DEN0002987MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 30. September 1943 Bekanntgemacht am 3. Mai 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
Auf dem Gebiet der Feuerleitrechner für Luftziele, auch Flak-Kommandogeräte genannt, unterscheidet
man bisher zwischen »linearen Geräten« und »Winkelgeschwindigkeitsgeräten
«.
Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät, das seinem Rechengang nach die Rechnung mit den in der Lotebene
und in der Waagerechtebene gemessenen Winkeln und Winkelgeschwindigkeiten des Zielstrahls
beginnt, also insoweit den ' Winkelgeschwindigkeitsgeräten zuzurechnen wäre, das aber mit Hilfe der
vorgenannten Größen und der Zielentfernung die linearen Bewegungskomponenten des Zieles ermittelt
und mit diesen Größen die Rechnung fortsetzt, also insoweit den linearen Geräten zuzuzählen wäre.
Es ist so gelungen, in einem Gerät die Vorteile der beiden vorgenannten Gerätegattungen zu vereinen.
Zum Richten des Gerätes werden vorzugsweise Differentiatoren verwendet, deren jeder in an sich bekannter Weise aus einer selbsttätigen Antriebseinheit,
vorzugsweise einem Motor konstanter Drehzahl mit Reibradgetriebe, und einem diese hinsichtlich der
Ausgangsgeschwindigkeit steuernden und dabei zugleich die Fehlstellungen der Richtoptik beseitigenden
Handantrieb besteht. Durch diese Differentiatoren wird das Richten des Gerätes im wesentlichen selbsttätig
durchgeführt; die Bedienung wird durch sie erleichtert
und die Genauigkeit der Richtwerte erhöht. Die Winkelgeschwindigkeiten des Zielstrahls werden
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durch den Richtvorgang selbsttätig gebildet. Hierdurch und durch die Fortsetzung des Rechenganges
nach dem linearen Prinzip ergibt sich ein Rechner, der im Aufbau und in der Bedienung einfach ist, eine
schnelle und genaue Ortung ermöglicht, nur geringe Richtarbeit erfordert und gute Rechenergebnisse liefert.
- Die Einführung von Korrekturen gestaltet sich im linearen Teil des Gerätes besonders einfach. Seine
weiteren Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus
ίο der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
Es zeigen
Fig. ι bis 4 geometrische Darstellungen,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des neuen Rechners und '
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des neuen Rechners und '
Fig. 6 und 7 je eine Einzelheit.
Das Ziel möge sich längs der in Fig. ι im Aufriß
und in Fig. 2 im Grundriß dargestellten Bahn s bewegen. Der Bahnpunkt, in dem sich das Ziel jeweils
befindet, sei als Meßpunkt Zm bezeichnet. Die Lage
des Meßpunktes gegenüber dem Beobachtungspunkt B ist durch den Seitenwinkel φ, den Höhenwinkel α und
die Schrägentfernung e oder die Höhe h bestimmt. ek ist die Kartenentfernung des Meßpunktes, d. h. also
die Horizontalprojektion der Schrägentfernung e. Die Größen α und φ können laufend durch ein oder mehrere
Visiere, z.B. ein binokulares Zielfernrohr, und die Größe e oder h durch einen oder mehrere Entfernungsmesser
bzw. Höhenmesser ermittelt werden.
Wird, ausgehend von den' Koordinaten des. Meßpunktes
Zm, das Ziel beschossen, so sei Zt der zugehörige
Treffpunkt. Er hat gegenüber dem Beobach-" tungspunkt B die Koordinaten: as = Höhenwinkel
zum Treffpunkt, <ps = Seitenwinkel zum Treffpunkt,
es = Schrägentfemung zum Treffpunkt und hs = Höhe
des Treffpunktes. T ist die zugehörige Geschoßflugzeit. Im Interesse einer winkel- und längengetreuen
Darstellung des den Treffpunkt enthaltenden Höhendreiecks ist dieses in Fig. 1 um die den Punkt B enthaltende
Lotlinie in die Zeichenebene geklappt, wie auch aus den in Fig. 1 und 2 eingetragenen Hilfs-.
linien hervorgeht. Das den Meßpunkt Zm enthaltende
Höhendreieck liegt ebenfalls in der Zeichenebene.
Die Höhenwinkel α und as sowie auch die metrischen
Höhen h und hs sind gegen die durch den Punkt B
gelegte Horizontalebene gemessen. Die Seitenwinkel φ
und 95S werden gegen eine an sich beliebige horizontale.
Richturigslinie bestimmt. Fällt der den Geschützort bzw. bei einer Batterie die Batteriemitte bildende
Punkt G nicht mit dem Beobachtungsort, B zusammen,
50. so ist die sich daraus ergebende Parallaxe zu berücksichtigen.
Für die Rechnung ist es am einfachsten, wie nach Fig. 1 und 2 geschehen, die Linie B-G bzw., falls
ein Höhenunterschied pn zwischen G und B besteht,
die Horizontalprojektion dieser Linie B-G als Bezugslinie
für die Messung der Seitenwinkel φ und <ps zu
wählen. .
Zerlegt man nach Fig. 3, die im übrigen einen Ausschnitt der Fig. 2 wiedergibt, die Horizontalkomponente
vlc des Zielgeschwindigkeitsvektors in zwei Kom-
6p, ponenten in und senkrecht zur Horizontalprojektion
des Zielstrahls B Zm, so erhält man die im folgenden
als horizontale Annäherungsgeschwindigkeit EUn und
als horizontale Quergeschwindigkeit SU bezeichneten Komponenten. Diese führen nach Fig. 4, die im übrigenebenfalls
einen Ausschnitt der Fig. 2 wiedergibt, bei Multiplikation mit der Geschoßflugzeit T von dem
Meßpunkt Zm zu dem Treffpunkt Zt. Die Vertikalkomponente
des Zielgeschwindigkeitsvektors sei als Vertikalgeschwindigkeit HU eingeführt.
Der Höhenwinkelvorhalt werde mit Aa und der Seitenwinkelvorhalt mit Δ φ bezeichnet (s.Fig., 1 und 2).
Man liest aus Fig. 1 bis 4 folgende Beziehungen ab:
h = e · sin α , (ι)
ek = e · cos α, (2)
„rr i . ' <ie .da
EUh = -— (e · cos α) = —— · cos a — e ■ sina · ——,
Ctt , Clt ■ &t
: · COS a ,
(6)
„„ d
.
de
Wir ■ . Ctt
SU = —j— · β ■ cos α,
dt
EU =
da ~dt
dt
COS Am =
cos a + EUn ■ T + P ■ cos φ
. cos as
(7)
sin Δ φ =
SiJ · T + f ■ sin φ
cos a.
es ■ cos αs · sin Zl9? = SU
sin φ , (g)
Berücksichtigt man, daß die Horizontalprojektion der Parallaxe zwischen den Punkten B und G sich in
zwei rechtwinklige Komponenten in und senkrecht zur Horizontalprojektion des Zielstrahls BZm zerlegen
läßt, also in die Komponenten φ ■ cos φ und φ · sin 95,
so lassen sich für Δ φ folgende Beziehungen anschreiben:
es · cos as ■ cos Αφ = e ■ cos α + EU'% ■ T + φ ■ cos φ .
(10)
Für die Größe hs läßt sich unter Berücksichtigung der
Höhenparallaxe φη die Gleichung anschreiben:
T + pn. (11)
Die Gleichungen (9) bis (11) sind dem neuen Rechner zugrunde gelegt.
Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel des neuen Rechners enthält eine Säule 1, die gerätefest ist
und, z. B. an Land, horizontiert aufgestellt wird. Dieser Aufstellungsort des Gerätes bildet den in Fig. 1 bis 4
mit B bezeichneten Beobachtungsort. Der eigentliche Rechner ist in dem Oberteil 2 enthalten; dieser ist mit
den in ihm befindlichen Teilen gegenüber der Säule 1
der Seite nach drehbar, wie durch das bei 3 schema-' : tisch dargestellte Kugellager angedeutet ist. Zur
laufenden Bestimmung des Höhenwinkels α und des Seiten winkeis ψ des zu verfolgenden Zieles dienen
zwei binokulare Richtfernrohre 4 und 5, die eine ge-
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meinsame, an dem Oberteil 2 gelagerte Höhenrichtachse
6 besitzen. Zur Seiteneinstellung der beiden Richtfernrohre 4 und 5 wird der gesamte Oberteil 2
gegenüber der Säule 1 gedreht. Der Seitenrichtmann verfolgt das Ziel durch das Zielfernrohr 4 und bedient
hiernach das Handrad 7. Der Höhenrichtmann beobachtet das Ziel durch das Zielfernrohr 5 und bedient
danach das Handrad 8, d. h., jeder dieser beiden Bedienungsleute sucht durch sinngemäße Betätigung des
Handrades 7 bzw. des Handrades 8 das Ziel im Fadenkreuz der Richtoptik zu halten. .
