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Rechengerät, insbesondere für artilleristische Zwecke Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, gewisse Entfernungen und Winkel einer von zwei Beobachtungsstellen
und einem Luftziel gebildeten Konfiguration zu ermitteln. Eine Skizze hierzu ist
in Abb. i wiedergegeben. Mit b ist die Entfernung der beiden Beobachtungsstellen
i und a bezeichnet, mit 3 das Luftziel und mit q. die Projektion des Zieles auf
den Erdboden. Das Luftziel kann z. B. ein Flugzeug sein, ein Sprengpunkt oder sonst
ein Objekt, das beobachtet oder verfolgt werden soll. Die Zielentfernungen i, 3
sind mit e1 und e2 gekennzeichnet. Die Richtungskoordinaten des Zieles werden nach
Azimut und Höhe, und zwar für jede Beobachtungsstelle besonders, gemessen. Das Azimut
wird von der Linie i, z aus gezählt, die Höhe vom Erdboden 'aus, so daß das Ziel
die in der Skizze dargestellten Azimute 6l und 62 sowie die Höhen y1 und y2 besitzt.
Zwei Sonderfälle der obigen Aufgabe besitzen besonderes artilleristisches Interesse:
i. Beim Schießen der Flak oder der Marineartillerie kommt es namentlich beim t'bungsschießen
darauf an, die Entfernung des Sprengpunktes von dem in der ersten Beobachtungsstelle
stehenden Geschütz zu kennen und diese mit der Entfernung des beschossenen Zieles
zu vergleichen. Es sind dabei die Richtungskoordinaten des Sprengpunktes, die dieser
in bezug auf die beiden am Boden stehenden Beobachtungsstellen besitzt, bekannt,
und es ist aus diesen bekannten Größen -und der Entfernung der beiden Stellen die
Sprengpunktablage zu ermitteln. In bezug auf Abb. i bedeutet das, daß die Koordinaten
ß1, ß2, D/1, y2 bekannt und die Entfernung ei auszurechnen ist.
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a. Es ist die Entfernung ei bekannt, und ebenso kennt man die Richtungskoordinaten
61
und y, des von der Beobachtungsstelle i auf das Ziel weisenden
Strahls. In der zweiten Beobachtungsstelle mögen sich Meßgeräte befinden, mit deren
Hilfe die von einem Geschütz der ersten Beobachtungsstelle abgegebenen Schüsse beobachtet
werden. Auszurechnen sind dann vor allem die Richtungskoordinaten des Zieles in
bezug auf die zweite Meßstelle. Man umschreibt diese Aufgabe allgemein als die Aufgabe
der Zieleinweisung für die zweite 3l eßstelle.
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Es sind bereits mehrfach Lösungen der der Erfindung zugrunde liegenden
Aufgabe bekanntgeworden. Es handelt sich hier um Anordnungen, welche es gestatten,
die Konfiguration der Abb. i im kleinen nachzubilden. Dabei werden die beiden Beobachtungsstellen
durch zwei Projektionslampen verkörpert, welche auf einem Projektionsschirm in einem
das Ziel darstellenden Punkt zum Schnitt gebracht werden. Die Konfiguration wird
auf Grund bekannter Bestimmungsstücke nachgebildet, so daß an ihr die übrigen Entfernungs-
und Winkelgrößen der Konfiguration abgelesen werden können. Die bekannten Anordnungen
haben aber den Nachteil, daß eine Verschiebung des Projektionsschirmes in Abhängigkeit
von den Entfernungen e,, e2 oder eine Verschiebung des Trägers aller Projektionslampen
notwendig ist, um die beiden Strahlen der Projektionslampen immer zum Schnitt bringen
zu können.
