NO124962B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og innretning til å skaffe korrekt

forsprangsvinkel under beskytning av bevegelige mål.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på en fremgangsmåte og en innretning til under beskytning av et bevegelig mål å skaffe korrekt forsprangsvinkel under anvendelse av at innsiktbart våpen og et likeledes innsiktbart sikte, slik mekanisk og eller elektrisk sammenkoblet at våpenets skuddretning og siktets siktelinje normalt beveger seg likt under forfolgelsen av målet. Oppfinnelsen er særlig bestemt for kjoretoybårne våpen, f.eks. kampvogner, og våpenet kan i dette tilfelle være såvel side- som hoydesvingbart montert i kjoretoyet eller være fast montert i dette idet innsiktningen av våpenet da skjer ved svingning av hele kjoretoyet. Oppfinnelsen kan imidlertid også anvendes ved stasjonært montert våpen. Særlig er oppfinnelsen bestemt for slike våpen-sikte-systemer hvor siktet er montert på den innsiktbare del av våpenet så det deltar i eller i det minste påvirkes av våpenets innstillingsbevegelse, men kan også anvendes ved våpen-sikte-systemer hvor våpenet og siktet er oppstillet separat og kan stilles inn hver for seg så våpenets innstillingsbevegelse ikke innvirker på siktet.

Ved beskytning av et bevegelig ruål med et våpen-sikte-system

av den ovenfor on&alte art holder en skytter siktets siktelinje stadig rettet mot det bevegelige mål samtidig som han styrer våpenet slik at våpenets skuddretning beveger seg sammen med siktelinjen. Ved et system hvor siktet er montert på det innstillbare våpen, skjer inn-stillingen av siktets siktelinje mot målet vanligvis ved svingning av selve våpenet. I avfyringsoyeblikket for et skudd må der imidler-

tid som bekjent foreligge en viss vinkelforskjell mellom våpenets skuddretning og siktets siktelinje, der som nevnt er rettet mot målet. Den samlede nodvendige vinkelforskjell setter seg frem for alt sammen

av to komponenter, nemlig dels en komponent som behoves av hensyn til målets bevegelse, den såkalte forsprangsvinkel, og dels en komponent som kreves av hensyn til skuddets krumme bane, den såkalte overhoyde. Dessuten inneholder den totale vinkelforskjell vanligvis også korreksjoner, f.eks. for vindens innvirkning på det avskudte projektil, projektiletss<p>inn o.s.v. Den foreliggende oppfinnelse befatter seg frem for alt med den av hensyn til målets bevegelse nodvendige forsprangsvinkel, men også med beregningen av de ovrige innstillingsvink-ler.

Forsprangsvinkelen som behoves av hensyn til målets bevegelse avhenger av målets vinkelhastighet i forhold til våpenets oppstillingssted - en vinkelhastighet som stemmer overens med siktelinjens vinkelhastighet hvis siktet er montert pa eller like ved våpenet og siktelinjen hele tiden holdes rettet mot målet - videre avstanden til målet samt middelhastigheten for et mot målet avfyrt skudd. For beregning av forsprangsvinkelen er det kjent under målforfolgelsen kontinuerlig å måle siktelinjens vinkelhastighet og la en kalkulator på grunnlag av den forst lavpassfiltrerte vinkelhastighet for siktelinjen og en kontinuerlig målt verdi for avstanden til målet kontinuerlig beregne verdien av den forsprangsvinkel som behoves av hensyn til målets bevegelse, hvorunder vinkelawikelsen mellom siktelinjen og våpenets skuddretning kontinuerlig korrigeres i samsvar med denne beregnede verdi. En innretning som arbeider efter dette prinsipp, blir imidlertid forholdsvis komplisert, Videre må skytteren hele tiden holde siktets siktelinje nfiyaktig rettet mot målet, da enhver feil i målforfSlgelsen medforer en feil i beregningen av forsprangsvinkelen, en feil som vil bestå i et tidsrum som avhenger av tidskonstanten ved filtreringen av den oppmålte vinkelhastighet for siktelinjen. Skytteren har derfor ingen mulighet for å bedomme når der efter inntruffet feil i målforfolgelsen er oppnådd tilstrekkelig noyaktighet i beregningen. Videre vil enhver endring i målets bevegelseshastighet eller bevegelsesretning medfore en forstyrrelse i beregningen av forsprangsvinkelen, en forstyrrelse spm forst blir eliminert efter en for skytteren ukjent tid.

