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Gerät zur unmittelbaren Anpeilung von ruhenden Wärmequellen Es ist
bereits bekannt, daß mittels einer Bleisulfidpunktzelle Intensitätsschwankungen
einer ultrarote Strahlen aussendenden Strahlenquelle in proportionale elektrische
Spannunigsschwankungen umgewandelt werden können. Derartige Zellen besitzen bekanntlich
noch eine spektrale Empfindlichkeit, die 1 ist, und sind gegen Vorbelichtung unempfind;
lich. Werden derarbige Zellen in Verbindung mit einer Optik verwendet, so ist es
zweckmäßig, die Zellen im Brennpunkt derselben anzuordnen. Die EmpfindLichkeit der
Zellen steigt, je genauer die umzuwandelnde Strahlung auf die Berührungsstelle von
Metallspitze und Kristall konzentriert werden kann.
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Es ist weiterhin schon bekannt, die Lage und Geschwindigkeit von
Körpern mit Hilfe der von ihnen ausgehenden Wärmestrahlen zu ermitteln. Zu diesem
Zweck verwendet man gerichtete Empfänger für Wärmestrahlen, beispielsweise Parabolspiegel,
in deren Brennpunkten auf Temperaturänderungen ansprechende Einrichtungen, wie Thermoelemente
oder Bolometer, angeordnet sind. Der Empfänger wird meist kardanisch aufgehängt,
um das ganze Beobachtungslfeld überstreichen zu können. Diese Einrichtungen arbeiten
aber verhältnismäßig träge und sind daher für Peilungen auf große Entfernungen nicht
brauchbar. Außerdem sind Aufbau und Wartung
dieser Einrichtungen
nicht gerade einfach, was sich besonders nachteilig für ihre Anwendung bei Geräten
bemerkbar macht, die von einem Truppenteil benötigt werden.
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Die Erfindung betrifft nun ein Gerät zur unmittelbaren Anpeilung
von ruhenden Wärmequeilen mittels einer Empfangsoptil; und einer ultrarotempfindlichen
Zelle, bei der die Zelle im Brennpunkt der Empfangsoptik schwingend angeordnet ist,
während gleichzeitig die Empfangsoptik innerhalb eines bestimmten Winkelhereiches
verschwenkt wird.
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ZweckmäBigerlveise wird auch hierbei als Empfangszelle eine Bleisulfidpunktzelle
verwendet. die mit einer Vorspannung betrieben wird. Die Abmessungen dieser Zelle
werden möglichst klein gewählt, um eine geringe schwingende Masse zu erhalten. Gute
Ergebnisse lassen sich mit einer Optik, z. B. einer Doppelspiegeloptik, erreichen,
die einen Zerstreuungskreis von 0.25 mm oder darunter besitzt, da die Zelle in diesem
Falle etwa 8s°/o der zugeführten Energie aufnimmt.
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Das erfindungsgemäße Gerät läßt sich z. B. beim Einschießen mit weittragenden
Geschützen verwenden. Bei weittragenden Geschützen besteht bekanntlich eine große
Unsicherheit bei der Feststellung der Einairliung der Witterungseinflüsse auf die
Geschoßfiugweite und Geschoßflugrichtung. Ein Wirkungsfeuer ist daher auf große
Entfernungen nur möglich nach beobachtetem Einschießen. Das akustische Peilverfahren
fälIt bei großen Entfernungen für die Beobachtung vollkommen aus. Das direkte optische
Peilverfahren hängt von der Sichtweite bei den verschiedenen Witterungsverhältnissen
ab. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Peilung mit Hilfe der Ultrarotfotografie
vorzunehmen.
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Das erfindungsgemäße Gerät kann mit bestem Erfolge zur Peilung von
Geschossen venrendet werden, die z. B. einen Leuchtkörper mit sich führen, der in
einer gewissen Höhe über dem Erdboden zur Entzündung kommt. Diese Strahlungsquelle,
deren ungefähre Lage von vornherein schon bekannt ist, sendet nun ruhende Wärmestrahlen
aus, die durch die schwingende Zelle zerhackt werden.
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Schwingt die Zelle dabei in vertikaler Richtung, so ist nur eine Peilung
der Seite nach erforderlich. Für andere Aufgaben könnte die Zelle selbstverständlich
auch in horizontaler Richtung schwingen, nur müßte dann die Optik in vertikaler
Richtung verschwenkt werden. Das auf diese Weise erhaltene ÄVechsellicht kann nach
seiner Umwandlung in proportionale elektrische Spannungsschwankungen zur Erhöhung
der Empfindlichkeit. d. h. der Reichweite des erfindungsgemäßen Gerätes, in an sich
bekannter Weise verstärkt werden. Es ist dabei darauf zu achten, daß der Verstärker
zur Erhöhung der Verstärkerwmirkung auf Resonanz gebracht wird mit der schwingenden
Zelle, was z. B. durch ahgestimmte Resonanzkreise erfolgen kann.