Die beiden Handräder 7 und 8 gehören je einer Getriebeeinheit an, von denen die eine den Oberteil 2 der
Seite nach und die andere die Höhenrichtachse 6 der Höhe nach einstellt. Diese beiden Getriebeeinheiten
sind irri folgenden als Differentiatoren bezeichnet. Jeder von ihnen umfaßt einen Handantrieb, nämlich
das betreffende Handrad 7 bzw. 8 und einen hinsichtlich der Ausgangsgeschwindigkeit stetig regelbaren
selbsttätigen Antrieb. Die beiden Ausgangsbewegungen dieser beiden Antriebe, also. des selbsttätigen Antriebes
und des mit ihm vereinten Handantriebes, werden in einem Differentialgetriebe überlagert und
dem Seiteneinstellgetriebe bzw. dem Höheneinstellgetriebe zugeleitet. Ferner steht der selbsttätige Antrieb
in Einstellabhängigkeit von dem zugehörigen Handantrieb, derart, daß beim Auftreten eines Seiten-
bzw. Höhenwinkelunterschiedes zwischen dem durch die optische Achse des Richtfernrohres bestimmten
Richtstrahl und dem Zielstrahl J5 Zm dieser Winkelunterschied
über den Handantrieb beseitigt und durch diese Verstellbewegung zugleich der selbsttätige Antrieb
auf die jeweilige Seitenwinkelgeschwindigkeit bzw. Höhenwinkelgeschwindigkeit des Zielstrahles eingestellt
wird. Es werden somit durch Indeckunghalten des Richtstrahles mit dem Zielstrahl der Seite und der
Höhe nach die Winkelkoordinaten α und ψ und zugleich
deren zeitliche Ableitungen
dt
und
dt
stimmt.
Im Ausführungsbeispiel sind die selbsttätigen Antriebe der Differentiatoren als Reibradgetriebe ausgebildet.
Das dem Handrad 7 zugeordnete Reibradgetriebe besteht aus einer Reibscheibe 9 und einer
Reibrolle 10, die radial zur Reibscheibe 9 vom Mittelpunkt derselben nach beiden Richtungen über die
: Spindel 11 und die auf ihr geführte Wandermutter 12
verschiebbar ist. Die Spindel 11 ist über die Welle 13
mit dem Handrad 7 verbunden. Die Drehbewegung der Reibrolle 10 wird über eine Welle 14 weitergeleitet.
Hierzu ist die Rolle 10 auf der Welle 14 mit Keil und
Nut geführt, also zur Welle 14 längs verschieblich, aber nicht drehbeweglich. Die Welle 14 ist auf ein
Differentialgetriebe 15 geschaltet, das ferner eingangsseitig über das Stirnradgetriebe 16 an die Welle 13
und somit an das Handrad 7 angeschlossen ist. Ausgangsseitig ist das Differentialgetriebe 15 auf die
Welle 17 geschaltet. Die Lager dieser und der übrigen Wellen sind mit dem Oberteil 2 fest verbunden und
zur Erhöhung der Übersicht nicht eigens dargestellt.
An ihrem unteren Ende trägt die Welle 17 ein Ritzel 18,
das mit einem an der Säule 1 befestigten Zahnkranz 19
im Eingriff steht. ■
Der dem Handrad 8 zugeordnete Differentiator umfaßt eine mit konstanter Geschwindigkeit angetriebene
Reibscheibe 20 und eine zu dieser vom Mittelpunkt der Reibscheibe aus radial nach beiden Richtungen hin
einstellbare Reibrolle 21. Diese wird über eine Spindel 22 und die auf dieser geführte Wandermutter 23 eingestellt.
Die Spindel 22 ist über die Welle 24 mit dem Handrad 8 gekuppelt. Zur Abnahme der Drehbewegungen
der Rolle 21 dient eine Welle 25, auf der die Rolle 21 mit Keil und Nut geführt ist. Die Welle 25
ist auf ein Differentialgetriebe 26 geschaltet, das ferner eingangsseitig über das Stirnradgetriebe 27 an die
Welle 24 und über diese an das Handrad 8 angeschlossen ist. Ausgangsseitig ist das Differentialgetriebe 26 über die Welle 28 auf die Höhenrichtachse
6 der Richtoptik 4, 5 geschaltet. Die Welle 28 ist noch mit dem Folgezeigerwerk 28a eines Folgezeigerempfängers.
gekuppelt. Wird über diesen Empfänger die Größe α von einem anderen Gerät zugeleitet, so
kann — statt über die Richtoptik 5 — der Höhenwinkel α auch, vor allem für die Zielaufnahme, dadurch
in das Gerät übernommen werden, daß über das Handrad 8 die Folgezeiger des Folgezeigerwerkes 28a in
Deckung mit den vom Empfänger eingestellten Haupt-' zeigern gehalten werden. Zum Antrieb der beiden Reibscheiben
9 und 20 dient ein mit konstanter Geschwindigkeit umlaufender Motor 29.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der bisher beschriebenen Teile sei zunächst der SeitenrichtVorgang
des Gerätes betrachtet. Nach erfolgter Zielaufnahme bedient der Seitenrichtmann das Handrad 7 so, daß
das Ziel der Seite nach im Fadenkreuz des Richtfernrohres 4 bleibt. Zur näheren Betrachtung möge hierbei
ausgegangen werden von einer Stellung des Reibradgetriebes 9 bis 12, in der es über die Welle 14 an die
Welle 17 eine Geschwindigkeit liefert, die in dem betrachteten Zeitabschnitt zur selbsttätigen Nachdrehung
des Zielfernrohres 4 entsprechend der Seitenbewegung des Zieles ausreicht. Alsdann gibt die Einstellung der Reibrolle 10 und somit die Winkelstellung
der Welle 13 ein Maß für die Größe -^-. Diese ist in der
. at
Zeichnung der besseren Übersicht wegen in der Form φ
geschrieben; es gilt also φ = ~-.' Es führt somit die '
Welle 17 — abgesehen von einem konstanten Summanden
— die Größe φ und die Welle 13 und die mit
ihr gekuppelte Welle die Größe φ. Bei dem betrachteten Vorgang wälzt sich das Ritzel 18 an dem feststehenden
Zahnkranz 19 ab; es wird der ganze Oberteil 2 selbsttätig der Seite nach geschwenkt und somit das Ziel im
Fadenkreuz der Richtoptik 4 gehalten. Mit der Zeit treten — abgesehen von dem Fall eines vom Ziel mit
konstanter Geschwindigkeit um den Beobachtungspunkt B ausgeführten Kreisfluges — Abweichungen
ein. Alsdann betätigt der Seitenrichtmann das Handrad 7 um einen solchen Betrag, daß der Seite nach das
Fadenkreuz des Richtfernrohres 4 wieder auf das Ziel gerichtet ist. Eine solche Drehbewegung des Handrades
7 hat zur Folge, daß einmal auf dem Wege über die Welle 13, das Stirnradgetriebe 16, das Differentialgetriebe
15, die Welle 17 und das Ritzel 18 der aufgetretene
Winkelunterschied beseitigt wird. Ferner hat
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aber die Verstellung des Handrades 7 auch zur Folge;
daß auf dem Wege über die Welle 13, die Spindel 11
und die Mutter 12 die Reibrolle 10 zur Reibscheibe 9
verstellt wird, und zwar in einem solchen Sinne, daß das Reibradgetriebe auf die jeweilige Seitenwinkelgeschwindigkeit
des Zielstrahles B Zm neu eingestellt wird. Die Einrichtung hat ersichtlich unter anderem
zwei Vorteile. Einmal erfolgt die Seiteneinstellung im wesentlichen selbsttätig. Es ist für denSeitenrichtmann
leicht, durch gelegentliche oder laufende geringe Verstellung des Handrades 7 die entstehenden Winkel-
- unterschiede auszugleichen bzw. solche Unterschiede erst gar nicht entstehen zu lassen. Außerdem fällt
gleichsam von selbst die für die weitere Rechnung benötigte Größe -~- = ψ ab. Sie kann von der Welle 13
dt
»
abgenommen werden.