Der er også kjent et system hvor man får den forsprangsvinkel som behoves av hensyn til målets bevegelse, ved at man under et bestemt,begrenset tidsintervall ved hvis begynnelse såvel våpenets skuddretning som siktets siktelinje er innstillet direkte mot målet og har samme vinkelhastighet, gir siktelinjen en vinkelhastighet som bare er en viss brokdel av våpenets, slik at'der i det nevnte tidsintervall, inntrer en kontinuerlig okende vinkelforskjell mellom våpnets skuddretning og siktelinjen, en vinkelhastighet som ved tidsintervallets slutt, da siktelinjen og skuddretningen atter får samme vinkelhastighet, tilsvarer den Orsprangsvinkel som behoves av hensyn til målets bevegelse. Denne metode har den fordel at innretningen til dens gjennomførelse blir forholdsvis enkel, og at skytteren bare ved begynnelsen og slutten av det nevnte begrensede tidsintervall, behover å holde siktelinjen noyaktig rettet mot målet for at forsprangsvinkelen skal bli korrekt. For ved begynnelsen av det nevnte tidsintervall gir man siktelinjen momentant en lavere vinkelhastighet enn tidligere så skytteren uvegerlig mister målet med siktelinjen. Skytteren må derfor i lopet av det begrensede tidsintervall fore siktelinjen tilbake til målet så siktelinjen er noyaktig innstillet på målet ved tidsintervallets slutt. Det har vist seg at dette medforer store van-skeligheter for skytteren, da det begrensede tidsintervall må gjores forholdsvis kort, av størrelsesorden 1-2 sekunder, dels fordi man vil kunne avskyte et skudd så raskt som mulig,og dels fordi målet må bevege seg med konstant hastighet og uforandret retning under dette tidsintervall for at beregningen av forsprangsvinkelen skal bli korrekt. Dessuten blir det ved et system av denne art forholdsvis besværlig å fore inn de ovrige nodvendige retningsvinkelkomponenter, nemlig over-høyden og korreksjonene for vindens innvirkning, spinn o.s.v.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er derfor å skaffe en fremgangsmåte og en anordning til å tilveiebringe korrekt forsprangsvinkel under beskytning av et bevegelig mål ved hjelp av et våpen/sikte-systera av den innledningsvis angitte art, hvor metoden . stiller vesentlig mindre strenge krav til skytterens dyktighet og re-aksjonshurtighet og gir en enkel og - i betraktning av det nødvendige komponentutstyr - lite ruvende innretning til beregning av den forsprangsvinkel som kreves av hensyn til målets bevegelse, samtidig som innretningen dessuten med et forholdsvis lite tilleggsutstyr kan kom-pletteres for også å beregne de retningsvinkelkomponenter som behøves av hensyn til overhøyde, vindkorreksjon, spinnkorreksjon o.s.v.

Også fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er basert på at den forsprangsvinkel som behøves av hensyn til målets bevegelse, blir beregnet under et bestemt, begrenset tidsintervall, og den er karakterisert ved at siktelinjen fortløpende holdes rettet inn mot målet ved dreining av siktet og våpenet samtidig dreies slik at dets skuddretning endres likt med siktelinjens forskyvning uten noen innbyrdes hastighetsforskjell mellom skuddretning og siktelinje, at siktelinjens vinkelhastighet herunder måles og integreres under et bestemt begrenset tidsintervall, at siktelinjen og skuddretningen etter dette integrasjonsintervalls avslutning hovedsakelig momentant bringes til å avvike fra hverandre med en vinkel proporsjonal med integrasjonsresultatet og i en slik retning at skuddretningen blir liggende foran siktelinjen i målfølgeretningen, samt at skuddretningen deretter igjen forskyves likt med den mot målet innrettede siktelinje uten noen innbyrdes hastighetsforskjell mellom skuddretning og siktelinje inntil et projektil er avskudt mot målet.

Ved at beregningen av den forsprangsvinkel som behøves av hensyn til målets bevegelse, ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjennom-føres under et bestemt, begrenset tidsintervall, behøver skytteren bare å sørge for at siktelinjen er nøyaktig innstillet på målet ved begynnelsen og slutten av tidsintervallet, for at beregningen skal bli nøy-aktig. I virkeligheten blir beregningen korrekt dersom siktelinjens retning i forhold til målet er den samme ved målintervallets begynnelse og slutt. Beregningsfeilen ' er således proporsjonal med forskjellen i følgefeil på disse to tidspunkter. Da skytteren selv bestemmer tids-punktene for beregningsintervallets begynnelse og slutt og lett kan informeres om beregningsintervallets slutt, kan han selv lett bestemme hvorvidt den beregning som har vært gjennomført under det begrensede beregningsintervall, har vært tilstrekkelig nøyaktig. Skulle det ikke være tilfelle, kan man straks starte et nytt beregningsintervall. Da siktelinjen, som ved beregningsintervallets begynnelse er rettet direkte mot målet og har en vinkelhastighet overensstemmende med målets vinkelhastighet, ikke ved beregningsintervallets begynnelse tvungent og utenfor skytterens kontroll får noen endret vinkelhastighet,

blir det ytterst lett for skytteren å følge målet under beregningsintervallet og å sørge for at siktelinjen er rettet korrekt mot målet også ved beregningsintervallets slutt. I motsetning til hva som

er tilfelle ved det ovenfor omtalte tidligere kjente system til å beregne forsprangsvinkelen under et bestemt begrenset tidsintervall, blir målforfolgelsen således ikke ved beregningsintervallets begynnelse utsatt for noen som helst forstyrrelse som skytteren er nodt til å korrigere for beregningsintervallets slutt. Beregningsintervalet kan derfor gjores kort uten at dette stiller uoverstigelige krav til skytterens dyktighet. Et kort beregningsintervaH. er fordelaktig dels fordi det tillater en rask beskytning av målet} og dels fordi målet må bevege seg med konstant hastighet og i uforandret retning fra beregningsintervallets begynnelse til oyeblikket for det avfyrte skudd for at den beregnede forsprangsvinkel skal være gyldig. Integrasjonsintervallets lengde kan være konstønt, og i så fall vil siktelinjen og skuddretningen ved integrasjonsintervallets slutt være forsk jo vet i forhold til hverandre en vinkel svarende til produktet av integrasjonsresultatet og en beregnet verdi for det avskuite projektils flukttid frem.til målet.

Alternativt kan intergrasjonsintervalet få en lengde proporsjonal med beregnet flukttid, og i så fall blir skuddretningen og siktelinjen forskjovet i forhold til hverandre en vinkel direkte svarende til integrasjonsresultatet.

Fortrinnsvis blir imidlertid integrasjonsintervallets lengde valgt lik en konstant ganger avstanden til målet, og siktelinjen og skuddretningen vil da ved integrasjonsintervallets slutt være forskovet i forhold til hverandre en vinkel som er proporsjonal med integrasjonsresultatet dividert med en beregnet verdi for middelhastigheten av et mot målet avfyrt skudd. Herved kan innretningen til beregning av den nodvendige vinkelforskjell mellom skuddretning og siktelinje ut-formes på en spesielt enkel måte med få komponenter, særlig dersom innretningen er utformet for å beregne ikke bare den forsprangsvinkel som behoves av hensyn til målets bevegelse,men også ovrige retnings-vinkel-»komponenter som overhdyde, vindkorreksjon, spinnkorreksjon o. s. v.

