DE60207721T2

DE60207721T2 - Schusswinkel- und -lagerichtensystem

Info

Publication number: DE60207721T2
Application number: DE60207721T
Authority: DE
Inventors: Emile Roussigny URVOY
Original assignee: Giat Industries SA
Current assignee: Giat Industries SA
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: FR2827668A1; FR2827668B1; WO2003008893A1; EP1409947B1; ZA200302036B; ATE311587T1; US20040159229A1; EP1409947A1; DE60207721D1; US6941851B2; IL159710A0

Description

Das technische Gebiet der vorliegenden Erfindung betrifft Systeme zum vertikalen und horizontalen Richten einer Waffe, die deren Stabilisierung gewährleisten.
Wenn eine Waffe auf einem Fahrzeug montiert ist, ist es wohl bekannt, ein System zur vertikalen und horizontalen Stabilisierung vorzusehen. Auf einem mobilen Träger, das heißt auf einem sich in Bewegung befindlichem Fahrzeug, wird es schwer, die Operationen ihres Richtens zu gewährleisten, da die Waffe einer bestimmten Anzahl von Störungen unterliegt. Der Abschuss von einer solchen Waffe aus macht es erforderlich, ihre Ausrichtung auf das Ziel trotz der sowohl linearen als auch Winkel-Bewegungen des Fahrzeuges beizubehalten. Eine Besonderheit eines Fahrzeuges, das dafür geeignet ist, sich mit hoher Geschwindigkeit (mehr als 50 km/h) in jedem Gelände zu bewegen, liegt in den Beanspruchungen, die auf die Waffe und deren Richtsystem übertragen werden und die im allgemeinen einem hohen Niveau entsprechen und in einem weiten Spektrum liegen.
Diese Störungen können beim Rollen insbesondere entstehen aus:

– der Winkelgeschwindigkeiten des Trägers auf dem die Waffe montiert ist und die sich im Bereich der Waffe über das Antriebssystem wieder finden,
– der linearen Beschleunigung, die im Bereich der Drehzapfen der Waffe angreifen, die über die Dezentrierung des Schwerpunktes auf ihre Ausrichtung einwirkt,
– der Winkelbeschleunigung, die direkt an der Waffe durch die Reibung, welche sich im Bereich der Drehzapfen. und des Lagers des Drehturms ergibt, angreift.