Der Höhenrichtmann am Handrad 8 arbeitet in gleicher Weise wie der Seitenrichtmann. Er hat also
durch geringe gelegentliche oder laufende Einstellung des Handrades 8 Auswanderungen des Zielbildes aus dem
Fadenkreuz der Höhe nach zu beseitigen bzw. erst gar nicht entstehen zu lassen. Im übrigen erfolgt die Einstellung
im wesentlichen selbsttätig über das Reibrad-
getriebe 20 bis 25. Die Welle 24 und die mit ihr gekuppelte Welle 30 führen die Größe -r— = ά, während
(L t
die Welle 28 und die mit ihr gekuppelte Welle 6 die Größe α führen.
Der Rechner ist so eingerichtet, daß in ihn wahlweise die Größe e oder die Größe h eingeführt werden
kann. In beiden Fällen ist zu berücksichtigen, daß die Größe e und ebenso die Größe h mit den bisher üblichen
Entfernungsmessern bzw. Höhenmessern nur absatz-,weise ermittelt werden können. Es ist daher eine Einrichtung
vorgesehen, mit deren Hilfe die Größe interpoliert und extrapoliert Wird. Dieser interpolierte bzw.
extrapolierte Wert wird beim Vorliegen guter Messungen mit den gemessenen Werten verglichen. Im
einzelnen ist dieser Rechenteil folgendermaßen aufgebaut :
31 ist ein Motor, dessen Ausgangswelle 32, wie unten
noch gezeigt wird, die Größe e = -=— führt. Über die
Ui t
mit der Welle 32 gekuppelte Spindel 33 und die auf ihr geführte Wandermutter 34 wird die Reibrolle 35
eines Reibradgetriebesvom Mittelpunkt der zugehörigen Reibscheibe 36 aus entsprechend der Größe e eingestellt.
Die Reibscheibe 36 wird über den Motor 29 und die mit diesem gekuppelte Welle 3 mit konstanter Geschwindigkeit
angetrieben. 38 ist die Ausgangswelle des Reibradgetriebes, auf der die Reibrolle 35 mit Keil
und Nut geführt ist. Die Winkelstellung der Ausgangswelle 38 gibt, da die Reibscheibe 36 mit konstanter
Geschwindigkeit angetrieben und die Reibscheibe 35 vom Mittelpunkt der Reibscheibe 36 aus radial entsprechend
der Größe e eingestellt wird, ein Maß für das Integral J e dt. Bekanntlich gilt die Beziehung
je dt =-e + e0.
(12)
In der vorstehenden Gleichung ist e0 die Integrationskonstante;
ihre Bestimmung und ihre absatzweise Berichtigung bzw. Neueinstellung erfolgt durch Vergleich
mit gemessenen e-Werten. Diese werden nach dem Ausführungsbeispiel über ein nicht näher dargestelltes
elektrisches Fernübertragungssystem zugeleitet, dessen Empfänger mit einem Folgezeigerwerk
gekuppelt ist. Es umfaßt zwei gegeneinander nach Art des großen und kleinen Zeigers einer Uhr übersetzte
und an die Empfängerachse angeschlossene Empfängerzeiger 39O und zwei Folgezeiger 39,,, die ebenfalls im
gleichen Verhältnis wie die beiden Empfängerzeiger 39^
gegeneinander übersetzt und mit der Welle 40 gekuppelt sind. Durch Indeckunghalten der Folgezeiger
39,, mit den Empfängerzeigern 39a wird der von
diesen geführte Wert auf die Welle 40 übernommen. An die Stelle des Empfängers kann auch die Ausgangsachse
eines Kehrwertwandlers treten, der die vom
Entfernungsmesser unmittelbar gemessene Größe — in
ihren Kehrwert e umwandelt und diesen über die Ausgangsachse an die Hauptzeiger 39^ des Folgezeigerwerkes
39 leitet. Bei 41 ist eine Signallampe od. dgl. angedeutet, die der Entfernungsmeßmann jeweils
einschaltet, wenn er eine gute Messung gemacht hat und somit die Zeiger 39a den augenblicklichen Entfernungswert
e genau anzeigen. Die Welle 40 ist über ein Differentialgetriebe 42 einerseits über die Wellen 43
und 44 an die Welle 38 und andererseits über die Welle 45, das Stirnradgetriebe 46, 47 und die Wellen 48
und 49 an das Handrad 50 angeschlossen. Über dieses wird die Integrationskonstante e0 eingeführt, und
zwar auf Grund der Beobachtung des Folgezeigerwerkes 39. Jeweils, wenn über das Signal 41 eine gute
e-Messung angezeigt wird und eine Differenz besteht, bringt der Bedienungsmann durch Betätigung des
Handrades 50 die Folgezeiger 39^ in Deckung mit den
Hauptzeigern 39a. Im übrigen wird über die Getriebeelemente
31 bis 38 die Größe β selbsttätig inter- und extrapoliert, so daß die Welle 40 laufend die Entfernung
e führt.
Es empfiehlt sich, die Welle 32 über das Differential 32 β und die Welle 32 1 noch an ein Handrad 32 „ anzuschließen.
Bleibt dieses in Ruhe, so ändert sich an der beschriebenen Wirkungsweise nichts. Die Teile 32,,
bis 32c gestatten aber, im Bedarfsfall — z. B. beim
Übergang auf Flachfeuer, wobei α den Wert Null annimmt — die Bildung der Größe — von Hand durch-
zuführen, indem über das Handrad 32,. am Folgezeigerwerk
39 die Folgezeiger in Deckung mit den Hauptzeigern gehalten werden.
Soll statt der Größe e die Größe h eingeführt werden,
so ist zuvor eine Umschaltung über den Handhebel 51 vorzunehmen. Über diesen wird das Stirnrad 47 und
zugleich das Stirnrad 52 längs der Welle 48 bzw. 53 verstellt, auf denen die beiden Stirnräder je mit Keil
und Nut, geführt sind. Das Stirnrad 47, das zuvor im Eingriff mit dem Stirnrad 46 war, kommt in Eingriff
mit dem Stirnrad 54 einer Welle 55. Das Stirnrad 52 gelangt zugleich außer Eingriff mit dem Stirnrad 56
der Welle 55 und in Eingriff mit dem Stirnrad 57 der Welle 45. Nach dem Umlegen des Handhebels 51 ist
somit die 45 an die Welle 53 und darüber an den Motor 58 und die Welle 55 an das Handrad 50 an-
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geschlossen. Der Motor 58 steuert, wie noch näher erläutert wird, selbsttätig die Integrationskonstante e0
ein, während über das Handrad 50 die Welle 55 nach der mit ihr gekupp eilen Anzeigevorrichtung 59 nach
der irgendwie ermittelten Größe h oder — beim Vorliegen von e-Messungtn — nach dem Folgezeigerempfänger
39, d.h. im Sinne des Indeckunghaltens, der Zeiger 395 mit den Zeigern 39«, eingestellt wird.
Die Steuerung des Motors 58 erfolgt nach der oben in Gleichung (1) angegebenen Beziehung.
h = e ■ sin α.
Die eine Gleichungsseite, nämlich β ■ sin a, wird von
dem einen Ausgangsglied 61 eines Sinus-Kosinus-Getriebes 60 geliefert. Diesem wird eingangsseitig einerseits
über die Wellen 28, 62, 63 und 64 die Größe α und andererseits, wie noch gezeigt wird, über die Wellen 40,
65 und 66 die Größe e zugeleitet. Die Welle 61 und die '20 mit der Welle 55 gekuppelte Welle 67 arbeiten auf ein
Schaltwerk 68. Dieses schaltet den Motor 58 bei Gleichheit der über die Wellen 61 und 67 eingeführten
Eingangsgrößen ab und schaltet ihn im einen oder anderen Sinne ein, wenn zwischen diesen Eingangsgrößen
eine positive oder negative Differenz besteht. Ist, wie zuletzt angenommen, der Motor 58 mit der
Welle/|5 gekuppelt und wird über das Handrad 50
die Welle 55 auf die Größe h eingestellt, so ist der Vorgang folgendermaßen:
Die Größen h und α bilden hier dem Rechengang nach die Bekannten, während die Größe β bzw. deren
Integrationskonstante e0 unbekannt ist. Über das
Schaltwerk 68 wird nun der Motor 58 laufend so gesteuert, daß die Ausgangswelle 61 des Sinus-Kosinus-Getriebes
60 den gleichen Wert wie die Welle 67, also die Größe e ■ sin α = h, führt. Infolgedessen muß in
diesem Falle die von der Eingangswelle 66 und den mit ihr gekuppelten Wellen 65 und 40 geführte Größe
gleich e sein.
