DE1272777B - Feuerleitvorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

F41g

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 72 f-15/05

Nummer: 1272777

Aktenzeichen: P 12 72 777.4-15 (B 82567)

Anmeldetag: 26. Juni 1965

Auslegetag: H. Juli 1968

Die Erfindung betrifft eine Feuerleitvorrichtung, insbesondere für leichte Flak mit großer Schußfolge, bei der zwei von der Lage des Zieles unabhängige Winkelkoordinaten bestimmt werden und die Entfernung des Zieles in aufeinanderfolgenden regelmäßigen Zeitabständen festgestellt wird, während Rechenvorrichtungen die Winkelkoordinaten für das Geschützrohr so berechnen, daß das abgefeuerte Geschoß das Ziel erreicht.

Es ist bereits bekannt, Geschütze mit einer Steuer-Vorrichtung zu koppeln, mit der in bestimmten Koordinaten die Lage des Zieles berechnet wird, während das Geschützrohr in Abhängigkeit von den in der Steuervorrichtung ermittelten Daten auf sich bewegende Ziele ausgerichtet wird. Bei Systemen zum Bestimmen der wahrscheinlichen Bewegungsbahnen von Flugkörpern geht man auch so vor, daß eine Extrapolationseinrichtung mit Impulsen in Abhängigkeit von den Orten und Bahnen der Flugkörper gespeist wird, wobei mit Impulserzeugern in der Extrapolationseinrichtung die wahrscheinlichen Standorte der Flugkörper zu mehreren Zeitpunkten innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums bestimmt werden. Die Extrapolationseinrichtung bzw. die Impulserzeuger speisen eine Darstellungseinrichtung, mit der die wahrscheinlichen Bewegungsbahnen der Flugkörper von der Zielerfassung ab aufgezeichnet werden. Bei diesen nach dem Iterationsprinzip arbeitenden Leitsystemen ist man gezwungen, aufeinanderfolgende Näherungen wie bei einer Reihenrechnung durchzuführen, wodurch die notwendigen Rechenoperationen viel Zeit beanspruchen und weniger genau werden, da sich der Ort des Zieles bei seiner Berechnung ständig ändert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer einfach zu bedienenden Feuerleitvorrichtung, mit der die Flugdaten des Zieles und die Entfernung zwischen Geschütz und Ziel äußerst schnell und genau bestimmt werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei der eingangs erwähnten Feuerleitvorrichtung, ausgehend von einer angenäherten bzw. geschätzten Flugzeit des Geschosses, die Koordinaten eines ersten zukünftigen Punktes bestimmt werden, den das Ziel am Ende der geschätzten Flugzeit erreichen wird, daß aus Schußtafeln für dieses Geschoß wenigstens als Funktion der Zielentfernung die Geschoßflugzeit bestimmt wird, wobei eine erste näherungsweise ermittelte Flugzeit dem zukünftigen Punkt entspricht, daß, ausgehend von der ersten näherungsweise errechneten Flugzeit, neue Koordinaten eines zweiten zukünftigen Punktes entsprechend dieser ersten nähe-

Feuerleitvorrichtung

Anmelder:

Brevets Aero-Mecaniques S. A., Genf (Schweiz)

Vertreter:

Dr. H. Wilcken, Patentanwalt,

2400 Lübeck, Breite Str. 52-54

Beanspruchte Priorität: Luxemburg vom 26. Juni 1964 (46 404),

vom 18. August 1964 (46 787)

rungs weise errechneten Flugzeit bestimmt werden, daß aus den Angaben der Schußtafeln eine zweite näherungsweise berechnete Flugzeit abgeleitet wird, die dem zweiten zukünftigen Zielpunkt zugeordnet ist, daß ein grober Wert für eine Flugzeit aus der Formel

T = ^{T° - ^{2dt) T}°i - ^T°°²

T_sl - 2T_s

_s0

T₀ - 2dt

ermittelt wird, in der T₆ die grobe Flugzeit, TO die angenäherte geschätzte Flugzeit, T_s0 die erste berechnete angenäherte Flugzeit, T^₁ die zweite berechnete angenäherte Flugzeit und dt die Zeitdauer der zwischen den aufeinanderfolgenden Messungen der Zielentfernung liegenden Zeitintervalle ist, und daß die Recheneinrichtungen die Winkelkoordinaten, die das Geschützrohr haben muß, mit den Winkelkoordinaten des Zieles, der Zielentfernung, der Dauer der zwischen den aufeinanderfolgenden Messungen der Zielentfernung liegenden Zeitintervalle und den Schußtafelwerten berechnen, die mindestens als Funktion der Zielentfernung nicht allein die Geschoßflugzeit, sondern auch den Höhenwinkel für das Geschützrohr ergeben.