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Die Erfindung betrifft ein Rechengerät, insbesondere für artilleristische
Zwecke, zur Ermittlung von Entfernungs- und/oder Richtungskoordinaten einer aus
zwei Beobachtungsstellen und einem Luftziel bestehenden Konfiguration, welche im
kleinen auf Grund bekannter Bestimmungsstücke dadurch nachgebildet wird, daß die
Strahlen zweier die beiden Beobachtungsstellen verkörpernden Projektionslampen auf
einem Projektionsschirm zum Schnitt gebracht werden. Erfindungsgemäß besitzen der
Projektionsschirm und die erste Projektionslampe (erste Beobachtungsstelle) eine
feste Lage, während die zweite Projektionslampe verschiebbar angeordnet ist, wobei
die zu ermittelnden Koordinaten aus der Entfernung der beiden Projektionslampen
abgeleitet werden. Mit einem derartigen Gerät wird der Nachteil vermieden, daß man
den Projektionsschirm, namentlich wenn er größere Dimensionen besitzt, nicht zu
verschieben braucht.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken besteht der Projektionsschirm
aus einer Kugelfläche, in deren Krümmungsmittelpunkt die erste Lampe angeordnet
ist. Es ist zwar bereits bekanntgeworden, einen kugelförmigen Schirm zur Darstellung
der Zielposition zu benutzen. Das geschieht aber durch eine Nadel, die mit einem
Zielfernrohr gekuppelt ist und infolgedessen die Lage des Ziels auf der Kugelfläche
anzeigt. Diese bekannie' Maßnahme hat daher mit der Erfindung niclit# zu tun.
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Ein erfindungsmäßiges Gerät mit kugelförmigem Schirm ist in zum Teil
scheinatisch:#r Form in Abb. 2 dargestellt.
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Hierin ist mit 5 eine Halbkugel aus Mattglas (Plexiglas) mit dem Grundkreis
6 L.°_-zeichnet. Im Mittelpunkt befindet sich die erste Projektionslampe i, im Abstand
a davon die zweite Projektionslampe 2. Die Strahlen beider Lampen schneiden sich
auf der Kugel im Punkte 3, welcher das Ziel verkörpert. Die Lage der beiden Strahlen
wird durch Richtungskoordinaten, und zwar nach Azimu.t und Höhe, bestimmt, und zwar
genau so, als ob die Ebene des Grundkreises 6 die Horizontalebene und die Linie
i, 2 die Verbindungslinie der beiden Beobachtungsstellen darstellt. Ist die Konfiguration
der Abb. i im Rechengerät richtig nachgebildet, so besitzt also der Strahl der ersten
Lampe das Azimut a, und die Höhe y,, während der zweite Strahl das Azimut 62 und
die Höhe y2 aufweist. Die beiden Projektionslampen sind zweckmäßig mit Teilkreisen
versehen, welche diese Koordinaten abzulesen gestatten. Bei der im Mittelpunkt stehenden
Lampe kann man hiervon auch absehen, denn es empfiehlt sich, die Kugel mit einem
Gradnetz zu versehen, welches aus Meridianen und Breitenkreisen besteht, so daß
6 dem Äquator entspricht. Der durch 3 laufende Meridian trifft dann den Großkreis
6 im Punkte q.', und es ist .dann das Azimut a, gleich dem Bogen 7, q.', während
die Höhe",
gleich dem Bogen 3, q.' ist. Der Strahl i, 3 kann also nach dem
Gradnetz der Kugel auf die Koordinaten 6, und y, eingestellt oder es können seine
Koordinaten daran abgelesen werden. Will man auf ähnliche Weise auch den Strahl
der zweiten Projektionslampe ablesen oder einstellen, so muß in dein Mittelpunkt
eine Hilfsprojektionslampe angeordnet werden, deren Strahl automatisch parallel
zum Strahl der zweiten Lampe gehalten wird. Der Strahl der Hilfslampe trifft dann
die Kugel in einem Punkte 8, dessen Koordinaten im Gradnetz der Kugel a2 und -,'2
betragen. Die Richtungseinstellung der Lampe 2 nach bekannten Koordinaten 62, ;r2
erfolgt dann primär durch Einstellung der Hilfslampe. Sollen dagegen die Koordinaten
eines Punktes der Kugel in bezug auf 2 ermittelt werden, so ist die Lampe 2 auf
den Punkt zu richten. während die Koordinaten 62 und y 2 nach dein Strahl der Hilfslampe
abzulesen sind.