Befindet sich dagegen der Schalthebel 51 in der dargestellten
Stellung, wird also β gemessen Und in den Rechner über das Folgezeigerwerk 39 in der schon oben
beschriebenen Weise eingeführt, so ist der Motor 58 mit der Welle 55 gekuppelt. In diesem Falle sind dem
Rechengang nach die Größen e und α bekannt, während die Größe h unbekannt ist. Sie wird in dem Sinus-Kosinus-Getriebe
60 nach der Formel h = e ■ sin α gebildet
und über die Ausgangswelle 61 dem Schaltwerk 68 zugeleitet. Dieses steuert laufend den Motor 58
so, daß die Welle 67 und damit die Welle 55 die errechnete Größe h führen.
Es sei zusammengefaßt: Je nachdem, ob h oder e
dem Rechengang nach als Bekannte in den Rechner eingeführt wird, wird der Hebel 51 in die eine oder in
die andere Arbeitsstellung umgelegt. Entsprechend wird über das Handrad 50 die Größe e oder die Größe h
nach dem Folgezeigerwerk 39 oder nach der Anzeigevorrichtung 59 eingestellt und von Zeit zu Zeit berichtigt.
Der Motor 58 bildet in diesem Falle selbsttätig die Größe h bzw. die Integrationskonstante e0.
In beiden Fällen — und das sei hervorgehoben — führt also die Welle 40 laufend die Größe e und die Welle 55
die Größe h. Diese beiden Größen e und h können für die weitere Rechnung von den Wellen 40 bzw. 55
abgenommen werden. ;
Das erwähnte Sinus-Kosinus-Getriebe 60 bildet zugleich die Größe e · cos α und liefert sie über die Ausgangswelle
69 an ein Schaltwerk 70, das dem Schalt- : werk 68 entspricht und den Motor 71 steuert. Dieser
arbeitet auf die Welle 72 und über die mit dieser gekuppelten Welle 73 auf das genannte Schaltwerk 70.
Infolgedessen überträgt, wie leicht zu übersehen ist, der Motor 71 auf die Welle 73 die Größe e-cosa.
Diese Größe wird über die mit der Welle 72 gekuppelte Welle 74 einem Multiplikationsgetriebe 75 zugeleitet,
dem außerdem über die Welle 76 die Größe φ zugeleitet
wird und das somit ausgangsseitig über die Welle 77 die Größe SU = φ ■ e ■ cos α liefert. Diese
Größe wird über die Welle 77 weitergeleitet und von der mit ihr gekuppelten Anzeigevorrichtung 78 angezeigt.
'
Die Größe HU wird über das Handrad 79 und die Welle 80 nach, der mit dieser gekuppelten Anzeigevorrichtung
81 eingeführt. Bei der Zielaufnahme wird in der Regel die Größe HU nicht bekannt sein. Man
stellt sie daher zunächst nach der Anzeigevorrichtung 81 auf Null ein. Ihre Ermittlung geschieht dann in
folgender Weise: Die Welle 80 ist über die mit ihr gekuppelte Welle 82 auf ein Schaltwerk 83 geschaltet,
das den schon erwähnten Schaltwerken 68 und 70 entspricht und den Motor 31 steuert. Über seine zweite
Eingangswelle 84 ist das Schaltwerk 83 an die Ausgangsseite eines Differentialgetriebes 85 angeschlossen. Dieses
ist eingangsseitig einerseits an die Ausgangswelle 87 eines Multiplikationsgetriebes 86 und andererseits an
die Ausgangswelle 89 eines Sinus-Kosinus-Getriebes 88 angeschlossen. Das Multiplikationsgetriebe 86 erhält
über die Wellen 30, 90 und 91 die Größe α und über
die Wellen 92, 93 und 72 die Größe e · cos α zugeführt.
Somit führt das Ausgangsglied 87 des Multiplikationsgetriebes 86 die Größe ά · e ■ cos a.
Dem Sinus-Kosinus-Getriebe 88 wird über die Wellen 94 und 63 die Größe α und, wie dem
folgenden ■ schon vorweggenommen, sei, über die Welle 32 die Größe e zugeführt. Zum Verständnis
der Wirkungsweise sei betont, daß diese letztere Größe im Rechengang die Unbekannte ist und
durch die betreffende Anordnung erst errechnet wird. Bezeichnet man die über die Welle 32 zugeleitete
Größe zunächst mit x, so wird also in dem Differentialgetriebe
85, das die zugeleiteten Größen addiert, der Ausdruck χ ■ sin α + a ■ e ■ cos α gebildet. Das
Schaltwerk 83 steuert den Motor 31 so, daß die Wellen 84 und 82 die gleichen Eingangswerte führen. Ist also
der von der Welle 82 geführte Wert, wie angenommen sei, gleich HU, so steuert das Schaltwerk 83 den
Motor 31 laufend derart, daß die folgende Gleichung erfüllt ist. ,
HU = χ ■ sin a + ά · β ■ cos α .
(13)
Ein Vergleich dieser Gleichung mit der obigen Gleichung (4) zeigt, daß sich durch den erläuterten
Rechengang χ zu e bestimmt, also gilt χ = e.
Es wird somit durch den Motor 31 die Größe e
gebildet, unter der Voraussetzung, daß die Welle 82 nach der Anzeigevorrichtung 81 auf die Größe HU
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eingestellt war. Zunächst ist aber im allgemeinen die Größe HU unbekannt, und sie wird in diesem Falle
vorerst auf Null eingestellt, was einer Zielbewegung mit konstanter Höhe h entspräche. Ist dieser Wert
Null wegen Schrägfluges des Zieles unrichtig, so wird auch die Größe e mehr oder weniger fehlerhaft sein.
: '■' Man kann das aber am Eolgezeigerwerk 39 erkennen.
Treten hier Abweichungen zwischen' den Empfängerzeigern 39a und den Folgezeigern 39^ auf, so kann das
to nur auf zwei Ursachen beruhen, nämlich a) auf Meßfehlern
bzw. Meßschwankungen bei der g-Messung,
; '- b) auf unrichtiger Einstellung der Größe HU.
Beide Einflüsse lassen sich trotz ihrer Überlagerung getrennt feststellen; denn Meßfehler bzw. Meß-Schwankungen
ergeben unregelmäßige Schwankungen der Empfängerzeiger 39^ um die sich ruhig bewegenden
und bei entsprechender Einstellung des. Handrades 50 die Meßschwankungen mittelnden Folgezeiger 396. Ein
fehlerhafter Wert der Größe HU führt hingegen zu einem fehlerhaften Wert der Größe e und damit zu
einem einseitigen Auswandern der Folgezeiger 39,,
■ gegenüber den Empfängerzeigern 39,,. Wenn-also diese
letztere Erscheinung am Folgezeigerwerk 39 auftritt, so bringt man sie durch Verstellen des Handrades 79
zum Verschwinden. Damit ist zugleich die Größe HU auf den richtigen Wert eingestellt. Es sei noch erwähnt,
daß man auch ein Zusatzgerät vorsehen kann, das z.B. in anderweit bekannter Weise die Größe HU
zu ermitteln gestattet. Nach den Angaben dieses Zusatzgerätes führt man dann die Größe HU über das
Handrad 79 nach der Anzeigevorrichtung 81 ein.
Das erwähnte Sinus-Kosinus-Getriebe 88 liefert über seine zweite Ausgangswelle 95 die Größe e · cos α
an das Differentialgetriebe 96. Dieses ist eingangsseitig ferner an die Ausgangswelle 97 des Multiplikationsgetriebes
98 angeschlossen, dem über die Wellen 30, 90 und 99 die Größe α und über die Wellen 67, 100,
101 und 102 die Größe h = e ■ sin α zugeleitet wird.
