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Geschütz mit Visiervorrichtung Durch die geradlinige Bahn eines beweglichen
Ziels, z. B. eines Schiffes oder Flugzeuges; und den Schwenkpunkt eines auf dieses
Ziel anzurichtenden Geschützvisiers läßt sich eine Ebene, die Ziehebene, gelegt
denken, innerhalb der die Visierlinie zur Zielverfolgung durch geeignete Richtbewegungen
geschwenkt werden muß.
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Im allgemeinen sind das Geschützrohr und das Zielfernrohr je um zwei
Richtachsen, eine senkrechte und eine waagerechte, schwenkbar gelagert, wobei entweder
für beide Teile ein gemeinsames körperliches Richtachsenpaar benutzt wird oder jeder
Teil ein gesondertes Achsenpaar besitzt. Die Zielebene fällt jedoch meist nicht
mit einer der beiden durch die Richtachsenpaare gegebenen Richtebenen zusammen.
Deshalb müssen das Fernrohr und das Geschützrohr stets gleichzeitig und fortlaufend
durch Bedienen zweier Richtmaschinen um ihre beiden Richtachsen geschwenkt werden,
damit die Visierlinie in der Zielebene und auf das Ziel gerichtet verbleibt.
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Die Erfindung bezweckt, die zur Zielverfolgung erforderlichen Richtbewegungen
der Visierlinie und des Geschützrohres auf ein Mindestmaß herabzusetzen und erreicht
dies dadurch, daß die Visierlinie oder die die Visierlinie tragende Aufsatzebene
der Zieleinrichtung um eine im Raum beliebig ein- und feststellbare Achse und in
gleicher Weise das Geschützrohr um eine andere im Raum beliebig ein- und feststellbare
Achse schwenkbar gelagert ist.
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Zu ihrer beliebigen Einstellbarkeit im Raum sind diese Schwenkachsen
selbst wiederum um mindestens zwei Achsen drehbar gelagert. Diese können für Visier
und Geschützrohr dieselben sein, oder jedem dieser beiden Teile ist ein besonderes
Achspaar zugeordnet. Die Achsen sind zweckmäßig nach Art der bisherigen Richtachsen
angeordnet, und es ruht demnach die eine Achse waagerecht in einer zweiten, in der
Unterlage senkrecht stehenden Achse. Man erhält somit ein dreiachsiges Visier mit
einer Pivotachse, der Schildzapfenachse und einer schwingenden Achse: das zu richtende
Geschützrohr ist mit einer besonderen schwingenden Achse in der gleichen Weise gelagert.
Natürlich könnte auch die den Anschluß mit der Unterlage herstellende Drehachse
waagerecht liegend angeordnet sein.
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Zum Anrichten eines beweglichen Ziels; z. B. eines Flugzeuges, wird
zunächst die schwingende Achse des Visiers durch Drehen der Pivotachse und der Schildzapfenachse
so eingestellt, daß sie senkrecht oder annähernd senkrecht auf der durch: die Bahn
des Ziels und den Drehpunkt des Visiers gebildeten und nach kurzer Zielbeobachtung
genauen oder angenähert festgelegten Zielebene steht. Zur weiteren Zielverfolgung,
d. h.
um dauernd auf das Ziel gerichtet zu bleiben, braucht sodann
die Visierlinie nur um die schwingende Achse gedreht zu werden. Kleine Abwanderungen
der Ziellinie vom Ziel, die bei nicht ganz richtiger Einstellung der schwingenden
Achse auftreten, können durch geringe Richtbewegungen der beiden anderen Achsen
ausgeschaltet werden.
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Im allgemeinen pflegen bewegliche Ziele auf längeren Strecken geradlinige
Bahnen zu beschreiben und Änderungen der Fahrtrichtung erst vorzunehmen, wenn sie
durch Geschützfeuer stark gestört werden, so daß ein Nachstellen der schwingenden
Achse um die beiden anderen Achsen erst nach längerer Zeit und nach Abgabe einer
größeren Zahl von Schüssen erforderlich wird und die mit der Erfindung beabsichtigte
Ersparnis an Richtbewegungen und eine genaue Zielverfolgung auch gewährleistet ist.
