Lage
von den Schwingungen des Flugzeuges unabhängig gemacht ist, ohne daß ein Eingriff
seitens des Richtenden erforderlich ist, eine schnelle Abdämpfung der Schwingungen
des Prismas bei seiner selbsttätigen Einstellung.
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Es ist bereits bekannt geworden, ein Zielfernrohr als Ganzes mittels
eines Kreisels in der senkrechten Lage zu erhalten. Bei der bekannten Anordnung
wird eine Flüssigkeitsbremse verwendet, welche es unmöglich macht, daß das Fernrohr
schnell in die senkrechte Lage zurückkehrt. Abgesehen davon, weist die Anordnung
auch einen viel zu großen Raumbedarf auf.
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Es ist außerdem bekannt geworden, ein Zwischenprisma im Strahlenwege
eines Fernrohres durch einen Kreisel zu steuern und auf diese Weise das Blickfeld
des Zielfernrohres von seiner Lage zur Waagerechten unabhängig zu machen. Eine Bremsvorrichtung
ist bei dieser Anordnung nicht vorgesehen. Nach der Erfindung ist das Prisma mit
einem Stabilisierungspendel verbunden, dessen durch die Schwingungen des Flugzeuges
in der Längs- und Querrichtung sowie durch die Geschwindigkeitsänderungen des Flugzeuges
hervorgerufene Schwingungen durch rhythmisch verteilte Bremsschläge schnell abgedämpft
werden. Insbesondere ist der Mittelpunkt des Prismas in der Achse des Zielfernrohres
angeordnet, derart, daß es sich unter dem Einfluß des Pendels um die Drehungswinkel
des Pendels aber in entgegengesetzter Richtung und um einen Winkel dreht, welcher
gleich der Hälfte jener Drehungswinkel ist, wobei die ganze aus dem Prisma und dem
Pendel bestehende Einrichtung von einem Aufhängungsring getragen wird, welcher um
eine Längsachse schwingt, die dem Prisma ermöglicht, die waagerechte Lage seiner
Kanten aufrechtzuerhalten, auch wenn das Flugzeug sich zur Seite neigt. Ferner ist
zur selbsttätigen Veränderung der Neigung der Hauptsache eine Übersetzung vorgesehen,
die von einem Bügel ausgeht, der das Pendel mit dem Prisma verbindet und die Veränderung
der Neigung dieses Bügels und damit der Prismenfläche gegenüber dem Aufhängungsring
ermöglicht, der um die Längsachse
schwingt, ohne daß hierbei das
Prisma berührt wird.
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Zur Abdämpfung der Schwingungen des Pendels ist eine Hemmvorrichtung
vorgesehen, die durch eine Daumenscheibe gesteuert wird, welche sich unterbrochen
unter der Wirkung eines Uhrwerkes oder eines kleinen Elektromotors oder einer Schnecke
bewegt und welche rhythmisch in kurzen Zeitintervallen am Umfang eines mit dem Prisma
und dem Pendelsystem verbundenen Rades wirksam wird.
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Auf der Zeichnung ist schematisch eine Ausführungsform einer Zielvorrichtung
gemäß der Erfindung veranschaulicht.
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Abb. i zeigt einen vollständigen Schnitt durch eine senkrechte Axialebene
der Vorrichtung.
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Abb. 2 zeigt die Vorrichtung zur selbsttätigen Berichtigung der Neigung
des Instruments und ferner die ebenfalls selbsttätig wirkende Anzeigevorrichtung
für die Lage der vertikalen Längsebene.
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Die Abb. 3, 4 und 5 zeigen eine Draufsicht bzw. zwei Seitenansichten
des Getriebes und des in der unteren Hülse enthaltenen Pendels.
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Wie bereits erwähnt, ist die Zielvorrichtung nach der Erfindung mit
Mitteln versehen, welche die Kenntnis der wahren Vertikalrichtung gestatten, unabhängig
von der augenblicklichen Stellung des Flugzeugs und welche daher auch die Möglichkeit
geben sollen, die Schwingungen schnell abzudämpfen, die in der Vorrichtung infolge
der jedesmaligen Änderung der Geschwindigkeit oder der Stellung des Flugzeugs entstehen.