Das Differentialgetriebe 96 liefert ausgangsseitig an die Welle 103 die Differenz e ■ cos α — ä ■ e ■ sin'α;
d.h. nach Gleichung (3) die Größe EUn; sie kann an
' der mit der Welle 103 gekuppelten Anzeigevorrichtung
104 abgelesen werden.
Aus den bisher ermittelten Größen werden im weiteren Teil des Rechners nach den Gleichungen (9) bis (11) die Vorhaltwinkel Δφ und Δα und die Größe hs bestimmt. Hierzu wird die Geschoßflugzeit T benötigt. Sie wird in einem ballistischen Rechner, der an den vorliegenden Rechner mittelbar oder unmittelbar angeschlossen, wird bzw. einen Teil desselben bildet, bestimmt und dem vorliegenden Rechner zugeleitet. (Ein ■ Ausführungsbeispiel des ballistischen Teils ist in Fig. 6 dargestellt.) .
Aus den bisher ermittelten Größen werden im weiteren Teil des Rechners nach den Gleichungen (9) bis (11) die Vorhaltwinkel Δφ und Δα und die Größe hs bestimmt. Hierzu wird die Geschoßflugzeit T benötigt. Sie wird in einem ballistischen Rechner, der an den vorliegenden Rechner mittelbar oder unmittelbar angeschlossen, wird bzw. einen Teil desselben bildet, bestimmt und dem vorliegenden Rechner zugeleitet. (Ein ■ Ausführungsbeispiel des ballistischen Teils ist in Fig. 6 dargestellt.) .
Die von der Welle 103 geführte Größe EUh wird
über die Welle 105 und ein Differentialgetriebe 106,
in dem eine Windkorrektur überlagert wird, der Eingangswelle 107 eines Multiplikationsgetriebes 108 zugeleitet.
Die genannte Windkorrektur bleibe bei der Erläuterung zunächst unberücksichtigt; danach wird
also dem Multiplikationsgetriebe 108 die Größe EUh
zugeleitet. Dieses Multiplikationsgetriebe erhält ferner über seine Eingangswelle 109 und die an den ballistischen
Rechner angeschlossene Welle 110 die Geschoßflugzeit T zugeleitet. Das von dem Multiplikationsgetriebe 108 gebildete Produkt EUh · T wird über die
Ausgangswelle in einem Differentialgetriebe 112 zugeleitet,
das außerdem an die Ausgangswelle 113 eines Sinus-Kosinus-Getriebes 114 angeschlossen ist und von
diesem die Größe p · cos φ zugeleitet erhält.
In das Sinus-Kosinus-Getriebe 114 wird eingangsseitig
über den Drehknopf 115 nach der mit diesem verbundenen Anzeigevorrichtung 116 und über die
Wellen 117 und 118 die Größe p und ferner über die
Wellen 119, 120 und 121 die Größe φ eingeführt. Die
Welle 121 ist über das Differentialgetriebe 122 an die
Welle 17 und über die Welle 123 an das Handrad 124
angeschlossen. Über das Handrad wird nach der mit der Welle 121 gekuppelten Anzeigevorrichtung 125 bei
der unten noch beschriebenen Nulleinstellung des Gerätes der von der Welle 17 geführte Seitenwinkel in
dem Differential 122 von der Additionskonstanten befreit, so daß danach die Welle 121 den auf die gewählte Nullrichtung bezogenen Seitenwinkel φ führt.
Die Anzeigevorrichtung 125 kann, wie in der Zeichnung angedeutet, zu einem Folgezeigerwerk ergänzt sein, so
daß — z.B. für die Zwecke der Zielaufnahme — auch die anderweitig ermittelten Werte der Größe φ über
das Folgezeigerwerk 125 durch entsprechende Betätigung des Handrades 7 in das vorliegende Gerät
übernommen werden können.
Das Differentialgetriebe 112 liefert über die Welle 126 die Summe EUh ■ T + p ■ cos ψ an das Differentialgetriebe
127. Dieses erhält eingangsseitig ferner über die Welle 72 die Größe β ■ cos α und liefert somit
ausgangsseitig über die Welle 128 an das Schaltwerk 129 die Summe e · cos α -j- EUn ■ T + p ■ cos φ. Das
Schaltwerk 129 ist eingangsseitig ferner an die Ausgangswelle 130 eines Sinus-Kosinus-Getriebes 131 angeschlossen.
Dieses liegt eingangsseitig über die Wellen 132 und 133 an dem vom Schaltwerk 129 gesteuerten
Motor 134 und außerdem über die Welle. 135 an einem Motor 136. Dieser wird von einem Schaltwerk 137 gesteuert,
das eingangsseitig an die Ausgangswelle 138 des Sinus-Kosinus-Getriebes 131 und ferner an die
Ausgangswelle 139 eines Differentialgetriebes 140 angeschlossen
ist. Dieses erhält über die Ausgangswelle 141 des Sinus-Kosinus-Getriebes 114 die Größe p>
■ sin φ und ferner über die Wellen 142 und 143 von einem
Multiplikationsgetriebe 144 die Größe SU-T. Hierzu
ist das Multiplikationsgetriebe 144 über die Welle 145
an die die Größe T führende Welle iio und über die Welle 146 und das Differentialgetriebe 147 an die die
Größe SU führende Welle 77 angeschlossen. In dem Differentialgetriebe 147 wird eine Windkorrektur überlagert,
die aber zunächst unberücksichtigt bleiben möge. Das Multiplikationsgetriebe 144 bildet also das
Produkt SU- T, so daß die Welle 139 die Summe
SU- T + p -sin φ führt.
. Die Schaltwerke 129 und 137 arbeiten in gleicher
Weise wie die obenerwähnten Schaltwerke 68, 70 und 83; sie steuern also den zugehörigen Motor 134. bzw.
136 so, daß die Ausgangswellen 130 und 138 des Sinus-
>. Kosinus-Getriebes 131 die gleichen Stellungen wie die
Welle 128 bzw. die Welle 139 einnehmen und.somit
die gleichen Werte wie diese Wellen führen. Die Eingangswelle 135 des Sinus-Kosinus-Getriebes 131 führt
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den Winkelwert und die Eingangswelle 132 den Betrag des in die Sinus- und in die Kosinuskomponente zu
zerlegenden Vektors ein. Man sieht nun folgendes:
Über die Welle 139 wird dem Schaltwerk 137 der
Summenausdruck zugeführt, der die rechte Seite der obengenannten. Gleichung (9) bildet. Dem Schaltwerk
129 wird über die Welle 128 ein Summenausdruck
zugeleitet, der die rechte Seite der obigen Gleichung (10) bildet. Die beiden Steuerungen 129, 134 und 137, 136
stellen das Sinus-Kosinus-Getriebe 131 eingangsseitig
so ein, daß die Ausgangswellen 130 und 138 die gleichen
Werte wie die Wellen 128 und 139 führen, daß also die Welle 138 nach Gleichung (9) die Größe
es · cos as ■ sin Δ φ und die Welle 130 nach Gleichung
(10) die Größe es ■ cos as ■ cos Αφ führt. Vergleicht
man diese die linken Seiten der Gleichungen (9) und (10) darstellenden Ausdrücke miteinander und berücksichtigt
man, daß die Eingangswelle 132 den Betrag und die Eingangswelle 135 den Winkel des in dem
Sinus-Kosinus-Getriebe 131 in seine Sinus- und seine
. Kosinuskomponente zu zerlegenden Vektors einführt, so müssen notwendigerweise die Welle 135 die GrößeZlq?
und die Wellen 132 und 133 die Größe es ■ cos as
führen.
Die zuletzt beschriebene Getriebeanordnung erweist sich somit als eine Einrichtung zur Lösung eines
Gleichungssystems mit zwei Unbekannten. Das Gleichungssystem wird durch die oben angegebenen
Gleichungen (9) und (10) gebildet, und die beiden Unbekannten
sind die Größen Δ φ und es ■ cos as.
Die in Gleichung (11) auftretende Größe.-ph wird
über einen Drehknopf 148 nach der mit diesem verbundenen Anzeigevorrichtung 149 über die Welle 150
eingeführt und dem Differentialgetriebe 151 zugeleitet.