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In der Zeichnung ist derErfindullgsgedanke beispielsweise dargestellt.
Es zeigt Fig. I eine Empfangsspiegeloptik mit Zelle, Fig. 2 einen Schwingantrieb
für die Zelle, Fig. 3 eine Seitenschwenkeinrichtung für die Optik.
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Fig. 4 eine oszillographische Aufzeichnung eines Peilvorganges und
Fig. 5 die Aufzeichnung eines Peilrorganges mittels eines Tintenschreibers.
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In dem Gehäuse I ist die aus den Spiegelsystemen 2 und 3 bestehende
Empfangsoptik untergebracht. Im Brennpunlst der Optik ist eine Zelle 4 angeordnet,
welche mittels eines in einem Gehäuse 5 untergebrachten kleinen AIotors 6. der gegebenenfalls
aus einer Trockenbatterie 7 gespeist werden kann. in Schwingungen versetzt wird.
Zu diesem Zweck kann z. B. die Welle 8 des Alotors 6 mit einem Exzenter 9 od. dgl.
zusammen arbeiten, der ein Schwingen der Zelle 4 veranlaßt. An Stelle eines motorischen
Antriebe für die Erzeugung der Zellenschwingungen kann die Zelle auch von einer
elektrisch erregten Stimmgabel, Zunge od. dgl. in entsprechende Schwingungen versetzt
werden.
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Die Gehäuse 1 und 5 sind drehbar auf einem Stellkopf 10 für den Seitentrieb
befestigt und können zusätzlich mit Hilfe eines Laufwerkes II unter Zwischenschaltung
eines aber setzungsgetriebes 12 verschwenkt werden.
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Die Durchführung einer Peilung geschieht nun folgendermaßen: Die
Empfangsoptik 2, 3 wird in die voraussichtliche Richtung des anzupeilenden Leuchtkörpers
eingestellt, zweckmäß igerwei se unter Zuhilfenahme eines Hilfszieles (Haus. Schornstein
od. dgl.) oder einer bestimmten Kompaßrichtung. Da auch der Zeitpunkt des Auü leuchtens
des Leuchtkörpers angenähert bekannt ist, kann rechtzeitig der NIotor 6 und das
Laufwerk Ii in Betrieb gesetzt werden.
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Die Zelle 4 beginnt auf und ab zu schwingen. während das Laufwerk
II die Empfangsoptik 2. 3 einmal um einen gewissen einstellbaren Winkelbetrag verschwenkt.
Durch diese bei den Bewegungen wird von der Zelle ein verhältnismäßig großer Teil
des Horizontes abgetastet. Befindet sich nun die Bahn des Leuchtkörpers in dem abgetasteten
Teil des Horizontes, so können die von der Zelle 4 aufgenommenen Wärmeimpulse aufgezeichnet,
sichtbar oder hörbar gemacht werden.
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In Fig. ist ein Peilvorgang oszillographisch aufgezeichnet. Gleichzeitig
ist auf dem Oszillogramm eine Markierung mit aufgezeichnet worden, die einem bestimmten
i\Vinkelwert
oder auch einer anderen beliebigen Einheit entsprechen kann. Im voiliegenden Falle
sei angenommen, daß die besonders bezeichnete Markierung einer Bogenminute entspricht.
Die Aufzeichnung läßt deutlich ein Maximum erkennen. Dieser maximale Wert ist einem
ganz bestimmten Winkelwert zugeordnet. Da der Anfang der Markierung mit der Richtung
des Hilfsiieles bzw. des Kompasses übereinstimmt, läßt sich die gemessene Richtung
des Leuchtkörpers mit großer Genauigkeit unschwer feststellen, ohne daß auf diese
Feststellung noch besonders eingegangen zu werden braucht.
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Fig. 5 zeigt einen mittels eines Tintenschreibers aufgezeichneten
P eilvorgang, bei dem ebenfalls wieder eine besondere Markierung mit aufgezeichnet
worden ist.