Weiterhin kann so vorgegangen werden, daß die angenäherte bzw. geschätzte Flugzeit durch Bilden des Quotienten aus der Zielentfernung und einer konstanten Zahl ermittelt wird, die in der Größenordnung von Tausend liegt, während die Flugzeit in Sekunden und die Entfernung in Metern ausgedrückt wird. Es werden Mittel vorgesehen, durch die zum groben Flugzeitwert ein Korrekturfaktor addiert wird, der durch die Dauer bei dem Berechnen der groben Flugzeit gegeben ist.

S09 »9/163

Zum Bestimmen der Zielentfernung wird ein Laserentfernungsmesser verwendet, der mit konstanten und unter einer Sekunde liegenden Impulsperioden arbeitet und die Entfernungsangaben in numerischer Form liefert.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Flakgeschütz mit Feuerleitvorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 2 einen schematischen Schaltplan einer Feuerleitvorrichtung mit einem Laserentfernungsmesser,

F i g. 3 ein Diagramm der Flugbahn des Zieles, z. B. eines Flugzeugs, und die Stellung des Geschützes und des Geschützrohrs sowie die Hauptwinkel und Hauptentfernungen für die Vorrichtung nach F i g. 2,

F i g. 4 ein Funktionsschema der Suchvorrichtung, der Rechenvorrichtung und der Bedienungsvorrichtung des Geschützes nach Fig. 1,

F i g. 5 den mechanischen Getriebeteil des Ge-Schützes nach Fig. 1,

F i g. 6 das gesamte Arbeitsschema des Rechengeräts nach F i g. 4,

F i g. 7 ein Diagramm der verfügbaren Werte oder Größen und der Schaltphasen des Rechengeräts nach F i g. 6,

F i g. 8 eine numerische Ausführungsform der verschiedenen elektronischen Einheiten und der Anlage nach F i g. 6,

F i g. 9 ein Diagramm einer Anzahl Kurven zum Erleichtern der Erläuterung der Arbeitsweise des ohne Wiederholung arbeitenden Rechengeräts, das in der Anlage nach F i g. 6 arbeitet, zur Bestimmung der Flugzeit des Geschosses,

F i g. 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Be-Stimmung der Korrekturwerte, die bei der Bestimmung der Flugzeit bei einer Dauer von über Null zur Berechnung der Winkelkoordinaten des Geschützrohrs anzuwenden sind.

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Einheit zum erneuten Erfassen der Flugbahn des Zieles, das der Richtschütze verloren hat,

Fig. 12 eine abgeänderte Ausführungsform der Bedienungsanlage und

Fig. 13 eine abgeänderte Ausführungsform der Teile AA in F i g. 6.

Das in F i g. 1 dargestellte leichte Flakgeschütz, z. B. ein automatisches Flakgeschütz von 30 mm Kaliber, hat ^: eine Lafette 11, die im wesentlichen ein feststehendes Grundgestell 12 und eine Drehscheibe 13 aufweist, welche um eine vertikale Seitenrichtachse Z-Z drehbar ist. Die Drehscheibe 13 trägt im wesentlichen folgende Teile:

a) ein erstes Gehäuse 14 mit dem Richtgetriebe, 55-das näher in F i g. 5 dargestellt und dazu beschrieben ist und mechanische Motoren und hydraulische Pumpen aufweist;

b) ein zweites, auf dem ersten befestigtes Gehäuse 15 mit einem vorteilhaft digitalen oder numerischen elektronischen Rechengerät, das im einzelnen in F i g. 5 bis 8 dargestellt ist;