Die Größe HU wird über die mit der Welle 80 gekuppelte
Welle 152 einem Multiplikationsgetriebe 153 zugeführt, das ferner über die Wellen 110, 154 und 155
die Größe T erhält und somit ausgangsseitig über die Welle 156 das Produkt HU ■ T liefert und dem Differentialgetriebe
157 zuleitet. Dieses erhält ferner über die Wellen 55 und 158 die Größe A und liefert also
ausgangsseitig über die Welle 159 die Summe A + HU"■ T; ihr wird im Differentialgetriebe 151 die
Größe fh überlagert. Somit führt die Ausgangswelle
160 nach der Gleichung (11) die Größe A8. Mit Hilfe
dieser Größe und der von der Welle 133 geführten Größe es ■ cos as läßt sich die Größe as und mit ihrer
Hilfe die Größe Δ α= as — α (s. Fig. 1) bestimmen.
Hierzu dient folgende Anordnung:
' Die Größe hs wird über die Wellen 160 und 161 der
Eingangswelle 162 eines Schaltwerkes 163 zugeleitet.
Dieses ist eingangsseitig ferner über die Welle 164 an das eine Ausgangsglied eines Sinus-Kosinus-Getriebes
165 angeschlossen. Das zweite Ausgangsglied dieses Getriebes ist auf die Eingangswelle 166 eines Schaltwerkes
167 geschaltet, das eingangsseitig ferner über die Welle 168 die Größe es ■ cos a6 zugeleitet erhält
Das Schaltwerk 163 steuert einen Motor 169; er arbeitet auf ein Differentialgetriebe 170, das außerdem
an die die Größe α führende Welle 63 angeschlossen ist. Die Ausgangswelle 171 des Differentialgetriebes
170 ist mit der Welle 172 gekuppelt, an die das Sinus-Kosinus-Getriebe
165 eingangsseitig angeschlossen ist.
Dieses ist eingangsseitig ferner über die Wellen 173
und 174 an die Ausgangswelle 175 eines Differentialgetriebes
176 angeschlossen, das seinerseits über die Wellen 40 und 177 die Größe e aufnimmt und ferner
an den vom Schaltwerk 166 gesteuerten Motor 178 angeschlossen ist. ' .
Die Eingangswelle 173 des Sinus-Kosinus-Getriebes 165 führt den Betrag und die Eingangswelle 172, den
Winkel des in dem Sinus-Kosinus-Getriebe 165 in seine Sinus- und . seine Kosinuskomponente zu zerlegenden
Vektors ein. Beim Arbeiten der Einrichtung werden durch die beiden Steuerungen solche Werte in
das Sinus-Kosinus-Getriebe 165 eingeführt, daß dessen'
Ausgangsgrößen dem von der Welle 162 bzw. dem von der Welle 168 geführten Wert entspricht. Die Welle
162 führt die Größe A8 = es -sin a8 und die Welle 168
die Größe es ■ cos as. Folglich muß der von der Welle
172 geführte Wert gleich as und der von den Wellen
173 und 174 geführte Wert gleich es sein.
Die anzubringenden Windkorrekturen sind in den obigen Gleichungen nicht eigens erwähnt, da die Errechnung
und Überlagerung der Windkorrekturen in an sich bekannter Weise ausgeführt werden kann.
Bekanntlich ist der durch die Windstärke und die Windrichtung bestimmte Windvektor in einem sogenannten
Windzerleger (Sinus-Kosinus-Getriebe) in zwei Komponenten, den Längswind und den Querwind
bezogen auf die Schußrichtung oder — bei einer näherungsweisen Rechnung — bezogen auf die Zielrichtung,
zu zerlegen. Mit diesen beiden Komponenten werden dann die Windkorrekturen gebildet. Bei 179 ist der
Windzerleger dargestellt. Über den Drehknopf 180 wird nach der mit diesem gekuppelten Anzeigevorrichtung
181 die gegen die Bezugslinie B-G bzw. deren Horizontalprojektion gemessene Windrichtung φυ1 eingeführt.
In dem an den Drehknopf 180 und ferner an die Welle 121 angeschlossenen Differentialgetriebe 182
wird aus φ und (pw der Winkel φ—φυ1, d.h. der Winkel
zwischen Windrichtung und Zielrichtung, gebildet; er geht über die Welle 183 an den Windzerleger im Getriebe
179. Diesem wird die Windstärke über den Drehknopf 184 nach der mit diesem verbundenen An-Zeigevorrichtung
185 zugeleitet.
Die zur Berücksichtigung des Windeinflusses erforderlichen
Verbesserungen werden hier als Produkt kQ ■ Wq · T bzw. Aj- W1- T dargestellt; hierbei ist T
die Geschoßflugzeit, WQ ist die Windquerkomponente
und W1 ist die Windlängskomponente; ka und kl sind
je ein Proportionalitätsfaktor. Die Größen Wg und W1
werden von dem Getriebe 179 über die Wellen 186, 187 bzw. 188 — durch entsprechende Getriebeübersetzungen
zu kq · Wq bzw. zu Ji1 · W1 ergänzt — dem
Differentialgetriebe 106 bzw. 147 zugeleitet und additiv
der Größe EUn bzw. SU überlagert Und gemeinsam
mit diesen in dem weiteren, schon beschriebenen Rechengang mit der Geschoßflugzeit T multipliziert..
Die von der Welle 135 geführte Größe Δ φ wird über
die Welle 189 dem Differentialgetriebe 190 zugeleitet,
das außerdem über die Welle 121 die Größe φ erhält
und ausgangsseitig über die Welle 191 die Größe <ps
liefert nach der aus den Fig. 1 bis 4 abzulesenden. Beziehung .. .
■ cps = ψ + Δψ . (i4)
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In dem ballistischen Teil wird, wie schon angedeutet, z. B. aus den von den Wellen 172 und 174 geführten
Größen as und es, der Aufsatzwinkel ω errechnet, der,
zur Größe as hinzuaddiert, die Gesamtrohrerhöhung
ε ==as + ω ergibt. Ferner wird in dem ballistischen
Teil aus den von den Wellen 160 und 174 geführten Größen hs und es oder aus hs und es ■ cos as die Geschoßflugzeit
T bestimmt. Zur Ermittlung dieser beiden Größen ω und T kann man sich in üblicher Weise je
ίο eines nach as und es bzw. hs und es bzw. hs und
es · cos as angetriebenen Kurvenkörpergetriebes bedienen,
dessen Funktionsfläche auf Grund der in Betracht kommenden Schußtafel gestaltet ist und das
somit gleichsam eine mechanisierte Schußtafel darts stellt. " ,
Die Größen as und <ps werden gegebenenfalls noch
durch eine von Hand über je ein Differentialgetriebe einzuführende Kommandokorrektur und die Größe φβ
außerdem durch eine Drallkorrektur verbessert. Mit diesen Verbesserungen bilden die Größen q>s und as
nebst der Größe T bzw. nebst der aus dieser abgeleiteten Tempierungsgröße die gesuchten Schußdaten;
sie werden mit elektrischen Fernübertragungssystemen zum Geschütz übertragen und am Rechner
zur Kontrolle und Ermöglichung einer etwaigen telefonischen Weitergabe durch Anzeigeeinrichtungen angezeigt.
Die Drallkorrektur kann im einfachsten Fall gleich kä· T gesetzt werden, worin kd ein· Proportionalitätsfaktor
ist. Hierzu wäre in die Welle 189 oder 191 noch
ein Differential einzuschalten und dieses über seine eine Eingangsseite mit entsprechendem Übersetzungsverhältnis
an die die Größe T führende Welle 110 anzuschließen.
Eine genauere Bildung der Drallkorrektur erhält man, wenn sie ·— unter Verwendung einer
mittleren Korrektur — als Funktion fa (T) der Geschoßflugzeit
T dargestellt wird. Das läßt sich getriebemäßig einfach in der Weise durchführen, daß
die Funktion fd (T) auf den Kurvenkörper 144 mit
aufgenommen wird.