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Das Rechengerät ist zweckmäßig noch so eingerichtet, daß die Projektionslampe
2 nur auf dem durch die Punkte 7 und i bestimmten
Kugeldurchmesser
verschoben werden kann. Der Punkt 7 des Grundkreises 6 ist dadurch gekennzeichnet,
daß durch ihn der Nullmeridian, -von dem aus das Azimut 61 gezählt wird, geht. Soll
die Konfiguration nach Abb. i im kleinen im Rechengerät richtig wiedergegeben werden,
so muß auch die Beziehung (i) ...... el=r#bla notwendig erfüllt sein, worin
r den Kugelradius, a den Abstand der beiden Projektionslampen und b die Entfernung
der beiden Beobachtungsstellen bedeutet. Diese Bedingung muß stets beachtet werden.
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Um nun die Entfernung eines Sprengpunktes von der ersten Beobachtungsstelle
zu ermitteln, wenn die Richtungskoordinaten des Sprengpunktes in bezug ,auf .die
beiden Beobachtungsstellen bekannt sind, hat man zunächst die beiden Lampen so auszurichten,
daß ihre Strahlen den Richtungen der beiden Zielstrahlen, die von den Beobachtungsstellen
auf den Sprengpunkt gerichtet sind, entsprechen. Alsdann hat man die zweite Projektionslampe
längs des Durchmessers 1,7 so zu verschieben, daß die Strahlen der beiden
Lampen auf der Kugelfläche zum Schnitt kommen. Ist dies geschehen, so gibt der nach
(i) berechnete Wert von e1 die gesuchte Entfernung wieder. Wie man sieht, ist dieser
Wert bei vorgegebener Basislänge b der Entfernung a indirekt proportional. Man kann
nun eine die zweite Lampe verstellende Vorrichtung mit einer Skala oder sonst -
einer Anzeigevorrichtung versehen, welche die Entfernungg e1 für jeden Wert von
a angibt. Auf diese Weise kann man die Entfernung sofort ablesen. In diesem Zusammenhang
ist es zweckmäßig, eine Schraubenspindel für die Verschiebung der zweiten Lampe
vorzusehen, so daß diese letztere durch Drehen der Spindel längs des Durchmessers
47 verschoben wird. Die Spindel wird mit einer Teiltrommel versehen, auf welcher
der jeweilige Wert von ei
ablesbar ist.
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Die Aufgabe der Zieleinweisung für die zweite Meßstelle kann mittels
des erfindungsmäßigen Rechengerätes auf - die folgende Weise gelöst werden. Gemäß
(i) ist aus der fortlaufend gemessenen Zielentfernung e1 der Wert von a auszurechnen
und in das Rechengerät einzuführen, um die zweite Lampe in die Entfernung u von
der ersten zu bringen. Hierzu wird zweckmäßig die bereits beschriebene Vorrichtung
benutzt, bei welcher die Verstellvorrichtung der zweiten Lampe den entsprechenden
Wert von e1 anzeigt. Man hat dann die Lampe nur derart zu verschieben, daß der Wert
ei angezeigt wird. Die erste Lampe ist nun gemäß der nach ihren. Koordinaten bekannten
Richtung des Zielstrahls der Stelle i auszurichten, was z. B. mittels eines Fernsteuerungssystems
bewerkstelligt werden kann. Die Anwendung dieses Systems ist auch in allen anderen
Fällen ratsam, in denen einer der Strahlen nach bekannten Richtungskoordinaten einzustellen
ist. Ist dies geschehen, so ist die zweite Lampe auf den Punkt einzustellen, in
welchem die Kugel von dem Strahl der ersten Lampe getroffen wird. Der Strahl der
zweiten Lampe besitzt alsdann die gesuchte Richtung.