En innretning ifolge oppfinnelsen har de kjennetegn som

er angitt i patentkravene.

Da våpenet og siktet normalt kan stilles inn såvel i side-som i hoyderetning og målet også er bevegelig i så vel side- som hoyderetning,blir beregningen av forsprangsvinkelen på konvensjonell måte delt opp i en beregning av forsprangsvinkelen i sideretning og en beregning av forsprangsvinkelen i hoyderetning, beregninger som selvsagt utfores samtidig. På tilsvarende måte er innretningen til å gjennomfore denne beregning og til å forskyve siktelinjen og våpenets skuddretning i forhold til hverandre i samsvar med den beregnede forsprangsvinkel i prinsippet delt opp i to deler, den ene for sideretning,den annen.for hoyderetning av våpenet resp. siktet.

I det folgende vil oppfinnelsen bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen,som viser et utforelseseksempel på en innretning ifolge oppfinnelsen.

Fig. 1 viser skjematisk og perspektivisk et våpen-sikte-

system som er utrustet med en innretning ifolge oppfinnelsen,, og hvor siktet er. montert på det innstillbare våpen så det deltar i dettes innstillingsbevegelse.

Fig. 2 er et blokkskjerna av den innretning som i samsvar med oppfinnelsen benyttes i våpen-sikte-systemet på fig. 1 for å

beregne den nodvendige forsprangsvinkel}samt av s de nodvendige organer til innstilling av våpenet og til innforing av den beregnede forsprangsvinkel mellom våpenet og siktets siktelinje, og

fig. 3 er et diagram som anskueliggjor målets, siktelinjens

og skuddretningens vinkelstillinger som funksjon av tiden under forfolgelsen av et mål.

Innen den innretning som er beskrevet på tegningen,bBskrives nærmere,skal der gis en kort redegjorelse for de matematiske uttrykk som ligger til grunn for beregningen av de forskjellige retnings-vinkel-komponenter.

I denne forbindelse benyttes folgende betegnelser:

D = avstand til målet,

wm* målets vinkelhastighet i forhold til våpenets og siktets ;oppstillingssted, ;w = siktelinjens vinkelhastighet, ;Vq= projektilets utgangshastighet, ;v » projektilets middelhastighet under flukttiden, ;t = projektilets flukttid, ;f£— forsprangsvinkelen som behoves av hensyn til målets ;bevegelse, ;^u= overhoyden»;Under forutsetning av at siktelinjen holdes rettet mot ;målet, gjelder åpenbart ;;For projektilets flukttid gjelder ;124962 Projektilets middelhastighet kan på i og for seg kjent måte uttrykkes ved rekken hvor c^, Cg og Cq er konstanter. For de fleste ammunisjonstyper fås tilstrekkelig nøyaktighet ved anvendelse av bare de tre forste ledd i rekken, og for skuddhastigheter godt over to ganger lydhastigheten er de to forste ledd tilstrekkelige. Det vil ses at forsprangsvinkelen som behoves av hensyn til målets hastighet, kan beregnes ved uttrykket Den nodvendige overhoyde-vinkel * P kan på i og for seg kjent måte beregnes approksimativt ved rekken

hvor k-p kg og k^ er konstanter, og hvorav i almindelighet eit eller to ledd gir tilstrekkelig noyaktighet.

For beregning av de ovrige eventuelt nodvendige retnings-vinkel-komponenter som f.eks. korreksjon for vindavdrift og spinn, kan man på i og for seg kjent måte benytte uttrykk i likhet med det ovenfor angitte uttrykk (5) for overhoyden <75 .

Det skal her bemerkes at alle de komponenter av den nodvendige totale vinkelforskjell mellom skuddretning og retning til målet som skal beregnes ,er omvendt proporsjonale med projektilets middelhastighet v , noe som ved innretningen ifolge oppfinnelsen blir utnyttet for å gi en forenklet oppbygning.

Det våpen-sikte-system som er vist som eksempel og bare meget skjematisk på fig. 1, innbefatter en kanon hvis lop 1 på konvensjonell måte er lagret eleverbart i en lavett 2 montert på en drei-bar plattform 3. Lopet 1 kan således stilles inn såvel i side- som i hoyderetning i forhold til et underlag, som ikke er-vist nærmere på tegningen,og som f.eks. kan utgjores av et kjoretoy, eksempelvis en kampvogn, hvis kanontårn i såfall trer istedenfor plattformen 3.

I det viste utforelseseksempel skjer sideinnstillingen av lopet 1 ved hjelp av en servomotor Ml og hoydeinnstillingen ved hjelp av en servomotor M2. Til servomotoren Ml er der koblet en turtellerdynamo Tl som frembringer et elektrisk signal proporsjonalt med sidevinkelhastigheten av lopet 1 og dermed av skuddretningen. På tilsvarende måte er der koblet en turteller?dynamo T2 til servomotoren M2 så den frembringer et elektrisk signal proporsjonalt med hdydevin-kelhastigheten av lopet 1 og dermed av skuddretningen.