Die Nulleinstellung des Rechners erfolgt hinsichtlich der Höhenwinkel α und as durch Horizontierung
des Rechners, wozu dieser z.B. mit zwei kreuzweise angebrachten Libellen versehen wird. Die Nulleinstellung
des Seitenwinkels wird folgendermaßen durchgeführt:
Vor Beginn der Zielaufnahme wird das am Punkt B
(vgl. Fig. ι und 2) aufgestellte Gerät über das Handrad 7 der Seite nach auf den Punkt G gerichtet. AIsdann
muß nach der Voraussetzung, daß die Horizontalprojektion der Linie B-G (s. Fig. 2) als Bezugslinie für die Zählung des Seitenwinkels verwendet wird,
der Winkel φ gleich Null sein. Demgemäß wird — bei
der vorgenannten Seiteneinstellung des Rechners — über das Handrad 124 die Welle 121 nach der mit ihr
gekuppelten Anzeigevorrichtung 125 auf Null gestellt.
Damit ist die Nulleinstellung des Gerätes bezüglich der Seitenwinkelzählung beendet.
Wird nunmehr das Gerät durch sinngemäße Betätigung der Handräder 7 und 8 der Seite und der
Höhe nach auf das Ziel gerichtet, und wird dieses laufend verfolgt, so erhält man in der oben eingehend
beschriebenen Weise laufend die gesuchten Schußdaten. Um bei der Zielaufnahme und beim Zielwechsel
das Gerät schnell in die Richtung des Zieles bringen zu können, wird vorzugsweise eine Entkupplungseinrichtung
zwischen der Welle 17 und dem Ritzel 18 vorgesehen, so daß nach Lösen dieser Kupplung der
gesamte Oberteil 2 schnell von Hand in die ungefähre Zielrichtung geschwenkt werden kann. Darauf wird
die Kupplung wieder eingekuppelt und durch Betätigung
des Handrades 7 die genaue Seiteneinstellung des Gerätes herbeigeführt.
Fig. 6 zeigt eine einfache Lösung zur Bildung der Geschoßflugzeit und zur selbsttätigen Bestimmung des
Zünderstellwertes durch Differentiation der Geschoßflugzeit. In einem Kurvenkörpergetriebe 192 wird als
Funktion der Größen hs und es ■ cos α die Geschoßflugzeit
Γ gebildet und auf ein Schaltwerk 193 geleitet, das seinerseits einen Motor 194 steuert. Dieser
Motor stellt an einem Reibradgetriebe 195, das z.B. dem schon beschriebenen Reibradgetriebe 9 bis 14
entsprechen kann, radial zur Reibscheibe die Reibrolle ein und arbeitet andererseits auf ein Differential .196,
das über seine zweite Eingangsseite an die Ausgangswelle des Reibradgetriebes 195 angeschlossen ist. Dieses
Differential 196 hat mit dem Reibradgetriebe 195 den
gleichen Zusammenhang wie das Differential 15 mit dem Reibradgetriebe 9 bis 14. Hieraus geht hervor,
daß dem Schaltwerk 193 von der Ausgangswelle des Differentials 196 ebenfalls die Größe T zugeleitet wird
und daß der Motor 194 die Größe — führt. Diese
Größe wird zusammen mit der nach der Anzeigevorrichtung 197 über ein Handrad eingeführten Ladeverzugszeit
L einem Multiplikationsgetriebe 198, für das z.B. ein Kurvenkörpergetriebe benutzt werden
L dieses
kann, zugeleitet. Die Ausgangsgröße —— ·
wert r = T -f
dt
L. Er wird über einen an die Aus-
Multiplikationsgetriebes wird in einem Differential 199
zu der Größe T addiert. Man erhält damit auf der Ausgangsseite des Differentials 199 den Zünderstell-
gangswelle des Differentials 199 angeschlossenen Geber
an die Zünderstellmaschine des Geschützes übertragen, während die dprch den Motor 194 verstärkte Geschoßflugzeit
T zwischen dem Differential 196 und dem Schaltwerk 193 abgenommen und in den in Fig. 5 dargestellten
Teil des Rechengerätes an die Welle 110 geleitet wird.
Die verschiedenen Steuerungen, z.B. 70, 71 und 68, 58 usw., können nach Art der bekannten Nachlaufsteuerungen
ausgeführt werden. Vorzugsweise werden elektrische Steuerungen benutzt, z.B. nach dem in
.Fig. 7 gezeigten Aufbau. 200 ist der Motor, und zwar ein Gleichstrommotor. Seine Feldwicklung 201 besteht
aus zwei Teilen, die über die Schaltvorrichtung 202 und den Anker an die Stromquelle 203 angeschlossen
sind. Die Schaltvorrichtung 202 umfaßt einen drehbar gelagerten Schaltarm 204, der mit der Welle 205 gekuppelt
ist und mit zwei Kontaktsegmenten 206 und
207 zusammenarbeitet. Diese sind auf einer gleichachsig zum Schaltarm 204 drehbar gelagerten Scheibe
208 befestigt, die mit einer Welle 209 gekuppelt ist. Je nachdem, ob der Schaltarm 204 bei 206 oder 207
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Kontakt macht, läuft der Motor in einen oder anderen Drehsinn, und zwar so lange, bis der Schaltarm 204
in die Nullstellung bezüglich der beiden Kontaktsegmente 206 und 207 zurückgekehrt ist. Die beiden
Wellen 205 und 209 entsprechen z.B. mit Bezug auf die Steuerung 129, 134 der Fig. 5 den Wellen 128 und
130, während der Motor 200 in diesem Fall dem Motor ; 134 entspricht.
Kuppelt man die Welle des Motors 200 mit einer der Wellen 205 und 209, z.B. mit der Welle 209, so
bildet die in Fig. 7 dargestellte Steuerung eine Nachlaufsteuerung, d.h. eine Steuerung, die eine vorge-
; gebene, von der Welle 205 ausgeführte Bewegung mit
Energie nachbildet. Die Fig. 7 will nur mehr oder weniger schematisch eine der möglichen Steuerungen
aufzeigen. Selbstverständlich können auch die höher entwickelten Typen dieser Steuerungen, z.B. nach
' Patentschrift 631665, benutzt werden. Nachlaufsteuerungen
sind auch innerhalb des Rechners nach
ao Fig. 5 zur Entlastung der einzelnen Rechengetriebe anwendbar, z.B. zwischen der Welle 14 und dem
Differential 15, zwischen der Welle 25 und dem Differential 26, zwischen dem Multiplikationsgetriebe 86
und der Welle 87 usf. ■ - - ·
Zu den Gleichungen (1) bis (14) sei noch bemerkt,
daß die einzelnen Größen, was sich von selbst versteht, mit den richtigen Vorzeichen einzuführen bzw. die
positive und dementsprechend die negative Richtung sinngemäß zu wählen sind. So ist z. B. die Zählung der
Größe Δφ der Gleichung (14) so zu wählen, daß diese
Größe im Falle der Fig. 2 negativ ist, wie man sich bei einem Vergleich der Gleichung (14) mit Fig. 2
'"'"■■ überzeugt. Dieses Beispiel dürfte hinsichtlich dieses
Punktes auch zugleich die übrigen Gleichungen erläutern.
Wie aus der obigen Beschreibung und insbesondere aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist bei dem neuen
Rechner nicht eine Zielbewegung in konstanter Flughöhe vorausgesetzt, es wird vielmehr auch Sturz- und
Schrägflug des Zieles berücksichtigt. Will man hierauf aber verzichten, so kann konstante Flughöhe des
Zieles angenommen werden, ebenso wie auch sonstige Möglichkeiten der Vereinfachung bestehen, z.B. durch
Verzicht auf die Berücksichtigung der Parallaxe zwischen Beobachtungsort B und" dem Geschützort
bzw. der Batteriemitte G. In diesem Falle kommen in den Gleichungen (9) bis (11) die entsprechenden Parallaxglieder
in Fortfall.
Claims (13)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Feuerleitrechner für Luftziele, gekennzeichnet durch folgenden Rechengang, nämlich daß durch laufende Zielverfolgung die Winkel und Winkelgeschwindigkeiten des Zielstrahls in der Lotebene und in der Waagerechtebene gemessen, aus diesen Größen und der Zielentfernung die drei linearen Bewegungskomponenten des Zieles (horizontale Annäherungsgeschwindigkeit EUn, horizontale Quergeschwindigkeit SU und Vertikalgeschwindigkeit HU) bestimmt und auf Grund dieser Größen wiederum die Vorhaltgrößen und Schußgrößen errechnet werden.