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Die so erhaltene dreiachsige Zieleinrichtung kann, ähnlich den zweiachsigen
Zieleinrichtungen bekannter Art, je nach Erfordernis eine solche mit abhängiger
oder auch eine solche mit von der Aufsatzstellung der Einstellung von Korrekturbeträgen
(Höhen- oder Seitenvorhalte) unabhängiger Ziellinie sein. Sie ist hauptsächlich
für Zentralvisiere zum Fernrichten indirekt horizontierbarer Geschütze auf schwankender
Unterlage, z. B. auf Schiffen, vorgesehen, die außer mit dem eigentlichen, vom Geschütz
getrennt aufgestellten und mit dessen Richtvorrichtung oder mit Folgezeigerapparaten
an diesem durch Fernsteuereinrichtungen verbundenen Zielgerät zur Ermittlung der
Zieldaten, mit besonderen Geräten zur Berücksichtigung von Korrekturen aus Relativbewegung
zwischen Geschütz und Ziel., aus Tageseinflüssen, der Parallaxe, Veränderungen der
Geschoßanfangsgeschwindigkeit, Bettungsfehlern, und mit einer Vorrichtung zur Umwandlung
von Erdkoordinaten in Schiffskoordinaten oder mit nur einem Teil dieser Einrichtungen
versehen sind.
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Bei Verwendung von Zieleinrichtungen nach der Erfindung, d. h. solchen
mit um eine im Raum beliebig einstellbare Achse schwenkbarer Ziellinie in Zentralvisieren
mit den vorbeschriebenen Einrichtungen erhält erfindungsgemäß auch der an die Richtvorrichtungen
eines Geschützes oder Folgezeigerapparate an diesem angeschlossene Koordinatenwandler
eine besondere Ausbildung. Die allgemeine Anordnung einer solchen Visieranlage ist
folgende: Die dreiachsig gelagerte Ziellinie ist direkt oder indirekt auf der schwankenden
Unterlage horizontiert, und ihre auf den Horizont bezogenen Richtbewegungen (Zieleinstellung,
Zielverfolgung) um ihre Achsen (Erdkoordinaten) werden, verbessert um Aufsatz-,
Vorhaltewinkel u. dgl., in einen Koordinatenwandler eingeleitet, der dem zu richtenden,
ebenfalls um drei Achsen schwenkbaren Geschützrohr zugeordnet ist. Die hereingegebenen:
Einstellwerte drehen im stabilisierten Koordinatensystem des Wandlers dessen ein
Rohrsinnbild darstellendes Bindeglied zwischen dem stabilisierten und dem schwingenden
Koordinatensystem, werden als Drehungen des Bindeglieds im schwingenden Koordinatensystem
entnommen und, umgerechnet in Schiffskoordinaten, mittels mechanischer oder elektrischer
Fernsteuereinrichtungen unmittelbar oder durch Folgezeigerapparate dem die Schwankungen
der Unterlage mitmachenden Geschützrohr mitgeteilt. Das Rohrsinnbild des Koordinatenwandlers
ist hierbei sowohl im stabilisierten wie auch im schwingenden Koordinatensystem
um je eine im Raum beliebig einstellbare Achse, d. h. dem Zielfernrohr und dem Geschützrohr
gleichartig (dreiachsig) schwenkbar gelagert.
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Die Zeichnung veranschaulicht in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel
einer solchen Anlage.
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Es zeigt Abb. i den Koordinatenwandler, Abb.2 das zu richtende Geschütz.
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Das Geschützrohr 3o (Abb. 2) ist auf der schwankenden Unterlage, beispielsweise
einem Schiffsdeck, um drei sich in einem Punkt schneidende Achsen 2.1, 27 und 28
schwenkbar gelagert. 2¢ ist die im Geschützsockel 25
gelagerte, senkrechte
Schwenkachse, die in einem waagerechten Lager 26 die Schildzapfenachse 27 trägt.
Diese besitzt einen dazu senkrechten, die schwingende Achse bildenden Arm 28, auf
dem das Geschützrohr 30 mittels des Lagers 29 schwenkbar ruht.