Som det fremgår av fig. 2;får sideinnstillingsmotoren Ml for lopet 1 via en servoforsterker Fl og en sammenligner Cl et styresignal tilfort fra en signalgiver Sl. Signalgiveren Sl kan f.eks. utgjores av et potensiometer og er slik koblet til en retningsspak 5 som manovreres av skytteren og er universelt svingbart lagret i en utvekslingsmekanisme 4>at den avgir et signal proporsjonalt med vin-kelf or sky vning av retningsspaken 5 fra en neutral stilling i en bestemt forste retning. Utgangssignalet fra turtellerdynamoen Tl er negativt tilbakekoblet til sammenlignerkretsen Cl. Servomotoren Ml er således hastighetskoblet så skytteren ved hjelp av spaken 5 kan meddele lopet 1 en sideinnstillingshastighet som er proporsjonal med spakens utsving fra neutralstillingen i den nevnte forste retning.

På tilsvarende måte får hoydeinnstillingsmotoren M2 for lopet 1 via en servoforsterker F2 og en sammenligner C2 et styresignal tilfort fra en signalgiver S2 som er slik koblet til spaken 5 at den avgir et elektrisk signal proporsjonalt med spakens utsving fra neutralstillingen i en annen retning, som står loddrett på den først-nevnte,. Utgangssignalet fra turtellerdynamoen T2 er negativt tilbakekoblet til sammenligneren C2 så servomotoren M2 meddeler lopet 1 en hoydevinkelhastighet som er proporsjonal med spakens 5 utsving fra neutralstillingen i den nevnte annen retning.

Videre omfatter våpen-sikte-systemet på fig. 1 et sikte 6 montert på en såvel side- som hoydesvingbar del av kanonen. Siktet er bare vist meget skjematisk på tegningen,da dets utformning er uten prinsipiell betydning for oppfinnelsen. Det kan f.eks. utgjores av et egnet konvensjonelt optisk sikte, et radarsikte eller et laser-sikte. Vesentlig er bare at det skal være mulig for skytteren kontinuerlig å beddmme stillingen av dets siktelinje i forhold til et med siktet iakttatt mål. I det viste utforelseseksempel er det for enkelhets skyld antatt at siktet 6 har en siktelinje som er fast i forhold til dets hylster; og dette sammen med siktelinjen kan dreies side« lengs i forhold til retningen av lopet 1, altså våpenets skuddretning, ved hjelp av en servomotor M3 og i hoyderetning ved hjelp av en servomotor M4. Selvsagt kan siktet dog også være av den art., hvis siktelinje kan stilles inn i side- og hoyderetning i forhold dets hylster f.eks. ved hjelp av innstillbare optiske elementer som speil, prismer eller hårkors. I så fall er siktehylsteret fast montert på den hoyde-og sidesvingbare del av kanonen, mens de to servomotorer M3 og M4 er koblet til de elementer i selve siktet hvormed siktelinjen kan stilles inn i side- resp. hoyderetning i forhold til siktehylsteret. De to servomotorer M3 og M4 har bestemte utgangsstillinger hvor siktelinjen for siktet 6 er parallell med retningen av lopet 1. Så lenge servomo-fcorene M3 og M4 under forfolgelsen av et mål ikke dreies fra disse utgangsstillinger, forblir siktets siktelinje således ubevegelig i forhold til kanonens skuddretning og parallell med denne. Skytteren kan således ved å iaktta et bevegelig mål ved hjelp av siktet 6 og styre sideinnstillingsmotoren Ml og hoydeinnstillingsmotpren M2 for lopet 1 kontinuerlig holde såvel siktelinjen for siktet 6 som lopet 1 direkte rettet mot det bevegelige mål. Herunder vil det signal som frembringes av turtellerdynamoen Tl, være proporsjonalt med siktelinjens dg dermed også det bevegelige måls sidevinkelhastighet, mens det signal som frembringes av turtellerdynamoen T2, blir proporsjonalt med siktelinjens og dermed det bevegelige måls hoydevinkelhastighet.

Til servomotoren M3 er der koblet en elektrisk signalgiver Pl, f.eks. et potensiometer, som frembringer et signal proporsjonalt med dreiningsvinkelen for akselen hos servomotoren M3 fra dens utgangsstilling. På tilsvarende måte er en signalgiver P2, f.eks. et potensiometer, koblet til servomotoren M4 på en slik måte at den frembringer et signal proporsjonalt med dreiningsvinkelen for akselen hos servomotoren M4 fra dennes utgangsstilling.

Videre finnes der en avstandsmåler 7 som i det viste ut-fdrelseseksempel er montert på siktet slik at dens måleretning blir parallell med siktelinjen. Denne avstandsmåler kan være av vilkårlig konvensjonell art, f.eks. en radar-avstandsmåler, en laser-avstandsmåler eller en eller annen type av optisk avstandsmåler. Hovedsaken er at den kan gi opplysning om avstanden til det forfulgte mål enten i form av et elektrisk, digitalt eller analogt signal eller i form av en dreievinkel for en mekanisk aksel.

Som vist på fig. 2 får servomotoren M3 for sidevinkel-innstilling av siktet 6 i forhold til lopet 1 et styresignal tilfort fra en forsterker F3 via en sammenligner C3. Utgangssiden av potensiometeret Pl som er koblet til servomotoren M3, er negativt tilbakekoblet til sammenligneren G3. Servomotoren M3 er således koblet stillingsav-hengig og vil folgelig dreie sin aksel en vinkel som er direkte proporsjonal med det fra forsterkeren F3 tilforte styresignal og. omvendt proporsjonal med det signal som tilfores potensiometeret Pl og som fås fra en forsterker F5 som vil bli beskrevet nærmere i det folgende. Servomotoren M4 for hoydeinnstilling av siktet 6 i forhold til lopet 1 er på tilsvarende måte via en sammenligner C4 tilsluttet en servoforsterker F 4. Utgangen fra potensiometeret P2 er negativt tilbakekoblet til sammenligneren C4> så akselen for servomotoren M4 blir dreiet en vinkel som er direkte proporsjonal med storrelsen av signaler fra forsterkeren F4 og omvendt proporsjonal med det signal som tilfores potensiometeret P2, og som likeledes fås fra forsterkeren F|5.