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Die Zielvorrichtung, welche in ihrer Gesamtheit in der Abb. i dargestellt
ist, umfaßt folgende drei Hauptteile: a) das obere Gehäuse 5, welches die ganze
Vorrichtung zur Bestimmung des Schußwinkels enthält; b) das untere Gehäuse 6, welches
die Vorrichtung enthält, um selbsttätig die Vertikale festzustellen; c) die Vorrichtung
7 zur Abdämpfung der Schwingungen des Pendels.
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Alle diese Teile sind mit dem Hauptrohr 50 verbunden, welches an seinem
unteren Abschnitt auf auswechselbaren bzw. abnehmbaren Hilfsrohren die Linsensysteme
trägt.
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Die Vorrichtung ist eine periskopische, das Okularsystem 2 ist in
seiner Achse um ungefähr 30° gegenüber dem senkrechten Rohr 5o geneigt, was die
Beobachtung erleichtert.
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Ein erstes hinter dem Okular :2 angeordnetes Prisma i dient für die
erwähnte Ablenkung, während ein zweites schwingendes in dem unteren Rohr 6 angeordnetes
Prisma 3 das Bild im Felde des Objektivs 4 trägt. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung
setzt die Richtung der Vertikalen als bekannt und während der Aufsuchung des Schuffiwinkels
voraus, daß sie in ihrer Lage festgehalten wird. Man muß folglich Mittel vorsehen,
um dieser Bedingung zu genügen.
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In den bisherigen Instrumenten verwendet man allgemein eine in dem
optischen Felde angebrachte Dosenlibelle, welche der Beobachter in der Mitte zu
halten sucht, während er die Schußoperationen ausführt. In anderen Instrumenten
sucht man das Fadennetz unabhängig zu machen, indem man es mit einem Pendelsystem
verbindet.
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In der Vorrichtung gemäß der Erfindung dient hingegen das drehbare
Prisma 3 dazu, die Bedingung hinsichtlich der Vertikalrichtung zu erfüllen.
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Aus diesem Grunde ist das Prisma von einer besonderen Aufhängung getragen,
welche unter dem Objektiv angeordnet ist und womit i. sich die selbsttätige Berichtigung
der Neigung des Instruments in der Längsrichtung ergibt, da das Prisma jederzeit
auf dem transversalen Fadennetz, welches auch die Neigung des Instruments gegenüber
einer transversalen Vertikalebene ist, alle Bilder einstellt, welche unter dem gewünschten
Beobachtungswinkel des Prismas in Stellung kommen, und 2. die selbsttätige Anzeige
der Stellung der Vertikalebene in der Längsrichtung erhalten wird, da das Prisma
immer 'mit seinen Kanten waagerecht gehalten wird und ein schwingendes Fadennetz
in der Bildebene die Stellung anzeigt, welches auch die transversale Neigung der
Vorrichtung ist.
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Es ist zu beachten, daß nach dem oben Gesagten das unter einem bestimmten
Winkel beobachtete Feld, unbeachtet von der Bewegung des Flugzeugs, unbeweglich
bleibt und von den Neigungen des Instruments in der Längsrichtung nicht berührt
wird, während in der Transversalrichtung das Bild, das sich in der Vertikalebene
befindet, scheinbar das longitudinale Fadennetz in den transversalen Neigungen der
Vorrichtung begleitet.
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Um zu erklären, wie diese Wirkung zustande kommt, nehme man einen
schwingenden Tragring 3o nach Abb. i und 2 an, der auf Zapfen in 31 und 32 in der
Längsrichtung drehbar montiert ist. Auf diesem ist ein Bügel um Null drehbar angeordnet.
Auf diesem Bügel sind lose drehbar zwei Scheiben 34 und 35 angebracht, deren Durchmesser
in einem Verhältnis von i : 2 zueinander stehen und durch ein Band miteinander verbunden
sind.
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Es soll angenommen werden, daß auf der Scheibe 34 das Prisma 3 fest
angebracht ist, und daß an der Scheibe 35 ein Gewicht 36 befestigt ist.
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C sei die Achse des Fernrohres bzw. des Rohres 5o und C O D der Winkel, welchen
die genannte Achse des Fernrohres mit den die beiden Mittelpunkte der Scheiben 34
und 35 verbindenden Graden bildet.