c) einen Laserentfernungsmesser 16, der auf einer auf dem Gehäuse 15 befindlichen Säule 17 angebracht ist, die um die waagerechte Achse y-y und die geneigte Achse z-z schwenkbar ist (es handelt sich bei diesem näher in F i g. 2 dargestellten Entfernungsmesser z. B. um einen von der USA.-Firma Hughes Aircraft Company, Culver City, Californien, unter der Bezeichnung »colidar rangefinder« vertriebenen, der einen Sender 18 für in Pfeilrichtung E_m auszusendende gebündelte rote oder infrarote Lichtstrahlimpulse, einen Empfänger 19 für in Richtung des Pfeils R von einem Ziel, z. B. Flugzeug, reflektierte gebündelte Lichtstrahlen, ein Fernrohr 20 mit Okular 21 zum Anvisieren und Verfolgen des Zieles durch den Richtschützen, eine Steuervorrichtung 22, einen Kasten 23 mit Vorrichtung zum Berechnen der Entfernung des Zieles und nicht dargestellte Mittel zum Kühlen des Lasers aufweist);

d) eine am Gehäuse 14 der Einheit 25 mittels Tragstangen 26 befestigte Einheit 24, die eine Brennkraftmaschine 27, z. B. einen Benzinmotor oder Dieselmotor, zum Antrieb des Richtsystems, ferner einen Elektrodynamo 28, der vom Motor 27 angetrieben wird und die verschiedenen elektronischen Einheiten speist, außerdem Mittel zum Kühlen und zum Erregen (Erregerwicklung 39 und die zugehörige Speisevorrichtung 40 gemäß F i g. 2) des Lasers und auf dem Gehäuse 27 einen Sitz 29 für den Richtschützen enthält, der das Ziel über das Okular 21 anvisiert;

e) eine Wiege 30, die das Geschützrohr 31 und auch das Geschoßmagazin 32 trägt und um die waagerechte Achse Y — Y verschwenkbar ist;

f) einen Schutzschild 33, der am Gehäuse 14 angebracht ist, und ein Fußpedal 34 zum Lösen des Schusses.

F i g. 2 zeigt schematisch die verschiedenen Einheiten der Meß-, Rechen- und Bedienungsvorrichtung des Geschützes nach Fig. 1, wobei einige Einzelheiten zum Laserentfernungsmesser 16 hinzugekommen sind, der diskontinuierlich oder impulsartig arbeitet und z. B. einen als Parallelepiped ausgebildeten Rubinkristall 35 aufweist, der den aktiven Teil darstellt und eine reflektierende Rückseite 36 sowie eine teilweise transparente Vorderseite 37 zum Ausstrahlen eines Lichtstrahlenbündels 38 aufweist, das jedesmal auftritt, wenn der aktive Teil des Kristalls 35 auf ein bestimmtes Energieniveau aufgeladen worden ist, was durch die schraubenförmig den Kristall umgebende Wicklung 39 erfolgt, welche von einer Ladeeinrichtung 40 von 15 Volt und 150 Watt gespeist und in regelmäßigen Intervallen durch eine Steuer- oder Kommandovorrichtung 41 geschlossen wird. Eine nähere Beschreibung der Anregung und der Funktion des Laserrubins ist, da allgemein bekannt, nicht erforderlich.

Das mit kleinem bzw. engem Strahlungskegel ausgestrählte Strahlenbündel 38 besteht aus sehr intensivem monochromatischem (rot oder infrarot von vorwiegend 694,3 πΐμ) gebündeltem Licht kurzer Wellenlänge. Dieser Kegel wird noch durch einen optischen Kollimator 42 verringert, der ein Strahlenbündel 38 a aussendet, dessen Öffnungswinkel in der Größenordnung von Milligraden liegt. Zum Regeln der Emissionszeitpunkte in Richtung des Pfeils E_m des Strahlenbündels 38 a der Meßvorrichtung dient eine Verschlußplatte 43, die von der Kommandovorrichtung 41 gleichmäßig betätigt wird.