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Die Aufzeichnung eines Peilvorganges kann zur Abkürzung der Zeit,
die bis zur Entwicklung des Oszillogrammes vergeht, auch mit einem Oszillographen
erfolgen, der mit einem selbsttätigen Entwickler versehen ist. Die -Verstärkerausgangsspannung
kann auch gleichgerichtet und dann erst einem Oszillographen oder einem Tinteuschreiber
bzw. einem anderen ähnlichen Schreibempfänger zugeführt werden. Als Anzeigeinstrument
kann im Ausgang des Verstärkers auch ein Telefon, Summer, Lautsprecher usw. oder
ein Zeigerinstrument bzw. ein Glimmlampentableau liegen. Hierbei ist jedem Markierungszeichen
eine besondere Glimmlampe zugeordnet, die durch die aufgenommenen Wärmeimpulse zum
Zünden gebracht wird. Die einmal erfolgte Zündung bleibt dann bestehen und gibt
dabei gleichzeitig an, in welcher Richtung sich der anzupeilende Gegenstand befunden
hat.
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Die für die Abtastung einer bestimmten Höhe erforderliche Größe der
Zellenbewegung läßt sich nach der Formel Abtasthöhe Brennweite der Optik Entfernung
leicht ermitteln. Unter Annahme einer Abtasthöhe des Leuchtkörpers von beispielsweise
+ 800 m, einer Brennweite der Optik von 200 mm und einer Entfernung von 50 km ergibt
sich nach der obigen Formel eine Bewegungsgröße der Zelle von + 3,2 mm.
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Damit die für die Erzeugung der Schwingbewegung erforderlichen Teile,
z. B. der Motor, trotz Verwendung eines empfindlichen Verstärkers zu keinen Störungen
Veranlas sung geben kann, ist es zweckmäßig, die Zelle von diesen Teilen durch einen
starkwandigen Kasten, der aus Eisen bestehen kann, abzuschirmen bzw. eleker,ische
Antriebe zu entstören.
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Damit der richtige Zeitpunkt für den Beginn der Schwingbewegung der
Zelle und der Schwenkbewegung der Optik erfaßt wird, ist es zweckmäßig, diesen Zeitpunkt
von der Abgabe des Schusses, der angepeilt werden soll, abhängig zu machen. Dies
kann z. B. durch einen beim Abfeuern betätigten Kontal<t in Verbindung mit einstellbaren
Verzögerungsrelais od. dgl. bzw. auf funkentelegraphischem Wege erfolgen.
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Werden mehrere erfindungsgemäße Geräte verwendet, so ist es durch
trigonometrische Rechnung möglich, auch die Entfernung des Leuchtkorpers von den
Meßpunkten zu ermitteln, also eine Ortung vorzunehmen. In diesem Falle muß darüber
hinaus dafür Sorge getragen werden, daß die Auslösung der Schwingbeweguug der Zelle
und der Schwenkbewegung der Optik bei allen an der Ortung beteiligten Geräten zu
gleicher Zeit erfolgt.
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Bei dem oben beschriebenen Beispiel der Beobachtung des Einschießens
stehen für den Peilvergang mehrere Sekunden zur Verfügung, das Verschwenken der
Optik kann also verhältnismäßig langsam vor sich gehen.
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Das erfindungsgemäße Gerät eignet sich aber auch zur Peilung bzw.
Ortung des Mündungsfeuers von in künstlich vernebelten Stellungen aufgestellten
Geschützen oder bei unsichtigem Wetter. Erforderlich ist hierbei allerdings ein
verhältnismäßig schnelles Verschwenken der Optik, da das Mündungsfeuer nur kurzzeitig
auftritt. Gegebenenfalls machen sich hierbei auch wiederholte Peilungen erforderlich,
bis die Zelle die vom Mündungsfeuer ausgehenden Wärmeimpulse aufnimmt.
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Ein weiteres Anwendungsgebiet für ein erfindungsgemäßes Gerät erstreckt
sich auf die Anpeilung von wegweisenden Lichtquellen, wie Leuchttürmen, Drehfeuern
od. dgl., von einem fahrenden Schiff oder Flugzeug bei unsichtigem Wetter. Nach
Ausführung einer derartigen Peilung ist es dann möglich, den richtigen Kurs einzuhalten
bzw. wiederherzustellen.
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Umgekehrt kann man aber auch die Anpeilung von sich bewegenden, dabei
aber ruhende Wärme ausstrahlenden Objekten von einer festen Beobach,tungsstelle
aus mit einem erfindungsgemäß ausgestalteten Gerät vornehmen. Hierfür kommt in erster
Linie die Anpeilung der Verbrennungsmotoren von Land- und Luftfahrzeugen in Frage,
und zwar wiederum bei unsichtigem Wetter bzw. in künstlich vernebeltem Gelände.