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Ein mit der Unterlage verbundener Ständer (Abb. i) trägt in waagerechten
Lagern 8, 9 um Lagerzapfen drehbar den Ring 7. An diesem sitzende Lager 5, 6 nehmen
Lagerzapfen eines Bügels ¢ auf, der demnach mit der Unter-Iage durch ein Kardangelenk
verbunden ist. In einem senkrechten Lager i des Bügels ¢ ruht eine drehbare Achse
2, die beispielsweise durch ein Gewicht 3 ständig lotrecht gehalten wird. Die lotrechte
Achse 2 ist. gekröpft und trägt in einem waagerechten Lager i o eine ebenfalls gekröpfte
Drehachse i i, die einen senkrechten Arm 12 besitzt.
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In einem senkrechten Lager 15 der Unterlage hängt um den Zapfen 16
drehbar ein Bügel 17, der in zwei waagerechten Lagern 18, i g den Kreisbügel
2o trägt. Den Bügel 2o umgreift eine Gabel 2 i, die drehbar im Kopf 22 einer mittels
des Auges i3 um den Zapfen i 2 schwenkbar gelagerten Stange i q ruht. Sämtliche
vorerwähnten Drehachsen 8-9, 5-6, 1-2, 1O-11, 12-i3, 15-1b und 18-i9
schneiden
sich in einem gemeinsamen, im Auge 13 durch ein Kreuz bezeichneten Punkt.
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Die drei Zapfenlager 1-2, Io-I i und 12-13 bilden im Verein mit der
sie horizontfierenden Einrichtung 3, q., 7 das stabilisierte Koordinatensystem des
Koordinatenwandlers. Dessen schwingendes, mit der Unterlage verbundenes Koordinatensystem
ist dargestellt durch die Zapfenlager i5-16, I8-I9 und die Kreisführung 2o, Den
Zusammenhang zwischen dem stabilisierten und dem schwingenden Koordinatensystem
bildet das ein Rohrsinnbild darstellende Bindeglied i4, 22, 21.
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Gegen willkürliche Drehungen um die Achsen 12, 11 und 2 im stabilisierten
Koordinatensystem ist das Rohrsinnbild 14 durch geeignete nicht gezeichnete Getriebe
an den drei Lagerstellen gehindert, während die Drehzapfen des schwingenden Koordinatensystems
nicht gefesselt, sondern in ihren Lagern frei drehbar sind, so daß sowohl bei einer
vom stabilisierten ' Koordinatensystem ausgehenden Schwenkung des Rohrsinnbildes
14, wie auch bei Schwankungen der Unterlage gegenüber dem durch das stabilisierte
Koordinatensystem im Raum festgehaltenen Rohrsinnbild 14 letzteres gegenüber der
Unterlage Winkelbewegungen ausführt. Diese in drei Koordinatenebenen mittels geeigneter
Einrichtungen (Zahnräder, Kontaktgetriebe) als Drehungen um die Achsen 16, 18-ig
und auf der Kreisbogenebene 2o gemessenen Bewegungen werden mittels hier nicht gezeichneter
Fernsteuereinrichtungen bekannter Art synchron auf die entsprechenden, gleichgerichteten
Drehachsen 2q., 27 und 28 des Geschützrohres 30 übertragen, so daß letzteres
dem Rohrsinnbild stets parallel gerichtet verbleibt.
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Die Visierlinie der hier nicht dargestellten Zieleinrichtung ist um
ebenfalls drei Achsen schwenkbar, die in gleicher Anordnung wie die Drehachsen 2,
i i und 12 des Rohrsinnbildes 14 im stabilisierten Koordinatensystem des Koordinatenwandlers,
diesen Achsen auch parallel gerichtet. sind und ebenfalls auf einer horizontierten
Plattform ruhen. Es kann daher die Lagerung des Rohrsinnbildes 14 teilweise zur
Lagerung der Visierlinie mit benutzt oder ganz dazu herangezogen sein, indem die
Zieleinrichtung unmittelbar auf dem Rohrsinnbild befestigt ist. Oder die Zieleinrichtung
ist davon getrennt aufgestellt und die Zielfolgebewegungen der Visierlinie um ihre
stabilisierten Drehachsen werden gegebenenfalls zusätzlich geändert durch an besonderen
Einrichtungen ermittelte Korrekturbeträge (Vorhaltewinkel u. dgl.) mittels geeigneter
Fernsteuereinrichtungen auf die entsprechenden Drehachsen 2, 11, 12 des Rohrsinnbildes
im Koordinatenwandler übertragen.