Som det vil fremgå av det folgende, blir de to servomotcrer M3 og M4 benyttet til å forskyve siktelinjen for siktet 6 henholdsvis

i side- hoyderetning i forhold til retningen av lopet 1 og dermed skuddretningen med vinkelverdier svarende til den beregnede, totalt nodvendige retningsvinkelforskjell i henholdsvis side- og hoyderetning.

For beregning av de av hensyn til målets bevegelse nodvendige forsprangsvinkler i side- resp. hoyderetning finnes to integratorer Il og 12. Disse kan ved hjelp av koblingsorganet Kl få tilfort utgangssignalene fra turtellerdynamoene Tl og T2 som er koblet til henholdsvis sideinnstillingsmotoren Ml og hoydeinnstillingsmotoren M2.

for lopet 1.'

Som tidligere nevnt er signalet fra turtellerdynamoen Tl proporsjonalt med sidevinkelhastigheten w s for lopet 1 og dermed også for siktelinjen, mens signalet fra turtellerdynamoen T2 er proporsjonalt med hoydevinkelhastigheten w, for lopet 1 og dermed for siktelinjen, forut satt at de to servomotorer M3 og M4 for siktet 6 står stille i sin utgangsstillinger så siktelinjen for siktet 6 er paralell med og stasjonær i forhold til aksen for lopet 1. De integrerte signaler ved utgangene fra integratdrene II og 12 kan ved hjelp av ytterligere koblingsorganer £2 tilfores hver sin av de to forsterkere F3 og F4. Videre finnes der koblingsorganer K3 til forbigående kort-slutning av hver av de to integratorer II og 12, så de integrerte signaler ved integratorens utganger blir eliminert og en ny integra-sjon kan startes.

Koblingsorganene Kl, K2 og K3 kan utgjores av relékontakter eller halvlederventiler og styres av en tidsmålende innretning T, som kan være av konvensjonell art, f.eks. en elektrisk tidskrets eller et elektromekanisk ur. Lopstiden for den tidsmålende innretning T kan stilles inn fra avstandsmåleren 7 i samsvar med den oppmålte avstand D til målet, slik at lopstid blir lik en konstant ganger denne avstand D. I hviletilstanden er samtlige kontakter Kl, K2 og K3

i åpen stilling som vist på tegningen. Tidskretsen T kan startes ved

forbigående slutning av en kontakt 8 som betjenes manuelt av skytteren. Når tidskretsen T starter,slutter den kontaktene Kl for inngangssigna-lene, til de to integratorer II og 12. Når den tilmålte tid for tidskretsen T loper ut, åpner denne igjen kontakteneKl og slutter kontaktene K2 så de integrerte signaler ved utgangen fra integratorene II og 12 blir tilfort de to forsterkere F3 og F4. Tidskretsen T kan deretter bringes til igjen å åpne kontaktene K2 ved at skytteren forbigående slutter en ytterligere håndbetjent kontakt 9. Når kontaktene K2 derved åpnes, blir kontaktene K3 forbigående sluttet slik at integratorene Il og 12 blir kortsluttet og de integrerte signaler ved deres utganger blir slettet.

Avstandsmåleren 7 gir avstandsinformasjon også til et antall multiplikatorer til å danne signaler proporsjonale med D, D^, Ir o.s.v. alt efter den forlangte noyaktighet av beregningen» I det viste utforelseseksempel er .antallet, av disse multiplikatorer begrenset til to,og disse utgjores av potensiometrene F3 og P4. Potensiometeret P3 mates fra en referansespenning som for enkelhets skyld antas å ha ver— dien 1, mens potensiometeret P4 mates av utgangsspenningen fra potensiometeret P3. Utgangsspenningen fra potensiometeret P3 er således proporsjonal med avstanden D til målet, mens utgangsspenningen fra potensiometeret P4 er proporsjonal med D 2. Utgangsspenningene fra de to potensiometrene P3 og P4 tilfores hver sin inngang til forsterkeren F5, som dessuten ved en ytterligere utgang får tilfort en spenning proporsjonal med utgangshastigheten Vq -for et avskudt projektil. De tilforte inngangsspenninger blir i forsterkeren F5 addert og forsterket med de polariteter og konstanter som fremgår av uttrykket (3), slik at utgangssignalet fra forsterkeren F5 blir proporsjonalt med det avfyrte projektils middelhastighet vm<, Da signalet fra forsterkeren F5 mater de to potensiometrene Pl og P2 som leverer tilbakekablingssig-nalene for servomotorene M3 og M4, vil disse servomotorers dreie-vinkler„når servomotorene får styresignaler tilfort fra forsterkerne F3 og F4, bli omvendt proporsjonale med projektilets middelhastighet vm-

Utgangssignalene fra de to potensiometrene P3 og P4 blir også tilfort hver sin inngang til en forsterker F6, hvor de to inngangssignaler adderes og forsterkes med de konstanter k^kg som er angitt i uttrykk (5^ .slik at utgangssignalet- fra forsterkeren F6

blir proporsjonalt med p • !vm, det vil si produktet av den nodvendige overhoydevinkel fu og projektilets middelhastighet Vm. Utgangs-

signalet fra forsterkeren F6 kan ved hjelp av en kontakt K4 tilsluttes forsterkeren F4.

På tilsvarende måte blir utgangssignalene fra de to poten-siometre P3 og P4 tilfort hver sin inngang til en ytterligere forsterker F7, som adderer og forsterker de to inngangssignaler på en slik måte at utgangssignalet fra denne forsterker blir proporsjonalt med produktet av projektilets middelhastighet vm og den retningsvin-kelkomponent som skal til for korreksjon av f.eks. vindavdrift og spinn av projektilet. Utgangssignalet fra forsterkeren F7 kan ved hjelp av en kontakt K5 tilsluttes forsterkeren F3..