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Das im vorstehenden beschriebene Rechen gerät mit einem kugelförmigen
Projektionsschirm stellt nur einen Sonderfall der Erfindung dar. Im allgemeinen
kann der Schirm eine beliebige, z. B. eine ebene oder zylindrische Form besitzen,
nur müssen der Schirm und die erste Lampe eine feste Lage einnehmen. Das Rechnen
mit einem derartigen Gerät geht in genau der gleichen Weise vor sich wie bei dem
bereits beschriebenen. Man hat einzig und allein an Stelle des Kugelradius r die
Länge des Strahles der ersten Lampe bis zum Treffpunkt mit dem Schirm zu setzen.
Da diese Länge im allgemeinen mit der Richtung des Strahles variiert, ist es zweckmäßig.
den Schirm so zu beschriften, daß man an jeder Stelle die entsprechende Länge des
ersten Strahles ablesen kann. Z. B. kann man auf dem Schirm die Linien konstanter
Strahllänge -ziehen, das sind die Schnittkurven aller um die erste Lampe gelegten
Kugeln mit der Schirmfläche, und diese nach der Strahllänge beschriften. Bei der
Ermittlung von ei nach (i) muß dann statt r die am Schnittpunkt der Strahlen der
beiden Lampen abzulesende Strahllänge eingesetzt werden. Entsprechend ermittelt
sich a, wenn ei bekannt ist. Ebenso Wie bei der Kugel kann auch im allgemeinen Fall
ein Gradnetz auf dem Schirm vorgesehen werden, welches die Richtungskoordinaten
des ersten - Strahles abzulesen gestattet. Ebenso kann eine Hilfsprojektionslampe
am Ort der ersten Lampe vorgesehen werden, deren Strahl parallel zu dem der zweiten
Lampe zu halten ist.
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Wie man hieraus erkennt, gelingt es, die Konfiguration der Abb. i
mit Hilfe eines feststehenden Projektionsschirmes darzustellen und zu berechnen.
Damit ist der Nachteil der bekannten Anordnung, nämlich der zu verschiebende Projektionsschirm.
beseitigt.
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Es soll noch auf einen Vorteil des kugelförmigen Schirms gegenüber
anderen Schirmen hingewiesen werden. Im 'allgemeinen Fall trifft nämlich keiner
der beiden Strahlen den Schirm senkrecht, so- daß ihre Leuchtflecke eine größere
Ausdehnung als beim senkrechtenAuftreflfenbesitzen. KleineLeuchtflecke sind aber
aus Gründen der Rechengenauigkeit
sehr erwünscht. Zu diesem Ziel
führt aber das Rechengerät mit kugelförmigem Schirm. Bei diesem Schirm erzeugt der
senkrecht auf die Kugel auftreffende Strahl der Lampe i einen hinreichend kleinen
und scharf begrenzten Leuchtfleck, der mühelos auf de,i Schwerpunkt des Leuchtfleckes
des zweiten Strahles eingestellt werden kann, so daß beide Strahlen mit großer Genauigkeit
zum Schnitt gebracht werden können. Ein weiterer Vorteil besteht noch darin, daß
die Lampe i ein für allemal so eingestellt werden kann, daß sie in der Entfernung
r einen scharfen Leuchtfleck erzeugt; nur die Lampe 2 muß von Fall zu Fall nachgestellt
werden. um einen möglichst scharfen und kleinen Leuchtfleck zu gewinnen.
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Über die Dimensionierung des Rechengerätes ist noch zu sagen, daß
dieses nach Art eines Planetariums oder kleiner bemessen sein. kann.