- 2. Rechner nach Anspruch'!, dadurch gekennzeichnet, daß der Errechnung der linearen Bewegungskomponenten des Zieles die Gleichungen777-r de daP-Un = -7— · cos α — e · sin α · — , dt dtSU =--?-■ e-cosaHU =dedae · cos αund der Errechnung der Vorhaltgrößen die Gleichungenes ■ cos as ■ sin Δφ = SU ■ T -f p ■ sin φ, es ■ cos as ■ cos Δφ= e ■ cos a + i?t/Ä · T 4- ^> · cos φ,oder mathematisch gleichwertige Gleichungen zugründe gelegt sind, wobei gegebenenfalls p, pn und — bei Annahme konstanter Flughöhe — HU gleich Null gesetzt werden können; es bedeutet: e die Entfernung zum Meßpunkt, es die Entfernung zum Treffpunkt, α den Höhenwinkel zum Meßpunkt, as den Höhenwinkel zum Treffpunkt, φ den Seitenwinkel zum Meßpunkt, gemessen gegen die Richtung Leitstand—Batteriemitte, q>s den Seitenwinkel zum Treffpunkt, Δ φ den Seitenwinkelvorhalt, p die Horizontalentfernung Leitstand—Batteriemitte, pn den Höhenunterschied Leitstand—Batteriemitte, T die Geschoßflugzeit.
- 3. Rechner, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Errechnung der Vorhaltgrößen dienenden Gleichungen — durch Windkorrekturen ergänzt — dem Rechner in folgender Form zugrunde gelegt sind:ps · cos as ■ sin Δφes ■ cos r<s · cos Δφ= e ■ cos Δ + [EUn + Jt1 ■ W1) ■ T + p ■ cos φ;es bedeutet: WQ die Windquerkomponente, W1 die Windlängskomponente, kq einen Proportionalitätsfaktor, k j. einen Proportionalitätsfaktor.
- 4. Rechner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkorrektur in der Form kä · T oder als Funktion der Geschoßflugzeit, und zwar als mittlere Korrektur in der Form fd (T), no Anwendung findet; es bedeutet: kd einen Proportionalitätsfaktor.
- 5. Rechner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion fä (T) auf den SU, Γ-Kurvenkörper (144) mit aufgenommen ist.
- 6. Rechner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur laufenden Ermittlung der Winkel und Winkelgeschwindigkeiten des Zielstrahls in der Lotebene und in der Waagerechtebene die Zieloptik (4, 5) der Seite und der Höhe nach an je einen Differentiator (7 bis 26,29) angeschlossen ist, der in an sich bekannter Weise aus einer selbsttätigen Antriebseinheit, vorzugsweise einem Motor konstanter Drehzahl mit Reibradgetriebe, und einem diese hinsichtlich der Ausgangsgeschwindigkeit steuernden und dabei609 508/59N2987XI/72fzugleich Fehlstellungen der Richtoptik, beseitigenden: Handantrieb besteht.
- 7. Rechner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur selbst-detätigen Bestimmung der Größe —j— ein in seinerStellung von der Differenz zweier Eingangsgrößen abhängiges und einen Motor (31) auf Rechts- und Linkslauf steuerndes . Schaltwerk (83) auf seiner einen Eingangsseite (82) die Größe H U aufnimmt und der Motor (31) mit seiner die Größe χ führenden W'elle (32) über ein Sinusgetriebe (88), das mit seinem zweiten Eingangsglied die Größe α aufnimmt und demgemäß die Größe χ ■ sin α bildet, und ferner über ein Additionsgetriebe (85), das über seine zweite Eingangsseite (87) die Größe■ e · cos α aufnimmt und demgemäß die Summedtχ ■ sin α +da dt■ cos. α bildet, auf die zweite Eingangsseite (84) des Schaltwerkes (83) geschaltet ist, so daß infolge der Steuerung des Motors (31) im Sinne der Gleichheit der Eingangsgrößen am Schaltwerk (83) die von der Motorwelle (32) geführte Größe χ sich nach der GleichungHU =Größedtde~dTsin α(L tcos α zur gesuchtenbestimmt.
- 8. Rechner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die mit dem Motor (31) verbundene Welle (32) ein Handantrieb (32J angeschlossen ist, so daß — insbesondere beim Übergang auf Flachfeuer — die Bildung des Entfernungsunterschiedes auch von Hand durch Indeckunghalten der e-Anzeige (39) erfolgen kann.
- 9. Rechner nach Anspruch 7. oder 8, dadurchdegekennzeichnet, daß an die die Größe——führendeWelle (32) ein Integrator (33 bis 38) angeschlossen ist und daß dessen Ausgangswelle (38) und ein Handeinstellorgan (50) über ein Differential (42) auf die Folgezeiger (39,,) eines die Meßwerte der Größe e aufnehmenden Folgezeigerwerkes (39) geschaltet sind, so daß auf Grund der Beobachtung dieses Folgezeigerwerkes über das Handeinstellorgan (50) die Integrationskonstante des von dem Integrator gebildeten Integrals und ferner über ein zweites Handeinstellorgan (79) die Größe HU eingeführt und berichtigt werden kann.
- 10. Rechner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Größe β führendes Glied (65) auf ein Sinusgetriebe (60) geschaltet ist und an dessen die Größe e · sin α führendes Ausgangsglied (61) und an ein die Größe h führendes Glied (67) die Schaltvorrichtung (68) einer Motorsteuerung (58, 68) angeschlossen ist und deren Motor (58) wahlweise auf das die Größe h oder das die Größe e führende Glied (67 bzw. 65) schaltbar ist, so daß von den beiden Größen e und h wahlweise die eine oder die andere eingeführt und die verbleibende Größe aus der eingeführten Größe bestimmt werden kann.
- 11. Rechner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Rechengang eine Auflösung der Gleichungenes ■ cos as · sin Δφ = SU ■ T + ψ ■ sin φ , es ■ cos as ■ cos Δφ = e ■ cos α + EUn · J1+ P · cos φbzw. der entsprechenden ergänzten Gleichungen zunächst nach es ■ cos as und Δφ erfolgt und hierzu ein Sinus-Kosinus-Getriebe (131) mit zwei Motorsteuerungen (129, 134; 136, 137) dient, deren eine den Betrag (es ■ cos as) und deren andere die, Richtung (Δφ) des im Sinus-Kosinus-Getriebe (131) zu zerlegenden Vektors ermittelt und in das Sinus-Kosinus-Getriebe einführt und daß die zugehörigen Schaltvorrichtungen (129, 137) einerseits an das eine (130) bzw. das andere Ausgangsglied (138) des Sinus-Kosinus-Getriebes (131) und andererseits an ein die rechte Seite der vorgenannten zweiten Gleichung bzw. die rechte Seite der vorgenannten ersten Gleichung führendes Glied (128 bzw. 139) angeschlossen sind.
- 12. Rechner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Größen es und as aus den Größen es ■ cos as und der Größe hs ermittelt werden und hierzu ein Sinus-Kosinus-Getriebe (165) mit zwei Motorsteuerungen (167, 178; 163, 169) dient, deren eine (167, 178) den Betrag (es) und deren andere den Winkel (as) des zu zerlegenden Vektors einführt, und daß die zugehörigen Schaltvorrichtungen (167, 163)· einerseits an das eine (166) bzw. das andere Ausgangsglied (164) des Sinus-Kosinus-Getriebes (165) und andererseits an ein die Größe es · cos as führendes Glied (168) bzw. an ein die Größe hs führendes Glied (161) angeschlossen sind.
- 13. Rechner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Kurvenkörpergetriebe od. dgl. gelieferte Größe T einem Schaltwerk (193) zugeleitet wird und dieses einen Motor steuert, der über einen Differentiator, vorzugsweise einen Reibraddifferentiator (195, 196), auf die zweite Eingangsseite des Schaltwerkes arbeitet und so selbsttätig dieGröße —r- bildet, die, in einem Multiplikations-dt .'.-■■ . *getriebe (198) mit der Ladeverzugszeit L multipliziert, den Ausdruck -τ— · L ergibt, und daß dieserund die Geschoßflugzeit T einem Additionsgetriebe (199) zugeführt werden zur Bildung des/7T1Zünderstellwertes τ = T -\dtL .Hierzu 2 Blatt Zeichnungen© 609 508/59 4.56
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