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Es ist offenbar, daß, wenn die Vorrichtung sich in der Längsrichtung
neigt, der Winkel C 0 D unverändert bleibt, während der Winkel, welchen die
Achse des Pendels 36 mit 0 D bildet, um einen gleichen Betrag sich ändern
wird, wie das Fernrohr sich neigt.
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Daher muß die Scheibe 35 sich drehen und im richtigen Sinne die Hälfte
ihrer eigenen Winkelbewegung auf die Scheibe 34, d. h. auf das Prisma 3 übertragen;
das Bild O1 wird daher in die Richtung 0 C gebracht.
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Wenn man hingegen den Beobachtungswinkel des Prismas ändern will,
so hat man nur den Winkel C 0 D zu verändern. In diesem Falle wird der Winkel
der Achse des Pendels 36 mit O D und infolgedessen der Winkel C O I
sich um denselben Betrag ändern.
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In der Querrichtung wird der auf Zapfen 31 und 32 aufgehängte
Tragring die Kanten des Prismas immer waagerecht halten, während das mit diesem
Halter verbundene Fadenkreuz x y die Stellung gegen die Ebene des Fadenkreuzes in
den Neigungen des Instruments anzeigen wird.
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In der praktischen Ausführung ist die Anordnung folgende.
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Die schwingende Hängevorrichtung wird durch den um Längszapfen 3i_und
32 schwingenden Teil 30 dargestellt, der Bügel durch das Zahnrad 33.
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Um die Neigungen des Beobachtungsprismas zu verändern, befindet sich
über dem Bügel die Achse 37 (Abb. 3), auf welcher das Zahnrad 38 sich befindet (das
System ist symznetrisch). Die Achse 37 erhält die Bewegung von der oberen Winkelsuchanordnung
mittels der Zahnstange 39, welche die Zahnräder 4o und 41 dreht. Letzteres treibt
seinerseits das Zahnrad 4-2, welches in der Mitte der erwähnten Achse 37 aufgesetzt
ist.
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Da infolge der Drehung des Ringes 3o auf den Zapfen 31 und
32 die Ebenen der Räder 4 1 und 42 verschiedene Winkel bilden können, wird die Zahnstange
i i zweckmäßig an den Rändern abgestumpft und die die beiden Zapfen 31 und
32 verbindenden Grade tangential zu dem Teilkreisdurchmesser beider angeordnet.
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Ein anderer schwerwiegender Nachteil an Vorrichtungen dieser Art besteht
in den schnellen Schwingungen der Pendel, welche die Beobachtung erschweren.
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Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird das Problem der Abdämpfung
der Schwingungen in der Weise gelöst, daß man das Pendel vollständig frei von jeder
Reibung oder Widerstand hält, welcher schließlich die Stellung oder die Zeit beeinflußt,
die zur Erreichung der Ruhelage erforderlich ist.
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Die Erfindung besteht darin, die Schwingungen des Pendels während
sehr kurzer aufeinanderfolgender Zeiten anzuhalten, während man es in den dazwischenliegenden
Zeitabständen vollständig die Stellung erreichen läßt, welche ihm zukommt.
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Die Anordnung wirkt in der folgenden Weise: Eine Windmühle 43, deren
Achse 44 mit einer endlosen Schraube 54 versehen ist, wirkt mittels der mit dem
Schraubenrad 55 verbundenen Daumenscheibe 45 auf den Hebel 46, welchem somit eine
Bewegung in wechselnder Richtung erteilt wird. Dieser Hebel wirkt seinerseits auf
den Kolben 47, der an dem Tragring 3o befestigt ist und auf die Scheibe 34 des Prismas
mit kurzen aufeinanderfolgenden Anschlägen drückt, welche mit Zeiten vollständig
freier Bewegung abwechseln.
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Jedesmal, wenn das Prisma die Neigung zu Schwingungen hat, wird es
durch eine Reihe kurzer aufeinanderfolgender, gegen dasselbe gerichteter Impulse
daran gehindert, während es in den kurzen Zeiten freier Beweglichkeit bestrebt ist,
die Stellung anzunehmen, welche ihm infolge seiner Verbindung mit dem Pendel zukommt.
Dies geschieht, ohne daß Reibungen oder Widerstände entstehen und ohne daß die Schwingungen
einen großen Ausschlag annehmen können, da die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden
Impulsen sehr kurz ist.