Die Montage der Waffe auf dem Fahrzeug macht somit den Einsatz eines Systems zur Ausrichtung erforderlich, das einer gewissen Anzahl von Anforderungen unterliegt.
Die erste ist es, die vertikale und horizontale Ausrichtung um zwei Achsen zu ermöglichen, und den gewünschten Ausschlag zu erlauben. Die Achsen des Ausschlages müssen die Übertragung der Rückstoßkräfte der Waffe auf das Träger-Fahrzeug ermöglichen, insbesondere dass die parasitären Reaktionsmomente auf den Abschuss minimiert werden.
Die geometrischen Anforderungen schreiben die Positionierung der Achse der Drehung in vertikaler Richtung im Umkreis des Drehturmes und zum hinteren Teil der Waffe hin vor, um das freie Volumen im Inneren des Drehturmes zu optimieren. Anders gesagt, die Achsen der Drehung in vertikaler und horizontaler Richtung kreuzen sich nicht.
Die geometrische Organisation der Montage der Waffe stellt insbesondere zwei Anforderungen. Einerseits befindet sich das Gelenk zur vertikalen Ausschlag im Allgemeinen weit zum hinteren Ende der Waffe hin verlagert mit entsprechender Auswirkung auf die Anfälligkeit der Ausrichtung der Waffe auf die vertikalen Beschleunigungen, die durch das Rollen verursacht werden. Andererseits lassen die auf die Antriebssysteme sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung auferlegten Anforderungen aber auch die Notwendigkeiten, die Dichtigkeit des Drehturmes zu garantieren, Reibungen entstehen, derer Auswirkungen die Genauigkeit der Ausrichtung der Waffe beeinträchtigen.
Insbesondere verursacht das Bedürfnis, an bestimmten Waffensystemen die Waffe in vertikaler Richtung auf das mehrfache von Zehn Grad (ungefähr 70°) auszurichten, eine große Anfälligkeit der Ausrichtung der Waffe auf Rollbewegungen des Fahrzeuges. Es können jedoch drei Arten von Beschränkungen vorgefunden werden, welche die globalen Leistungen der Präzision der Waffe beeinträchtigen. Zunächst wird die Präzision der Positionierung der Waffe vom Einfluss der Reibung berührt, aufgrund des Vorhandenseins eines Lagers mit großem Durchmesser und zugeordneter Dichtungen. Dann beeinträchtigt die Verschiebung des Schwerpunktes der Waffe relativ zur Position des Gelenks schnell die Qualität der Stabilisierung in vertikaler Richtung. Schließlich begrenzt das an dem Drehturm verfügbare Antriebs-Drehmoment die Möglichkeiten zur Kompensierung der Auswirkung der Rollbewegung auf die Ausrichtung der Waffe, was das, dieser Art von Störung zugeordnete, Fehlerniveau bei der Stabilisierung, insbesondere wenn die Elevation der Waffe sich erhöht, verschlimmert.
Es sind mehrere Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um die Auswirkungen des Rollens auf die Schussleistungen einer Waffe abzuschwächen.
Ein erstes Verfahren besteht darin, die störende Winkelgeschwindigkeit zu messen, zum Beispiel durch ein Mittel von der Art eines Girometers, und sie zu verwenden, um die Drehgeschwindigkeit des Antriebssystems, das zwischen dem Träger und der Waffe angeordnet ist, zu steuern. Es handelt sich somit um eine Steuerung zur Antizipation, die parallel zu einer Steuerung zur Regelung der Position der Waffe zu einem Trägheitsbezugspunkt angeordnet ist, deren Effizienz gering ist, um die Amplitude der Winkelstörungen für mittlere Frequenzen abzuschwächen. Es kann zum Beispiel auf das Patent FR-80.21077 Bezug genommen werden.
Ein weiteres Verfahren besteht darin, einen Antrieb vorzusehen, der es ermöglicht, das auf die Last ausgeübte Drehmoment zu steuern. Dieses Prinzip wird verwendet, um die Effizienz zur Verminderung der Auswirkungen der Störungen von Winkelgeschwindigkeiten zu verbessern. Dieses Verfahren eignet sich wegen der geringen Dezentrierungswerte. Es kann zum Beispiel auf das Patent US-4387624 Bezug genommen werden.
Bei diesen beiden Ausführungen ist der Schwerpunkt der Waffe leicht von ihrer durch den Drehzapfen gebildete Rotationsachse entfernt.
Wenn jedoch die Dezentrierung zwischen der axialen Position des Schwerpunktes und der Gelenkachse zunimmt, verschlechtern sich die erzielten Leistungen schnell wegen der Kombination mehrerer Mechanismen.
Zunächst erhöht die Dezentrierung des Schwerpunktes den Effekt der vertikalen Beschleunigung (Unwuchteffekt), der sich wegen des Rollens auf die Winkelverschiebung der Waffe auswirkt.
Die Erhöhung des Antriebsdrehmomentes, die durch das Bedürfnis an dynamischem Drehmoment (trotz des statischen Massenausgleichs) verursacht wird, zieht insbesondere die Erhöhung der Motorträgheit mit sich. Die Anfälligkeit des Antriebssystems auf Störungen mittlerer Frequenzen steigt folglich an, mit dem Zusatz, dass es notwendig ist, das Filtern der Gesamtheit von Sensoren zu erhöhen. Die Stabilisierungsleistungen nehmen mit dem Filter der Sensoren ab.
An bestimmten Waffensystemen fügen funktionelle Anforderungen, insbesondere an das Versorgungsprinzip der Waffe, der Verschiebung des Schwerpunktes geometrische Anforderungen hinzu, welche die Reibung im Bereich der Drehzapfen erhöhen, was Auswirkungen auf die Präzision der Ausrichtung der Waffe hat.
Um bei anderen Systemen das notwendige Volumen am hinteren Ende und unter der Ausrichtungsachse der Waffe zu minimieren, macht es die Montage dieser Waffe erforderlich, die Ausrichtungsachse der Waffe stark an das hintere Ende der Rückstoßmasse zurückzusetzen, was eine starke Erhöhung der Dezentrierung mit ihrer Auswirkung auf die Präzision auf die Ausrichtung insbesondere beim Rollen nach sich zieht.
Wenn sich der Bedarf des Ausrichtens der Waffe in vertikaler Richtung von der Horizontalen entfernt, trägt die Auswirkung des Mitnehmens der Waffe durch die Rollbewegung des Drehturms schnell zur Verschlechterung der Stabilisierung der Waffe und zur Sättigung der Antriebssteuerung des Drehturms in horizontaler Richtung bei.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Richtsystem einer auf einem mobilen Träger montierten Waffe vorzuschlagen, das es erlaubt, die Bedürfnisse des Hauptantriebes in vertikaler und horizontaler Richtung von den Anforderungen zu trennen, die zu stellen sind, um die Feinausrichtung der Waffe in vertikaler und horizontaler Richtung zu steuern.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein System zum Richten einer Waffe in vertikaler und horizontaler Richtung, umfassend ein erstes Mittel zur Positionierung der Waffe in horizontaler Richtung entsprechend eines großen Winkel-Ausschlages in Bezug auf eine erste Drehachse G1, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:

– ein erstes Mittel zur Positionierung der Waffe in vertikaler Richtung entsprechend eines großen Ausschlages in Bezug auf eine erste Drehachse S1 in vertikaler Richtung, die in Bezug auf den Schwerpunkt der Waffe versetzt ist,
– ein zweites Mittel zur Positionierung der Waffe in vertikaler Richtung entsprechend eines geringen Ausschlages in Bezug auf eine zweite Drehachse S2 in vertikaler Richtung, das mit dem ersten Mittel verbunden ist,
– und ein zweites Mittel zur Positionierung der Waffe in horizontaler Richtung in Bezug auf eine zweite Drehachse G2, die eine geringe seitliche Auslenkung der Waffe erlaubt, wobei die Achsen S2 und G2 in der Nähe des Schwerpunktes der Waffe verlaufen.

