DE745640C

DE745640C - Verfahren und Geraete zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit von fliegenden Geschossen

Info

Publication number: DE745640C
Application number: DED82312D
Authority: DE
Priority date: 1940-03-16
Filing date: 1940-03-17
Publication date: 1944-11-30

Description

Verfahren und Geräte zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit von fliegenden Geschossen Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Geräte zur Bestimmung zier Winkelgeschwindigkeit von fliegenden Geschossen. Bisher bereitete die Bestimmung der Winkelgesch-,vindigkeit von fliegenden Geschossen Schwierigkeiten, weil dazu zusätzliche Teile am Geschoß angebracht werden mußten, welche die ballistischen Werte in-unübersehbarer Weise veränderten. Solche Zusatzteile bezweckten die Störung der Rotationssymmetrie des Geschosses in der Längsachse, um auf Grund der dann auftretenden Unsymmetrie Messungen vorzunehmen. So wurden bei einem bekannten Verfahren Geschosse benutzt, die eine seitliche Bohrung besitzen, in welcher sich ein Leuchtsatz befindet. Der währenddes Fluges brennende Leuchtsatz ergibt bei der photographischen Aufnahme eine gestrichelte Kurve. Aus dem Strichabstand kann man dann die Winkelgeschwindigkeit ermitteln.
Die Erfindung beseitigt die den bisherigen Verfahren anhaftenden Mängel und gestattet eine die Ballistik des Geschosses nicht störende Messung. Sie besteht darin, das zu untersuchende Geschoß vor dem Abschuß unsymmetrisch zu magnetisieren und die Winkelgeschwindigkeit des fliegenden Geschosses nach dem Abschuß mittels zu induzierender elektrischer Leiter, an denen das Geschoß vorbeifliegt, zu bestimmen. Die Messung der Winkelgeschwindigkeit eines Geschosses während seiner Bewegung im Rohr mittels Induktionsspulen ist bekannt. Es handelt sich hierbei jedoch weder um ein frei fliegendes noch um ein besonders magnetisiertes - Geschoß. Durch die unsymmetrische Magnetisierung des Geschosses bleiben seine Gestalt und damit die ballistischen Werte unverändert; lediglich die magnetische Rotationssymmetrie erfährt eine für die Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit nützliche Ungleichmäßigkeit, weil der Vektor des remanenten Magnetismus im Geschoß nicht mehr mit dessen Längsachse zusammenfällt.
Die magnetische Unsymmetrie kann auf verschiedene Weise erreicht werden. So wird durch Anlegen der Magnetpole an beide Längsseiten des Geschosses der magnetische Vektor senkrecht zur Längsachse des Geschosses gebracht. Das Geschoß verhält sich dann im Fluge -wie ein -Magnet, der sich bei der Vorwärtsbewegung in der Flugrichtung leiclizeitig in einer zur Flugbahn senkrechten Ebene dreht. Das Geschofi kann auch derartig magnetisiert werden. daß der magnetische Vektor einen Winkel mit der Längsachse bildet. Diese Art der Magnetisierung tritt ein, -renn ein Magnetpol an die Geschoßspitze und der andere Pol an den Geschoßboden außerhalb des 1littelpunl;tes gelegt -wird.
Die derartig unsymmetrisch magnetisierten Geschosse ermöglichen auf einfache Weise die Bestirniming der W inkelg eschwindigkeit in jedem Punkte der Geschoßflugbahn finit Hilfe von Induktionsströmen in Spulen. Die einfacITste Form einer solchen N-Iefianordnung besteht in der Spannung eines Drahtes, der einen Teil eines elektrischen Stromkreises bildet, parallel zur Flugbahn. Beim Vorbeifliegen des Geschosses -wird dann jeweils eine Spannung in dein Stromkreis induziert, -wenn ein Pol des sich drehenden -Magneten an denn Draht vorbeil:oniint.
Statt des einzelnen Drahtes verwendet man zwecks Vergrößertin- der induzierten Spannung eine geeignet geformte Spule, die eine Anzahl von Windungen aufweist. Im Gegensatz zti der bekannten Anordnung der Spulen bei Ermittlung der Fluggeschwindigkeit von Geschossen, wo die Spulenachsen finit der Flugrichtung zusammenfallen, werden hier also die Spulen so aufgestellt, daß ihre Achsen senkrecht zur Flugbahn stehen. Durch Vereinigung mehrerer solcher Spulen zu einem Spulenkranz erreicht man eine beträchtliche Steigerung der Meßgenauigkeit. Der Spulenkranz -wird so in die Flugbahn gestellt, daß das Geschor durch die -litte des Spulenkranzes fliegt.
Aus der Frequenz der registrierten Spannungskurve und der geometrischen Anordnung der Spulen läßt sich dann ohne weiteres die Winkelgeschwindigkeit des Geschosses bestimmen. Die Spulen können selbstverständlich noch mit Eisenkernen versehen werden. Dieser Meßanordnung liegt das Prinzip einer Dynamonnaschine zugrunde, bei der der Anker durch das rotierende Geschoß ersetzt ist. Zur Erläuterung des Verfahrens sind auf der Zeichnung schematische Anordnungen für die Ma gnetisiering angegeben. Der magnetische Vektor ist z. B. senkrecht zur Längsachse des Geschosses ausgerichtet. -wenn die beiden llagiietpole 1- und S gemäß Fig. i an den einander gegenüberliegenden Seiten des Geschosses G angeordnet -werden. Nach der Magnetisierting besitzt das Geschoß renianenten Magnetismus, dessen Kraftlinien--erlauf in Fig. 2 gezeigt wird. Fig. 3 veranschaulicht die Lage des Vektors V in bezug auf die Längsachse des Geschosses G. Der magnetische Ziehtor bildet einen Winkel zur Längsachse des Geschosses, wenn ein 1lagnetl)o1. z. B. S, an die Geschoßspitze gelegt wird, während der andere Pol N an den Rand des Geschoßbodens angelegt wird (Fig.4). An der Stelle des Randes, wo der '-llagrietno1:\-gesessen hat, -wird eine Israftliniendichle erreicht. -wie aus der Fig. 5 hervorgeht. Dc-r magnetische Vektor l' bildet dann einen spitzen Winkel zur Längsachse des Geschosses G (I# ig. 6). Um die Winkelgeschwindigkeit eines derartig magnetisierten Geschosses festzulegen, bedient man sich einer Reihe. von Spulen LI bis L3, die glei(-hinäßig rings uni das Geschoß G herum verteilt sinn und in einen Stromkreis eingesclialtvt sin(l (Fig. 7).
Die Spulen L i bis L3 sind mit dem Verstärker--1 in Reihe geschaltet. Die ini Verstärker-1 aufgenommenen Spannungen werden in der Braunscheu Röhre B in Form der Kurve C angezeigt und photographisch registriert. Der Abstand der größten Spannungsausschläge entspricht bei drei symmetrisch angeordneten Spulen einem Dreh«#inkel von 12o°. -Mithin läßt sich aus der zeitlich festgelegten Kurve C die Winkelgeschwindigkeii( bestimmen.
Das gleiche Prinzip ist natürlich bei jeder beliebigen Anzahl von Spulen anwendbar. Wird in Richtung der Flugbahn die Ausdehnung des Spulenkranzes möglichst gering gehalten und fliegt das magnetisch nicht rotationssymmetrische Geschoß durch einen solchen Spulenkranz, so werden in den einzelnen Spulen je nach Lage des magnetischen Vektors zti ihm verschieden große Spannungsamplituden induziert. Diese Spannungsamplituden kann man vektoriell, z. B. auf dein Schirm einer Braunsehen Röhre, zusammensetzen und daraus ohne -weiteres die Lage der magnetischen Vorzugsrichtung im magnetischen Geschoß in der Ebene des Spulenkranzes ablesen.
Stellt man in die Flugbahn mehrere solcher Spulenkränze, so kann man für jede Spulenkranzebene auf dieselbe Weise die Lage des magnetischen Vektors und damit des Geschosses feststellen. Es wird hier ähnlich vorgegangen wie bei der Bestimmung der Drehung der Polarisationsebene des Lichtes im Magnetfeld mit Hilfe von Nikolschen Prisinen finit dein Unterschied, daß an Stelle der Prismen die Spulenkränze vorhanden sind.
Registriert man dann noch mit einer der bekannten :Methoden den zeitlichen Abstand der in den einzelnen Spulenkränzen induzierten Spannungsimpulse, so kann selbstcerständlich für dasselbe Geschoß gleichzeitig sowohl die Winkelgeschwindigkeit als auch die Fluggeschwindigkeit zwischen verschiedenen Spulenkranzebenen in der ganzen Flugbahn ermittelt werden.