De to kontakter K4 og K5 styres i det viste utfdrelsesek-sempel fra tidskretsen T, så de sluttes og åpnes samtidig med kontaktene K2.

Den ovenfor beskrevne anordning virker på folgende måte:

I utgangsstillingen for målfolgeoperasjonen befinner samtlige kontakter Kl - K5 seg i sine åpne stillinger som vist på fig. 2, så der ikke blir tilfort de to servomotorer M3 og M4 noen styresignaler og siktelinjen for siktet 6 således er parallell med og stasjonær i forhold til aksen for lopet 1. Ved hjelp av rethingsspaken 5 retter skytteren lopet og dermed også siktelinjen for siktet 6 inn direkte mot målet og folger derefter målet med siktelinjen. Lopets og siktelinjens vinkelbevegelse vil altså stemme overens med målets vinkelbevegelse. I diagrammet på fig. 3 er målets, siktelinjens og lopets vinkelstillinger inntegnet som funksjon av tiden under en mål-folgeoperasjon. Målets vinkelstilling er markert med en fullt opptruk-ken kurve, mens siktelinjens vinkelstilling er markert med en stiplet kurve og lopets, altså skuddretningens vinkelstilling med en strek-punktert kurve. Videre antas det at målet hele tiden beveger seg med en konstant vinkelhastighet så dets vinkelstilling blir en lineær funksjon av tiden Under den ovennevnte forste del av målfolgeoperasjonen folges målet, siktelinjen og skuddretningen åpenbart ad. På.et tidspunkt da skytteren har siktelinjen mest mulig noyaktig rettet inn direkte mot målet og antar at målet i nærmeste fremtid sannsynligvis vil bevege seg med uforandret hastighet og retning, starter han forsprangsberegningen ved kortvarig å slutte kontakten 8 på fig. 2. På fig. 3 er dette tidspunkt markert med

Når kontakten 8 sluttes starter tidskretsen T sin tidsmå-ling og slutter samtidig de to kontakter Kl. De to integratorer II

og 12 begynner således å integrere de signaler som er proporsjonale med henholdsvis sidevinkelhastighet wg og hoydevinkelhastighet wh

av siktelinjen. Starten av forsprangsberegningen påvirker ikke sikte to servomotorer M3 og M4, så disse stadig blir stående stille. Helle ikke blir kanonens servomotorer Ml og M2 påvirket av at forsprangsberegningen påbegynnes. Skytteren har således ingen som helst vanskel: heter med å fortsette å holde siktelinjen rettet inn direkte mot måle

Når lopstiden Tf for tidskretsen T er til ende, foreligger

der således ved utgangen fra integratoren II et integrert signal som er proporsjonalt med produktet av siktelinjens sidevinkelhastighet w( og avstanden D til målet, og ved utgangen av integratoren 12 et integrert signal som er proporsjonalt med produktet av siktelinpns hoydevinkelhastighet wh og avstandenD til målet, da lopstiden for tidskret sen T er lik en konstant ganger den av avstandsmåleren 7 bestemte D

til målet. På fig. 3 er beregningstidsrummets slutt markert med L^, Som tidligere beskrevet foreligger der dessuten hele tiden ved utgangen fra forsterkeren F6 et signal proporsjonalt med produktet av den onskede overhoydevinkel P og projektilets middelhastighet vm, mens der ved utgangen fra forsterkeren F7 foreligger et signal som er proporsjonalt med produktet av projektilets middelhastighet v^ og den

korreksjonsvinkel som onskes av hensyn til f.eks. vindavdrift, spinn o.s.v.

På tidspunktet da den tilmålte tid for tidskretsen T loper ut, slutter tidskretsen kontaktene K2, K4 og K5, samtidig som kontaktene Kl åpnes så integrasjonen i de to integratorer 11 og 12 blir avbrutt. De integrerte signaler som foreligger ved integratorenes utganger, og de signaler som foreligger på de to forsterkere F6 og F7, blir således tilfort servoforsterkerne F3 og F4 for hehholc

• vis sideinnstillingsmotoren M3 og hoydeinnstillingsmotoren M4 for siktet. Motorene M3 og M4 vil derfor dreie siktelinjen for siktet 6 i forhold til retningen av lopet 1, altså i forhold til skuddretningen, i henholdsvis side- og hoyderetning med vinkelverdier som er direkte proporsjonale med storrelsen av de styresignaler som tilfore! forsterkerne henholdsvis F3 og F4, og omvendt proporsjonale med det signal fra forsterkeren F5 som tilfores potensiometeret Pl resp. P2 og, som tidligere nevnt, er proporsjonalt med projektilets beregnede middelhastighet vm. Som det fremgår av uttrykkene (4) og (5) og hva som er sagt i forbindelse med disse, vil således de to servomotorer M3 og M4 vinkelforskyve siktelinjen fra lopets retning, altså fra ski retningen, i henholdsvis side- og hoyderetning med en total vinkel s< stemmer overens med den totale onskede retningsvinkelforskjell for bi skytning av målet, d.v.s. såvel den av hensyn til målets bevegelse ni

vendige forsprangsvinkel som den. nodvendige overhoyde og de nodvendige korreksjonsvinkler for eksempelvis vindavdrift, spinn o.s.v. I diagrammet på. fig. 3 er denne totale retningsvinkelforskjell be-tegnet med lPt> Som det også fremgår av fig. 3,blir siktelinjen for-skjøvet fra skuddretningen i en slik retning at siktelinjen vil ligge efter skuddretningen regnet i målfolgeretningen. Forskyvningen av siktelinjen vil skje tilnærmelsesvis momentant, da de to servomotorer M3 og M4 bare behover å dreie det meget lette sikte" 6.