Gemäß einem Merkmal ist die erste Drehachse S1 hinter dem Schwerpunkt der Waffe angeordnet.
Gemäß einem weiteren Merkmal gewährleistet das erste Positionierungsmittel die Schwenkbarkeit um die erste Drehachse S1 in Bezug auf ein Gestell, auf das die Waffe montiert ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal umfasst das erste Positionierungsmittel eine Blende, welche die Waffe trägt und fest mit dem Gestell verbunden ist, und ein Drehmittel, wobei die erste Achse S1 zwischen der Blende und dem Gestell angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal stellt das Drehmittel die Drehung der Blende in Bezug auf das Gestell sicher.
Gemäß einem weiteren Merkmal wird das Drehmittel von einem Zylinder oder einem Getriebemotor gebildet.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Waffe drehbar in Bezug auf die Blende montiert, wobei das zweite Positionierungsmittel in vertikaler Richtung das Gelenk der Waffe in vertikaler Richtung gewährleistet durch dessen Drehung in Bezug auf die Blende um die zweite Achse S2.
Gemäß einem weiteren Merkmal umfasst das zweite Positionierungsmittel einen mit der Waffe verbundenen Zwischenring und ein zweites Drehmittel, das mit den mit dem genannten Ring fest verbundenen Drehzapfen entsprechend der zweiten Drehachse S2 im Eingriff ist.
Gemäß noch einem weiteren Merkmal wird das zweite Drehmittel von einem Motor oder einem Getriebemotor gebildet, der entsprechend der zweiten Drehachse S2 in vertikaler Richtung fest mit der Blende verbunden ist.
Das zweite Drehmittel in vertikaler Richtung kann einen Zylinder umfassen, der fest mit der Blende verbunden ist und dessen Stange mit der Waffe oder einem fest mit der Waffe verbundenen Schlitten verbunden ist, wobei die Waffe beim Schuss in Bezug auf den Schlitten zurückläuft.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist das zweite Mittel zur seitlichen Winkelpositionierung der Waffe fest mit dem Schlitten verbunden, um eine geringe Auslenkung in horizontaler Richtung der Waffe um eine zweite Drehachse G2, die durch den Schwerpunkt der Waffe verläuft, zu gewährleisten.
Gemäß einem weiteren Merkmal kann die seitliche Winkelauslenkung der Waffe in Bezug auf die Blende in der Größenordnung von 2° sein.
Gemäß einem weiteren Merkmal umfasst das zweite Positionierungsmittel einen Rahmen oder einen Zwischenring, der die Waffe trägt und mit der Blende verbunden ist, und ein Mittel zur Steuerung der seitlichen Drehung der Waffe in Bezug auf die Blende.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Waffe mit Hilfe eines Gelenkes in Bezug auf die Blende montiert, wobei das Steuermittel die Drehung der Waffe in Bezug auf die Blende um die zweite Achse G2 gewährleistet.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist das Gelenk von mechanischer oder elastischer Bauart.
Gemäß einem weiteren Merkmal wird das mechanische Gelenk einerseits von einem ersten, mit dem Schlitten der Waffe fest verbundenen ersten Drehzapfen und zwei, mit einem Zwischenrahmen zwischen der Blende und dem Schlitten der Waffe fest verbundenen Wälzlagern und andererseits von einem zweiten, mit dem Zwischenring fest verbundenen Drehzapfen und zwei, mit der Blende fest verbundenen Wälzlagern gebildet.
Gemäß einem weiteren Merkmal wird das elastische Gelenk von Platten aus Elastomer gebildet, die in einem kugelförmigen Spalt angeordnet sind, der auf dem Schwerpunkt der Waffe zentriert ist und von Teilen, die jeweils an dem Schlitten der Waffe und an der Blende befestigt sind, gebildet wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist das Steuermittel ein Motor, der entlang der zweiten Drehachse G2 im Eingriff ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal umfasst das Steuermittel einen Zylinder, dessen Körper fest mit der Blende verbunden ist und dessen Stange mit der Waffe verbunden ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal umfasst das Steuermittel einen Zylinder, dessen Körper fest mit der Waffe verbunden ist und dessen Stange mit der Blende verbunden ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal sind das zweite Positionierungsmittel in vertikaler Richtung und das zweite Mittel zur seitlichen Winkelpositionierung der Waffe kombiniert, um ein Kardangelenk zu bilden.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Waffe drehbar in vertikaler Richtung in Bezug auf einen Rahmen angelenkt, der selbst seitlich drehbar in Bezug auf die Blende angelenkt ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal werden die Steuermittel der sekundären Gelenke vor Zylindern oder Getriebemotoren gebildet, die jeweils zwischen der Blende und dem Zwischenrahmen einerseits und zwischen dem Zwischenrahmen und dem Schlitten der Waffe andererseits angeordnet sind.
Ein allererster Vorteil des Systems gemäß der Erfindung liegt im Einhalten des Bedarfs der Organisation des Waffensystems, indem die Gelenkachse verlagert wird, um die Anforderungen zur funktionellen Optimierung oder globalen Optimierung einzuhalten.
Ein weiterer Vorteil liegt im Einhalten der Qualitätsanforderungen der absoluten Ausrichtung, die an die Waffe gestellt werden, durch das Aufnehmen eines zweiten Gelenkes im Bereich des Schwerpunktes.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Reduzierung der parasitären Drehmomente zwischen der Waffe und der Blende.
Ein weiterer Vorteil liegt noch in der Realisierung eines kompakten und einfachen Gelenkes in Form eines Kardans, um die sekundäre und vertikale Drehung der Waffe zu gewährleisten.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Einführung eines seitlichen Freiheitsgrades senkrecht zur Schussachse der Waffe, der es erlaubt, die Waffe seitlich ausgerichtet in der gezielten Richtung zu halten, ohne die Einheit des Drehturmes auf exakte Weise verschieben zu müssen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung treten deutlicher aus der hiernach als Anhaltspunkt gegebenen Beschreibung hervor, die sich auf die Abbildungen bezieht, in welchen:
1 ein Schnitt der Waffe in der Draufsicht durch die Achse der Waffe ist,
2 ein Schnitt der Waffe in der Seitenansicht durch die Achsen der seitlichen Drehung in horizontaler Richtung ist,
3 eine allgemeine Ansicht einer Waffe und ihrer Montagemaske auf dem Gestell ist,
4 ein Schnitt ist, der ein Gelenkbeispiel der Waffe von der Bauart eines Kardans zeigt, und
5 eine Draufsicht im Schnitt der Waffe ist, die ein weiteres Gelenkbeispiel mit elastischem Kugelgelenk zeigt.