Dieses Strahlenbündel wird teilweise vom' Ziel, z. B. einem Flugzeug, reflektiert, und zwar ähnlich wie ultrahochfrequente elektromagnetische Wellen-

10

i₅

bündel in einem Radarmeßsystem reflektiert werden, und kommt als gebündeltes Strahlenecho 44 in Richtung der Achse R wieder zurück. Das reflektierte Bündel 44 wird durch Spiegel 45, 46 gesammelt und tritt durch die öffnung 47 im Spiegel 45 aus. Ein selektives Filter 48, das durch einen Laserverstärker ersetzt werden kann, läßt nur ein solches Bündel 44 durch, dessen Strahlen einem Frequenzband mit sehr nahe bei der monochromatischen Emissionsfrequenz des Rubinkristalls 35 (im Beispiel bei 694,3 ηαμ) liegender Frequenz entsprechen, so daß neben dem Band liegende Lichtstrahlen eliminiert werden und das Verhältnis Signal zu Geräusch vergrößert wird. Das gesammelte und gebündelte Echolicht 49 wird von der Fotokathode 50 eines Foto vervielfachers 51 aufgenommen, dessen Ausgangsspannung, die durch die von der Fotoelektrode 50 aufgenommene Lichtmenge bestimmt wird, durch einen Verstärker 52 verstärkt wird.

Die Ausgangsspannung des Verstärkers 52 gelangt in eine Laserrecheneinheit 53, die in dem Kasten 23 (F i g. 1) untergebracht ist.

Diese fabrikmäßig gelieferte Laserrecheneinheit 53 bestimmt, insbesondere numerisch, die Entfernung d zwischen Laser und Ziel in Abhängigkeit von dem Zeitraum, den das kohärente Licht für den Hin- und Rückweg zwischen dem Laser und dem Ziel braucht. (Jede Mikrosekunde der Wegdauer entspricht einer Entfernung Laser—Ziel von 150 m.) Beim beispielsweise verwendeten »colidar rangefinder« liefert die Einheit 53 der Rechenvorrichtung 54 die numerische Entfernung d mit einer Genauigkeit von rund 10 m, wobei die Entfernung d rund 400 bis 4500 m betragen kann. Das in dem Gehäuse 15 (F i g. 1) enthaltene Rechengerät 54 erhält die Riehtwinkelwerte, d. h. den Höhenrichtwert g und den Seitenrichtwert s des Kastens 23 des Lasers 16. Der Laser ist auf der Säule 17 angeordnet, die durch den Richtschützen verstellt wird, welcher auf dem Sitz 29 sitzt und durch das Fernrohr 20 sieht, um im Fadenkreuz das Bild des Flugzeugs oder Zieles zu erfassen. Die Winkel g und s stellen die Polarkoordinaten der Achse des Fernrohrs 20 dar.

Das Rechengerät 54, das ebenfalls durch die Kornmandoeinrichtung 41 geschaltet wird, bestimmt die Schußwinkel, und zwar den Höhenwinkel G und den SeitenwinkelS, des Geschützrohrs 31 (Fig. 1). Diese Winkel bestimmen durch das in dem Gehäuse 14 liegende Getriebe 55 die Winkellage der Wiege 30 und damit des Geschützrohrs 31 zu den Achsen Z-Z (Winkel G) und Y-Y (Winkel S).

An Hand F i g. 3 soll nachstehend das Flak-Schießsystem in Erinnerung gerufen werden.

F i g. 3 zeigt die als Gerade angenommene Flugbahn TA eines Flugzeugs oder Zieles, während es von dem von dem Kommandogerät gesteuerten Geschütz verfolgt wird. Das Kommandogerät ist hinter dem Geschütz bei C angeordnet; C stellt die Achse des Geschützrohrs 31 dar. Auf der Flugbahngeraden TA sind zwei Positionen des Flugzeugs wiedergegeben, und zwar die augenblickliche Stellung A (Meßpunkt) in dem Augenblick, in dem Koordinaten durch das Kommandogerät bestimmt worden sind, und die zukünftige oder Trefferstellung F (Treffpunkt) in dem Augenblick, in dem das Flugzeug vom Geschoß getroffen werden soll, wenn der Vorhalt und das Schießkommando korrekt waren. In F i g. 3 ist T_a die waagerechte Projektion der

50

55

60

40

45 Flugbahngeraden TA. Dabei sind α und / die Projektionspunkte von A und F auf T_a. CX ist die allgemeine Bezugsrichtung, z. B. die Nordrichtung, während C_a aus X_a und Y_a und C_f aus X_f und A₁ bestimmbar sind.