Som det fremgår av fig. 3» medforer innføringen av den totale beregnede retningsvinkelforskjell ft mellom siktelinje og skuddretning •at siktelinjen blir fort bort fra målet. Skytteren må således så raskt som mulig fore siktelinjen tilbake til målet ved at han ved hjelp av spaken 5 innstiller lopet 1 og dermed også siktelinjen for siktet 6. Herunder beveger naturligvis lopet, altså skuddretningen, og siktelinjen seg på samme måte, så den totale vinkelforskjell i mellom dem blir opprettholdt. Så snart skytteren har fort siktelinjen tilbake til målet,kan et skudd avfyres». Naturligvis kan der også avfyres flere skudd under anvendelse av de samme retningsvinkler. On-sker skytteren derimot å gjennomføre en ny beregning av den nødven-dige forsprangsvinkel for han avfyrer et ytterligere skudd, gjor han dette ved kortvarig å avslutte kontakten 9. Derved åpnes kontaktene K2, K4 og K5 påny, så servomotorene M3 og M4 forer siktelinjen tilbake til en stilling parallell med aksen for lopet 1. Samtidig blir integratorene II og 12 kortvarig kortsluttet ved hjelp av kontaktene K3 slik at de integrerte signaler ved integratorenes utganger blir slettet. Derefter kan skytteren starte en ny forsprangsbereg-ning ved å slutte kontakten 8 på den måte som er beskrevet i det foregående.

En ulempe ved den ovenfor beskrevne innretning ifolge oppfinnelsen er at siktelinjen ved slutten av beregningsintervaUet momentant blir flyttet bort fra målet, så skytteren mister dette- og må fore siktelinjen tilbake til målet med retningsspaken 5 innen et skudd kan avfyres. Herved blir skytterens arbeide vanskeliggjort og avfy-ringen av skuddet forsinket.

Denne ulempe er det dog mulig å rydde avveien ved en videre utvikling - -av innretningen ifolge oppfinnelsen hvor hver av de to servomotorer M3 og M4 for siktet 6 , som antydet med stiplede linjer på fig. 2,er koblet til en signalgiver,f.eks. en turtellerdynamo T3 resp. T4 som avgir et signal proporsjonalt med den respektive servo-motors rotasjonshastighet. Signalet fra turtellerdynamoen T3 som er tilkoblet siktets sideinnstillingsmotor M3, tilfores som et ytterligere styresignal til den sideinnstillende servomotor Ml med slik polaritet at dette ytterligere signal samvirker med styresignalet fra den til retningsspaken 5 koblede signalgiver Sl. På tilsvarende måte blir' signalet fra turtellerdynamoen T4 som er koblet til siktets hdydeinn-stillingsmotor M4, tilfort som et ytterligere styresignal til den hoy-deinnstillende servomotor M2 for lopet. Takket være dette arrangement vil lopet når siktets to servomotorer M3 og M4 startes for å innfore den beregnede retningsvinkelforskjell i side- resp. hoyderetning mellom siktelinjen for siktet 6 og skuddretningen for lopet 1,

få en oket side- resp. hoydevinkelhastighet og storrelsen av denne pk-ning vil svare noyaktig til den side- resp. hoydevinkelhastighet som servomotorene henholdsvis M3 og M4 meddeler siktelinjen i forhold til lopet 1. Herved vil siktelinjen bli holdt rettet mot målet uten at skytteren behover å påvirke spaken 5> mens derimot lopet 1, altså skuddretningen, blir forskjovet fremover i målfolgeretningen en vinkel som stemmer overens med den beregnede totale retningsvinkelforskjell.

I det foregående er oppfinnelsen beskrevet i forbindelse

med et våpen-sikte-system hvor siktet er montert på det innstillbare våpen slik at skytteren kan holde siktelinjen rettet mot målet ved å styre de servomotorer som innstiller våpenet. Oppfinnelsen kan imidlertid også anvendes ved våpen-sikte-systemer hvor våpenet og siktet er separat montert og innstillbare i forhold til et underlagt, f. eks. marken. I så fall må imidlertid skytteren ved hjelp av en retningsspak styre de servomotorer som innstiller siktet i forhold til under-laget, på en slik måte at siktelinjen blir holdt rettet mot målet, mens våpenets skuddretning blir bragt til å bevege seg på samme måte som siktelinjen ved at servomotorene som innstiller våpenet får styresignaler tilfort fra stillingssignålgivere tilkoblet siktets servomotorer. De to servomotorer (tilsvarende M3 og M4 på fig. 2) som tilhorer for-sprangsregneverket, er da hverken koblet til siktet eller til målet, men driver isteden hver sin stillingssignalgiver som frembringer signaler proporsjonale med den totale retningsvinkelforskjell i side-re sp. hoyderetning, og disse signaler blir ved béregningstidsrummets slutt tilfort de servomotrer som innstiller våpenet, som ytterligere styresignaler, slik at våpenets skuddretning blir forskudt fra siktelinjen i målfolgeretningen med en vinkelverdi lik den beregnede totale retningsvinkelforskjell.

Ved det beskrevne utforelseseksempel ble det ennvidere antatt .

at våpenets skuddretning var parallelle med siktelinjen under målfor-

følgelsen og integrasjonsintervallet. I prinsippet er dette ikke nød-vendig. Ved begynnelsen av beregningsintervallet kan der f.eks. alle-rede foreligge en vinkelforskjell mellom våpenets skuddretning og siktets siktelinje svarende til de retningsvinkelkomponenter som er uavhengige av målets bevegelse, f.eks. overhøyde, vindkorreksjon og spinnkorreksjon. Vesentlig er imidlertid at våpenets skuddretning og siktets siktelinje under beregningsintervallet forskyves likt uten noen relativ vinkelhastighet, så målforfølgelsen ikke blir utsatt for noen forstyrrelser i dette tidsrom.