Es versteht sich von selbst, dass die Waffe mit Hilfe eines Wälzlagers mit großem Durchmesser auf einem Träger montiert ist, der klassisch auf einem Fahrzeug in horizontaler Richtung beweglich ist. Die Waffe folgt in passiver Weise der Drehung dieses Trägers. Im Verlauf der Beschreibung wird diese Drehung in horizontaler Richtung nicht weiter im Detail beschrieben, wenngleich sie immer berücksichtigt wird. Wie aus dem Vorangegangenen hervorgeht, besteht die Erfindung darin, drei weitere Antriebe der Waffe in Bezug auf einen drehbeweglichen Träger, auf dem die Waffe montiert ist, vorzusehen. Ein erster Antrieb, oder Hauptantrieb, erlaubt es, die Waffe in vertikaler Richtung in grober Weise entsprechend eines Winkels, der im Allgemeinen zwischen –10 und 60° liegt, auszurichten. Dieser Antrieb erlaubt es, die Waffe ohne jede Einschränkung zu positionieren. Ein zweiter Antrieb ermöglicht es, die Waffe in vertikaler Richtung entsprechend eines Winkels von ungefähr 0,5° fein auszurichten, indem sich auf den Hauptantrieb in vertikaler Richtung abgestützt wird. Ein dritter Antrieb besteht darin, die Waffe in horizontaler Richtung entsprechend eines Winkels von 0,5 bis 2° fein auszurichten, das heißt seitlich und in Umfangsrichtung, indem sich indirekt auf den Drehturm über die zwei parallelen Achsen des Gelenkes in vertikaler Richtung abgestützt wird. Das Interesse eines solchen Systems gemäß der Erfindung liegt in der Tatsache, dass die Auslenkung zwischen der Waffe und der Blende auf die Stabilisationsfehler begrenzt ist, was eine einfache Ausführung nach sich zieht. Da andererseits die Dimensionierung des zweiten und des dritten Antriebs lediglich mit der Trägheit der auszurichtenden Waffe verbunden ist, kann eine leistungsfähige Drehmomentsteuerung ohne spezifische Einschränkungen ausgeführt werden.
In 1 ist eine Waffe 1 zu sehen, die in vertikaler Richtung relativ zur Blende 2a auszurichten ist, welche selbst in Bezug auf einen Träger 5, zum Beispiel einen Drehturm, mit Hilfe von Hauptdrehzapfen 6 und zwei Wälzlagern 7a und 7b entsprechend der Achse S1 drehbar montiert ist. In der Figur ist zu sehen, dass die Blende 2a sich in der Form eines Käfigs darstellt, in den der hintere Teil der Waffe eingreift. Die Waffe 1 ist selbst verschiebbar in Bezug auf einen Schlitten 2b in bekannter Weise montiert. Gemäß der Erfindung wird der Schlitten 2b mit der Blende 2a mit Hilfe eines Zwischenringes 2c verbunden, der ein Gelenk festlegt, um das die Waffe 1 in seitlicher Drehung drehen kann. Dieser Ring, zum Beispiel vom Typ Kardan, ist mit der Blende 2a mit Hilfe von den Drehzapfen 8 und durch die Wälzlager 10 verbunden. Ein Stellglied 4, das fest mit der Blende 2a verbunden ist, versetzt die Waffe mit Hilfe einer Welle 9, die fest mit den Drehzapfen 8 verbunden ist, in vertikaler Richtung in Drehung. In dem dargestellten Fall ist das Stellglied 4 ein Motor oder ein Getriebemotor, der fest mit der Blende verbunden ist.
In 2 ist die auf einen Träger 5 mit Hilfe eines Gestells 11 montierte Waffe 1 zu sehen. Der Träger ist in herkömmlicher Weise ein Drehturm, der auf einem Träger 50 mit Hilfe eines Wälzlagers 51 mit großem Durchmesser montiert ist. Es sind schematisch die Blende 2a und die Drehzapfen 6, um welche die Waffe drehbar in vertikaler Richtung in Bezug auf das Gestell 11 angelenkt ist, dargestellt. Die Drehung der Blende 2a wird mit Hilfe eines Drehmittels 3 erzielt, das von einem Zylinder gebildet wird, dessen Stange 12 mit Hilfe eines Bolzens 13 fest mit der Blende 2a und dessen Körper mit dem Gestell 11 verbunden sind. Durch Betätigen des Zylinders 3 wird die Blende 2a, und somit die Waffe 1, um die Drehzapfen 6 gedreht, um die Waffe entsprechend einer großen Amplitude in Bezug auf das Gestell 11 grob auszurichten. Diese Amplitude kann einen Bereich in der Größenordnung von –10 bis +60° entsprechend dem Pfeil F1 abdecken. Die Waffe 1 ist selbst drehbar in Bezug auf die Blende 2a entsprechend einer geringen Amplitude montiert, um ihre feine Ausrichtung in vertikaler Richtung zu gewährleisten. Diese Drehung wurde durch den Pfeil F2 schematisiert. Diese Drehung erfolgt hier mit Hilfe eines Zylinders 4, dessen Körper fest mit der Blende 2a und dessen Stange mit der Waffe 1 und genauer mit dem Schlitten verbunden sind. Dieser Zylinder 4 versetzt die Waffe um die sekundären Drehzapfen 8 in Bezug auf ihre Tragstruktur, das heißt die Blende 2a, in Bewegung. Diese Amplitude kann einen Bereich in der Größenordnung von 1° abdecken.
Die Drehzapfen 6 und die Wälzlager 7 legen die Hauptachse der Elevation S1 fest, um welche der Antrieb entsprechend einer großen Auslenkung in vertikaler Richtung, zum Beispiel von –10 bis 60°, und die Drehung der Blende 2a und somit der Waffe in Bezug auf den Träger 5 erfolgt.
Die Drehzapfen 8 und die Wälzlager 10 legen die sekundäre Achse der Elevation S2 fest, um welche der Antrieb entsprechend eines geringen Ausschlages, 0,5° zum Beispiel, und die Drehung der Waffe in Bezug auf die Blende erfolgt. Es kann eingerichtet werden, dass diese sekundären Drehzapfen im Bereich des Schwerpunktes der Waffe 1 angeordnet sind, ohne dass dies eine Einschränkung des Umfanges der Erfindung darstellt. Dieser Schwerpunkt G befindet sich im Wesentlichen im Schnittpunkt der Achse XX' der Waffe und der Achse S2.
In 2 ist die sekundäre seitliche Drehachse G2 der Waffe bezüglich der Blende 2a über den Zwischenring 2c noch genauer ersichtlich. Diese Drehung wird durch einen doppelten Drehzapfen erzielt, der an dem Schlitten befestigt ist und bezüglich des Ringes 2c über Wälzlager, wie es hiernach in Bezug auf 4 erklärt werden wird, beweglich ist.
Ein Antriebsmittel 19 (in 1 dargestellt) erlaubt es, die Waffe seitlich und winkelmäßig fein auszurichten, indem sich zwischen dem Schlitten der Waffe 1 und der Blende 2a oder zwischen dem Schlitten 2b und dem Zwischenring 2c abgestützt wird. Es muss bemerkt werden, dass der sekundäre Antrieb der Elevation, der mit der Waffe mit Hilfe eines Mittels, das deren Rücklauf gewährt, verbunden ist, ebenso direkt zwischen der Blende 2a und dem Zwischenring 2c angebracht werden kann, wobei der Vorteil dieser Lösung ist, dass die natürlichen Kopplungen, die zwischen einem sekundären Antrieb und der sekundären senkrechten Achse entstehen können, minimiert werden.
Das Richtsystem gemäß der Erfindung erlaubt beispielsweise:

– ein erstes Ausrichten, um die Auslenkung in vertikaler Richtung der Waffe in Bezug auf das Gestell entsprechend des Pfeils F1 zu ermöglichen und um die funktionellen und allgemeinen geometrischen Anforderungen einzuhalten. Selbstverständlich ist im Bereich dieses Gelenkes zwischen der Blende und dem Drehturm ein herkömmliches Abdichtsystem vorgesehen (nicht dargestellt),
– eine zweite auf den Schwerpunkt G der Waffe zentrierte Ausrichtung, um eine begrenzte Auslenkung in vertikaler Richtung entsprechend des Pfeils F2 zu ermöglichen,
– und eine dritte auf den Schwerpunkt G der Waffe zentrierte Ausrichtung, um eine begrenzte seitliche, winkelmäßige Auslenkung zu ermöglichen, wie es hiernach erklärt werden wird.

Es ist selbstredend, dass das System gemäß der Erfindung in einer komplexen Gesamtheit integriert ist, die es ermöglicht, die Waffe entsprechend von Schusskoordinaten auszurichten, seine Position und seine Abweichungen in Bezug auf einen Einstellwert zu bestimmen, die Veränderungen des Richtens beim Rollen zu messen und die gemessenen eventuellen Abweichungen zu korrigieren.
Dadurch, dass das zweite Gelenk fest mit der unter Einwirkung des ersten Mittels beweglichen Blende verbunden ist, sind es dieses erste Antriebsmittel und die Regelung der Achse S1, welche die durch die Reibung an den Dichtungen verursachten Störungen sowie die linearen, vertikalen Beschleunigungen aufnehmen werden.
Die Dichtigkeit, die im Bereich des Blasebalges (zwischen der Waffe und der Blende) herzustellen ist, der bei dieser Art von Waffe montiert ist, stellt somit eine relativ geringe Abmessung dar und die begrenzte Auslenkung benötigt nicht den Einsatz eines Reibungssystems, sondern ganz einfach ein System mit elastischem Blasebalg. Die Lager dieses Gelenkes sind ebenfalls in der Abmessung eingeschränkt, in dem Maße wie sie keine schweren funktionellen Beanspruchungen zu integrieren haben (Bestückung der Waffe zum Beispiel). Da das Gelenk zentriert ist, haben die Beschleunigungsstörungen außerdem keine Auswirkung auf die Ausrichtung der Waffe.
Die Auslenkung in vertikaler Richtung der Waffe 1 in Bezug auf die Blende 2a unterliegt zwei Anforderungen:

– die Auslenkung muss es ermöglichen, die Stabilisierungsfehler der ersten Achse S1 zu absorbieren,
– die Auslenkung muss durch die Dezentrierung zwischen der Achse der Waffe und den Hauptdrehzapfen 6 begrenzt sein. Tatsächlich überträgt sich die Belastung des Rücklaufs der Waffe einerseits durch ein Störmoment, das durch den Hauptantrieb aufgenommen werden muss, und andererseits durch die radiale Beschleunigung, die durch die Blende auf den Schwerpunkt der Waffe induziert wird, mit dessen Wirkung auf den ablaufenden Schuss und/oder auf die folgenden Male (bei einer Kadenz-Schusswaffe).