Claims

PATEN TANSPRÜCFIE i. Verfahren zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit von fliegenden Geschossen, dadurch gekennzeichnet, daß man das vor dem Abschuß unsymmetrisch magnetisierte Geschoß an elektrischen Leitern vorbeifliegen und darin eine Spannung induzieren läßt, die in einem Meßgerät registriert wird und ein -Maß für die Winkelgeschwindigkeit bildet.
2. Verfahren zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit von fliegenden Geschossen nach Anspruch i; dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Kraftlinien -durch Anlegen von zwei Magnetpolen an die gegenüberliegenden Längsseiten des Geschosses erzeugt werden, so daß sie auf der Längsachse des Geschosses senkrecht stehen.
3. Verfahren zur Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit von fliegenden Geschossen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Kraftlinien durch Anlegen des einen Magnetpoles an die Geschoßspitze und des anderen Poles an den Geschoßboden außerhalb seines Mittelpunktes erzeugt werden, so daß sie mit der Längsachse des Geschosse einen Winkel bilden.
4.. Meßgerät zur Anwendung der Verfahren nach den Anprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Geschoßflugbahn ein oder mehrere Drähte gespannt sind, die einen Teil des Stromgreises bilden.
5. Meßgerät zur Anwendung der Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Geschoßflugbahn ein oder mehrere zueinander der Winkellage nach versetzte Spulen mit entlang der Flugbahn verlaufenden Windungen angeordnet sind.
6. Meßgerät zur Anwendung der Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, gekennzeichnet durch mehrere hintereinander in die Flugbahn der zu untersuchenden Geschosse gestellte Spulenkränze, die je aus einem oder mehreren in einer Ebene liegenden Spulenpaaren gebildet sind, so daß in deren Ebenen die jeweilige Lage der durch die Magnetisierung im Geschoß ausgezeichneten Richtung bestimmbar ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: britische Patentschrift ..... Nr. 137 875; deutsche - - 73 25o; Zeitschrift für technische. Physik (19q.1), Nr. 4., S. 89 ff.