Ehnvidere blir siktelinjens sidevinkelhastighet og høydevinkel-hastighet ved dét foran beskrevne utførelseseksempel på oppfinnelsen ved hjelp av turtellerdynamoer tilkoblet våpenets side- resp. høyde-innstillingsmotor. Naturligvis kan siktelinjens vinkelhastighet også måles på annen måte, f.eks. med vinkelhastighetsgyroskoper montert på

en sidevinkel- resp. høydevinkel-innstillbar del av våpenet. Et slikt arrangement er f.eks. nødvendig hvis våpenet er fast. montert i et kjøretøy og innstilles ved at hele kjøretøyet beveges.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til å skaffe korrekt forsprangsvinkel ved beskytning av et bevegelig mål under anvendelse av et våpen/siktesystem som innbefatter et dreibart våpen (1) og et likeledes dreibart sikte (6), karakterisert ved at siktelinjen fortløpende holdes rettet inn mot målet ved dreining av siktet og våpenet samtidig dreies slik at dets skuddretning endres likt med siktelinjens forskyvning uten noen innbyrdes hastighetsforskjell mellom skuddretnning og siktelinje, at siktelinjens vinkelhastighet (w) herunder måles og integreres under et bestemt, begrenset tidsintervall (X), at siktelinjen og skuddretningen etter dette integrasjonsintervalls avslutning hovedsakelig momentant bringes til å avvike fra hverandre med en vinkel proporsjonal med integrasjonsresultatet og i en slik retning at skuddretningen blir liggende foran siktelinjen i målfølgeretningen, samt at skuddretningen deretter igjen forskyves likt med den mot målet innrettede siktelinje uten noen innbyrdes hastighetsforskjell mellom skuddretning og siktelinje inntil et projektil er avskudt mot målet.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det nevnte tidsintervall ( X) er en konstant ganger avstanden (D) til målet, og at siktelinjen og skuddretningen forskyves i forhold til hverandre en vinkel ( ) som er proporsjonal med integrasjonsresultatet dividert med en beregnet verdi for middelhastigheten (v ) av et mot målet avskudt projektil.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert ved at siktelinjen og skuddretningen etter integrasjonsintervallets slutt dessuten forskyves i forhold til hverandre en ytterligere vinkel svarende til beregnet overhøyde og beregnede korreksjoner for eksempelvis vindvirkning og spinn.

4. Innretning til utførelse av en fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, ved et system til beskytning av bevegelige mål, innbefattende et retningsinnstillbart sikte (6) og et retningsinnstillbart våpen (1), slik innbyrdes sammenkoblet at siktets siktelinje og våpenets skuddretning normalt beveger seg likt, karakterisert ved organer (Tl resp. T2) til å bestemme siktelinjens vinkelhastighet og frembringe et med denne proporsjonalt signal, første koblingsorganer (Kl) styrt av et tidsmålende organ (T) og innrettet til under et begrenset tidsintervall ( X), som er bestemt av et tids-, målende organ og proporsjonalt med avstanden (D) til et ved hjelp av siktet forfulgt mål, å tilføre.inngangen til en signalintegrator (11 resp. 12) signaler proporsjonale med siktelinjens vinkelhastighet, andre koblingsorganer (K2) som styres av det tidsmålende organ (T) og er innrettet til etter integrasjonsintervallets slutt å tilføre det ved signalintegratorens utgang foreliggende signal som et styresignal til et stillingsbestemmende servo-system (M3 resp. M4), samt organer som påvirkes av det stillingsbestemmende servosystem for å retningsinn-stille siktet (6) og våpenet (1) i forhold til hverandre på en slik måte at siktelinjen og skuddretningen blir forskjøvet fra hverandre en vinkel proporsjonal med det stillingsbestemmende servosystems bevegelse.

5. Innretning som angitt i krav H, karakterisert ved . at det av det tidsmålende organ (T) bestemte tidsintervall ( X) er en konstant ganger avstanden (D) til målet, at det stillingsbestemmende servosystem innbefatter en servomotor (M3 resp. M4) og en til denne koblet signalgiver (Pl resp. P2) innrettet til å frembringe et signal som tilbakekobles negativt til servosystemets inngang og er proporsjonalt med produktet av servomotorens dreiningsvinkel og et referansesignal som tilføres signalgiveren, samt at der er anordnet organer (P3, P4, P5) til å beregne middelhastigheten (y ) ay et projektil avskudt ved hjelp av våpenet, og å frembringe et med denne middelhastighet proporsjonalt signal, som tilføres den nevnte signalgiver (Pl resp. P2) som det nevnte referansesignal.' 6. ' Innretning som angitt i krav 5> ved et våpen/sikte-system som innbefatter et servosystem (Ml resp. M2) som styres av et manuelt fastlagt styresignal og tjener til innstilling av våpenet (1), og hvor siktet (6) er montert på det innstillbare våpen for å delta i dets bevegelse, karakterisert ved at den nevnte servomotor (M3 resp. M4) er innrettet til å endre stillingen av siktets siktelinje i forhold til våpenets skuddretning.

7. Innretning som angitt i krav 6,karakterisert ved en signalgiver (T3 resp. T4) som er koblet til den nevnte servomotor (M3 resp. MM) og innrettet til å frembringe et av servomotorens rota-sjon avhengig signal som tilføres den retningsinnstillende servomotor (Ml resp. M2) for våpenet (1) som et ytterligere styresignal som samvirker med det manuelt fastlagte styresignal.