In 1 wurde ein Stellglied 4 vorgesehen, um die Auslenkungen mit geringer Amplitude der Waffe in Bezug auf die Blende 2a zu gewährleisten. Dieses Stellglied kann eigentlich ein elektrischer Getriebemotor mit ausreichend geringer Steifheit sein, dessen Leistungsregelung in ausreichender Bandbreite liegt. Es ist auch möglich, einen hydraulischen Antrieb vorzusehen, der von einem Hydraulikzylinder mit geringer Auslenkung gebildet wird. Um das Öl ein Minimum an Elastizität aufzuerlegen, kann das Todvolumen einer jeden der beiden Kammern des Zylinders durch kleine entlüftete Sammler künstlich erhöht werden. Wie es in dem vorgenannten französischen Patent gezeigt wird, wird der Antrieb mit Druckregelung verwendet, um die absolute Geschwindigkeit der Waffe zu regeln, wobei die Geschwindigkeit direkt durch ein Girometer oder von einem Kreiselgerät erhalten wird, das auf der Blende 2a montiert ist, mit Ableitung der Summe des gyroskopischen Abstandes und der relativen Position zwischen der Blende 2a und der Waffe 1.
In 3 wird eine Draufsicht einer Waffe 1 gemäß einem Schnitt, der entlang ihrer Längsachse XX' ausgeführt ist, dargestellt. In dieser Figur wird die Bahn 15 des Weges des Wälzlagers des Gestells 5 oder Drehturmes 50 dargestellt und es ist zu sehen, dass die Achse G2 außerhalb der Bahn 15 angeordnet ist. Bei dieser Art Waffe ist der Schwerpunkt in erheblichem Maße in Bezug auf die Drehachse in vertikaler Richtung S1 verlagert. Dieser Drehturm ist in horizontaler Richtung um die Achse G1 entsprechend eines Winkels von 360° drehbeweglich. Der Drehturm treibt die Waffe 1 somit an, um sie in horizontaler Richtung grob auszurichten. Ein Motor 16 treibt zu diesem Zweck den Drehturm 5 mit Hilfe eines Untersetzungsgetriebes 17 an. Die Waffe 1 ist am Gestell 5 entsprechend einer Achse zur Elevation S1, um welche sie in Drehung versetzt wird mit Hilfe des Getriebemotors 14, und entsprechend einer zweiten Achse zur Elevation S2 im Bereich ihres Schwerpunktes montiert.
Gemäß einer zuvor erklärten Besonderheit der Erfindung wird eine Achse in horizontaler Richtung G2 vorgesehen, um welche die Waffe selbst betätigt wird, um sie mit Präzision seitlich auszurichten, wobei die Achse G1 die Achse in horizontaler Richtung des Drehturmes ist, wie zuvor beschrieben wurde. Es wird festgestellt werden, dass die Achsen G1 und G2 senkrecht zur Figurenebene stehen. Es wird somit ein seitliches Gelenk zwischen der Waffe 1 und der Blende 2a vorgesehen, und genauer zwischen dem Schlitten 2b und dem Zwischenring 2c, und es wird die Drehung der Waffe mit Hilfe eines Mittels zur Drehsteuerung 19 gewährleistet. Dieses Mittel gewährleistet die Positionierung der Waffe und kann zum Beispiel ein Getriebemotor oder ein Zylinder sein. Der Körper des Zylinders kann fest mit der Blende und seine Stange mit der Waffe verbunden sein, oder der Körper des Zylinders ist fest mit der Waffe und seine Stange mit der Blende verbunden.
Dank dieser Anordnung kann eine seitliche Winkeldrehung der Waffe von ungefähr 2° in Bezug auf ihre Längsachse erzielt werden. Es ist zu verstehen, dass die Ausrichtung der Waffe durchaus bekannt sein kann, wie auch immer die Position der Rollbewegung des Fahrzeuges ist.
In 4 ist in einer Ansicht entsprechend der Achse der Waffe ein Gelenk der Waffe 1 in Bezug auf die Blende 2a dargestellt, in dem zwei Drehbewegungen kombiniert werden. Diese Ausführung stellt die Besonderheit dar, G2 und S2 zu invertieren. Zu diesem Zweck ist die Waffe 1 mit einem ersten Rahmen 28 fest mit Hilfe eines Drehzapfens 29 und Wälzlagern 30 und 31 verbunden. Der Rahmen 28 ist dann, fest mit der Blende verbunden, mit Hilfe eines Drehzapfens 33 montiert, der in zwei Wälzlager 34 und 35 eingreift. Die Waffe ist somit auch um die Achse G2 beweglich. Diese Montage ermöglicht es, eine Schwenkbarkeit der Waffe 1 in horizontaler Richtung um die Achse G2, die durch den Schwerpunkt der Waffe verläuft, zu erzielen (das ist die seitliche Winkelbewegung) und in vertikaler Richtung um die Achse S2. So erlaubt es diese Struktur, die beiden feinen Drehungen der Waffe in vertikaler und horizontaler Richtung in einer kompakten Einheit vom Typ eines Kardans zu kombinieren, die eine große Flexibilität bei der Ausführung bietet. Es wurde das Gestell 11 dargestellt, an dem die Waffe montiert ist. Das Gestell 11 ist fest mit dem Träger 50 mit Hilfe des Wälzlagers 51 mit großem Durchmesser verbunden.
Das Gelenk kann von elastischer Bauart sein. In 5 wird ein Ausführungsbeispiel eines elastischen Gelenkes dargestellt.
Dieses wird von einem kugelförmigen Spalt gebildet, der zwischen dem Schlitten 2b und der Blende 2a angeordnet ist, in dem Platten aus Elastomer 37 und 38 eingefügt werden. Der Schlitten weist eine kugelförmige Ausstülpung auf, die von den Teilen 36a und 36b, die den Spalt bilden, getrennt ist. Bei dieser Art von Gelenk werden die Platten aus Elastomer in Form und wesentlichem Material bestimmt, durch Aufweisen einerseits einer großen radiale Steifigkeit und eines großen Widerstandes, um die axialen Rückstosskräfte der Waffe aufzunehmen, und andererseits durch Aufweisen einer relativ geringen Steifigkeit in Winkelauslenkung in horizontaler Richtung bis ungefähr 2° und in vertikaler Richtung von ungefähr 1°. Die mit diesem Freiheitsgrad verbundene Steifigkeit entspricht in etwa einer maximalen Belastung, die auf zwischen 10 und 20% der maximalen Belastung des verknüpften sekundären Antriebes begrenzt werden muss. Es wird ebenfalls eine radiale, seitliche, zur Achse der Drehbewegung der Blende parallel verlaufende Steifigkeit spezifiziert, die ausreichend ist, um deren Wirkung auf die Schaltdynamik des seitlichen sekundären Antriebs zu minimieren.
So ist die Waffe 1 gleichzeitig beweglich in der Figurenebene in seitlicher Winkeldrehung und in einer senkrechten Ebene in vertikaler Richtung.
Um die Waffe zu positionieren wird ein Trägheits-Absolutlagesensor verwendet, der von einem Gyroskop gebildet wird, das als Referenz sowohl für die Ziellinie, für die Waffe und für die Blende dient. Der Kreiselsensor ist vorzugsweise an der Blende montiert und kann durch ein Girometer mit zwei Achsen ersetzt werden, das die seitliche Winkelgeschwindigkeit der Blende und in vertikaler Richtung misst, wobei die Geschwindigkeiten integriert werden, um die Referenz-Kreiselposition zu bestimmen. Die Absolute Position des Schlittens wird an Hand der linearen Positionsmessung berechnet, die in der Nähe eines jeden der sekundären Stellglieder durchgeführt wird, die es erlauben, ein Drehmoment auf die Waffe auszuüben.
In allgemeiner Weise kann jeder sekundäre Antrieb verwendet werden, der in der Lage ist, auf den Schlitten der Waffe ein Drehmoment in einer ausreichenden Bandbreite auszuüben.
Um das System gemäß der Erfindung einzusetzen, wird ein Satz von Sensoren verwendet:

– wenigstens ein Winkelsensor der Blende 2a bezüglich der Ausrichtung des Drehturmes. Durch Ableiten erhält man die relative Geschwindigkeit der Blende und des Drehturmes,
– wenigstens ein Sensor der relativen Winkellage zwischen dem Schlitten und der Blende um jede der sekundären Achsen S2 und G2,
– wenigstens einen Sensor von Typ Gyroskop, um die Trägheitsreferenz bereitzustellen, die es zum Beispiel ermöglicht, die Ziellinie zu gestalten, und an Hand derer es bekannt ist, die absolute Winkelposition der Waffe zu bestimmen. Eine Ableitung der jeweiligen Informationen ermöglicht es, die absolute Geschwindigkeit der Blende zu erlangen und sie der Präzessionssteuerung des Gyroskops zuzuführen,
– wenigstens einen radialen Beschleunigungssensor an der Blende, senkrecht zur Hauptdrehachse A1, der es erlaubt, die Messung der Störung von linearer Beschleunigung zu erlangen.

Die Gesamtheit dieser Sensoren ermöglicht es, einerseits die Kenntnis über die Referenz zu erlangen, auf die die Waffe auszurichten gewünscht ist, und andererseits über Informationen, welche die Hauptstörungen betreffen, die auf das Waffensystem einwirken. Sekundäre Sensoren entsprechen jeweils der Drehwinkelgeschwindigkeit des Elektromotors des Hauptantriebes und des Differenzdruckes zwischen den Kammern des sekundären Zylinders, wobei diese letztere Information direkt dem Drehmoment entspricht, das der Sekundärantrieb auf die Waffe ausübt.