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Das Anrichten eines Ziels kann, wie oben für das dreiachsige Visier
allgemein erläutert ist, zur Erzielung möglichst einfacher Richtbewegungen dadurch
geschehen, daß die schwingende Drehachse der Zieleinrichtung durch Schwenken um
die beiden andern Achsen (Schildzapfenachse und Pivotachse) senkrecht oder annähernd
senkrecht zur Zielebene eingestellt wird und hernach die Visierlinie zur Zielverfolgung
um die schwingende Achse gedreht wird. Es kann jedoch auch so vorgegangen werden,
daß zum Einstellen der Visierlinie auf Ziele unter kleinen Erhöhungswinkeln, z.
B. bis zu 3o°, als Richtachsen für die Visierlinie hauptsächlich deren Schildzapfenachse
und die Pivotachse, dagegen zum Anrichten von Zielen unter größeren Erhöhungswinkeln
die Schildzapfenachse und die schwingende Achse benutzt und deren Drehungen auf
die entsprechenden Achsen 2, 11, 13 des stabilisierten Systems des Koordinatenwandlers
übertragen werden.
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Welche von den Achsen (16, i 8-i g und Lotrechte auf Kreisebene
2o) im schwingenden System des Koordinatenwandlers auf die Zielfolgebewegungen des
Rohrsinnbildes 1 4. im stabilisierten System und bei Schwankungen der Unterlage
ansprechen und Drehungen ausführen, ist zunächst frei belassen; bei synchroner Übertragung
der um die Achsen (16, 18-1g und Lotrechte auf Kreisebene 2o) auftretenden Bewegungen
auf das Geschützrohr 3o wird dieses immer richtig gerichtet sein. Damit jedoch Drehungen
einer der drei Schwenkachsen der Zieleinrichtung und damit auch der Achsen 2, 11,
13 des Rohrsinnbildes 14 im stabilisierten Koordinatensystem des Koordinatenwandlers
Drehungen der jeweils entsprechenden Schwenkachse (16 oder i 8-i g oder Lotrechte
auf Kreisebene 20) für das Rohrsinnbild im schwingenden Koordinatensystem auslösen,
werden die Einstellbewegungen einer der drei Schwenkachsen 2, 11, 13 synchron oder
nahezu synchron ,auf die entsprechende Schwenkachse im schwingenden Koordinatensystem
übertragen. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel (Abt. i) ist dies für die Pivotachse
2 durchgeführt. Der stabilisierte Achszapfen i i greift mit einer Verlängerung in
eine .an der Gabel 17 sitzende Gabelführung 23, die in einer durch die Achse 16
gelegten Ebene verläuft. Dadurch werden die Drehungen der stabilisierten Pivotachse
2 .auf die Achse 16 im schwingenden System übertragen, so daß die Schildzapfenachsen
ii und 18-1g stets in einer gemeinsamen Vertikalebene liegen. Schwankungen
der Unterlage gegenüber der horizontierten Plattform des Koordinatenwandlers (dargestellt
durch Bügel q.) bewirken sodann nur Drehungen der Achse i8-ig und der Lotrechten
.auf Kreisebene 2o im schwingenden
Koordinatensystem, und die indirekte
Horizontierung des Geschützrohres 3o bei Schwankungen der Unterlage erfolgt nur
durch Ausgleichsdrehungen um die Schildzapfenachse und die schwingende Achse 28,
während ihm die Zielfoigebewegungen entsprechend der jeweiligen Schwenkung der Visierlinie
um sämtliche drei Richtachsen 24, 27, 28 erteilt «-erden können. Es können auch
sämtliche drei Schwenkachsen im stabilisierten System durch Synchronsteueranlagen
(mechanische oder elektrische) mit den entsprechenden Achsen im schwingenden System
verbunden sein, von denen sodann wahlweise eine eingeschaltet, die beiden andern
ausgeschaltet «erden.