Claims

System zum Richten einer Waffe (1) in vertikaler und horizontaler Richtung, umfassend ein erstes Mittel zur Positionierung (16, 17) der Waffe in horizontaler Richtung entsprechend eines großen Winkel-Ausschlages in Bezug auf eine erste Drehachse G1, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: – ein erstes Mittel zur Positionierung (2a, 3) der Waffe in vertikaler Richtung entsprechend eines großen Ausschlages in Bezug auf eine erste Drehachse (S1) in vertikaler Richtung, die in Bezug auf den Schwerpunkt der Waffe versetzt ist, – ein zweites Mittel (2c, 4) zur Positionierung der Waffe (1) in vertikaler Richtung entsprechend eines geringen Ausschlages in Bezug auf eine zweite Drehachse (S2) in vertikaler Richtung, das mit dem ersten Mittel (2a, 3) verbunden ist, – und ein zweites Mittel zur Positionierung (2b, 19) der Waffe in horizontaler Richtung in Bezug auf eine zweite Drehachse (G2), die eine geringe seitliche Auslenkung der Waffe erlaubt, wobei die Achsen S2 und G2 in der Nähe des Schwerpunktes der Waffe verlaufen.
Richtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehachse (S1) hinter dem Schwerpunkt der Waffe (1) angeordnet ist.
Richtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Positionierungsmittel (2a, 3) die Schwenkbarkeit der Waffe (1) um die erste Drehachse (S1) in Bezug auf ein Gestell (11) gewährleistet, auf das diese Waffe montiert ist.
Richtsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Positionierungsmittel eine Blende (2a) umfasst, welche die Waffe (1) trägt und fest mit dem Gestell (11) verbunden ist, und ein erstes Drehmittel (3), wobei die erste Achse (S1) zwischen der genannten Blende und dem Gestell angeordnet ist.
Richtsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erst Drehmittel (3) die Drehung der Blende (2a) in Bezug auf das Gestell (11) sicherstellt.
Richtsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehmittel (3) von einem Zylinder oder einem Getriebemotor gebildet wird.
Richtsystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Waffe (1) drehbar in Bezug auf die Blende (2a) montiert ist, wobei das zweite Positionierungsmittel (2c, 4) in vertikaler Richtung das Gelenk der Waffe in vertikaler Richtung gewährleistet durch dessen Drehung in Bezug auf die Blende (2a) um die zweite Achse (S2).
Richtsystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Positionierungsmittel in vertikaler Richtung einen mit der Waffe verbundenen Zwischenring (2c) und ein zweites Drehmittel (4) umfasst, das mit den mit dem genannten Ring fest verbundenen Drehzapfen (8) entsprechend der zweiten Drehachse (S2) im Eingriff ist.
Richtsystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Drehmittel (4) von einem Motor oder einem Getriebemotor gebildet wird, der entsprechend der zweiten Drehachse (S2) in vertikaler Richtung fest mit der Blende (2a) verbunden ist.
Richtsystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Drehmittel (4) in vertikaler Richtung einen Zylinder umfasst, der fest mit der Blende (2a) verbunden ist und dessen Stange mit der Waffe (1) oder einem fest mit der Waffe verbundenen Schlitten verbunden ist, wobei die Waffe beim Schuss in Bezug auf den Schlitten zurückläuft.
System zum Richten einer Waffe (1) in horizontaler Richtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Positionierungsmittel (19, 2b) der Waffe (1) in horizontaler Richtung fest mit dem Schlitten (2) verbunden ist, um eine geringe seitliche Winkelauslenkung der Waffe um eine zweite Drehachse (G2), die durch den Schwerpunkt der Waffe verläuft, zu gewährleisten.
Richtsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Winkelauslenkung der Waffe in Bezug auf die Blende (2a) in der Größenordnung von 2° ist.
Richtsystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Positionierungsmittel (40) einen Rahmen oder einen Zwischenring umfasst, der die Waffe (1) trägt und mit der Blende (2a) verbunden ist, und ein Mittel zur Steuerung der seitlichen Drehung der Waffe in Bezug auf die Blende.
Richtsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Waffe (1) mit Hilfe eines Gelenkes (33, 34) in Bezug auf die Blende (2a) montiert ist, wobei das Steuermittel (19) die Drehung der Waffe (1) in Bezug auf die Blende (2a) um die zweite Achse (G2) gewährleistet.
Richtsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (G2) von mechanischer (28, 33, 34) oder elastischer Bauart ist.
Richtsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Gelenk einerseits von einem ersten, mit dem Schlitten der Waffe fest verbundenen Drehzapfen (23) und zwei, mit einem Zwischenrahmen zwischen der Blende und dem Schlitten der Waffe fest verbundenen Wälzlagern (23a, 23b) und andererseits von einem zweiten, mit dem Zwischenring fest verbundenen Drehzapfen und zwei, mit der Blende (2a) fest verbundenen Wälzlagern gebildet wird.
Richtsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Gelenk von Platten aus Elastomer gebildet wird, die in einem kugelförmigen Spalt angeordnet sind, der auf dem Schwerpunkt der Waffe zentriert ist und von Teilen, die jeweils an dem Schlitten der Waffe und an der Blende befestigt sind, gebildet wird.
Richtsystem nach irgendeinem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (19) ein Motor ist, der entlang der zweiten Drehachse (G2) im Eingriff ist.
Richtsystem nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (19) einen Zylinder umfasst, dessen Körper fest mit der Blende (2a) verbunden ist und dessen Stange mit der Waffe (1) verbunden ist.
Richtsystem nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (19) einen Zylinder umfasst, dessen Körper fest mit der Waffe (1) verbunden ist und dessen Stange mit der Blende (2a) verbunden ist.
Richtsystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Positionierungsmittel in vertikaler Richtung und das Positionierungsmittel der Waffe in horizontaler Richtung invertiert sind.
Richtsystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Waffe (1) drehbar in vertikaler Richtung in Bezug auf einen Rahmen (28) angelenkt ist, der selbst in horizontaler Richtung drehbar in Bezug auf die Blende (2a) angelenkt ist.
Richtsystem nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel der sekundären Gelenke von Zylindern oder Getriebemotoren gebildet werden, die jeweils zwischen der Blende und dem Zwischenrahmen einerseits und zwischen dem Zwischenrahmen und dem Schlitten der Waffe andererseits angeordnet sind.