Bei dem Kommandogerät der erfindungsgemäß ausgebildeten Feuerleitvorrichtung werden vorzugsweise Polarkoordinaten verwendet, und zwar für die Seitenlage (Azimut) des Meßpunkts A der Winkel g zwischen C_a und CX, für die Höhenlage des Meßpunkts A der Winkel s zwischen CA und C_n, für die Meßentfernung d die Länge der Strecke CA.

Die Koordinaten des Treffpunkts F sind folgende: für die Seitenlage der Winkel g_f, für die Höhenlage der Winkel s_f, für die Entfernung der Wert d_f.

Die Richtung c des Geschützrohrs wird durch die folgenden Polarkoordinaten bestimmt: Seitenwinkel (Azimutwinkel) G zwischen C_f und CX, Höhenwinkel S zwischen c und C₁.

Die Vorhalttheorie bedingt ferner das Einführen des Aufsatzwinkels h für die Richtung c des Geschützrohrs, um zu berücksichtigen, daß die Flugbahn des Geschosses nicht geradlinig, sondern nach einer ballistischen Kurve verläuft, sowie die Berücksichtigung der Flugzeit T des Geschosses vom Punkt C bis zum Treffpunkt F auf der ballistischen Geschoßflugbahn sowie die Berücksichtigung der Flugzeuggeschwindigkeit ν (Komponenten V_x, v_y, v_z) zwischen dem Meßpunkt A und dem Treffpunkt F, wobei ν ein Skalar ist (negativ, wenn das Flugzeug sich dem Geschütz nähert, und positiv, wenn es sich davon entfernt). Es ergeben sich folgende Beziehungen:

(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(Z_ff (6)

G	gfy	- h	■ T
S	sf -t	+ Vx	■ T
Xf =		- ν	T
Yf =		I" »z	(Yff
Zy =	2a -
	(*/)	Zy	(Yf)2
tgs/ =
tg0/ =
V

Einerseits ist bei genauer fortlaufender Bestimmung der Winkelkoordinaten, namentlich der des Seitenwinkels g und der des Höhenwinkels s zum Ziel, falls der Schütze das Ziel verliert, die Kontinuität der Zielbestimmung durch Extrapolation gesichert. Denn es wird mittels des Laserentfernungsmessers 16 in aufeinanderfolgenden Zeiträumen t_x, t₂, t₃, ... bei aufeinanderfolgenden Perioden dt, die unter einer Sekunde liegen, die Entfernung des Zieles, vor allen Dingen in numerischer Form, bestimmt; andererseits werden die Winkelkoordinaten, namentlich des Seitenwinkels G und des Höhenwinkels S des Geschützrohrs 31 dafür, daß ein abgeschossenes Projektil normalerweise bei F das Ziel trifft, unter Zugrundelegung der fortlaufend bestimmten Winkelkoordinaten g, s des Zieles, der in aufeinanderfolgenden Abständen bestimmten Zielentfernung d, der Zeitdauer dt zwischen den Zeitintervallen der Ermittlung der Richtung, der Zielentfernung und der

7 8

Schußtafelwerte berechnet, die im wesentlichen als der Wellen 82, 83 und über Zahnradgetriebe zum Funktion der Zielentfernung, der Flugzeit T des Antrieb der Wellen 84, 85 der Effektivrechenvorrich-Geschosses und des Aufsatzwinkels h auftreten. Die tungen 66, 67 für die Höhen- und Seitenwinkel, errechnete Flugzeit T_c des Geschosses wird durch Die Effektivrechenvorrichtungen 66, 67 sind mit ein nicht nach dem Iterationsprinzip arbeitendes 5 Leitungen 86, 87 zum Weiterleiten der Folgen von Rechengerät auf Grund der geschätzten angenäherten Werten von tg S_e und tg G_e verbunden. Zeit T₀ des Geschosses und der Dauer der Zeitinter- Das Regelsystem für das Seiten- und Höhen-

valle bestimmt. richten weist ein Vergleichsgerät (Komparator) 88, 89

Mit den Einrichtungen nach F i g. 4 werden in auf, dessen Teil 88 die Werte tg G_e und tg G_c empfängt dem Rechengerät 54, ausgehend von dem Seiten- _ϊ0 und den Wert m — tg G_c — tg G_e ermittelt, während winkel g und dem Höhenwinkel s bei dein Verfolgen der Teil 89 die Werte tgS_e und tgS_c aufnimmt und des Zieles A (bestimmt durch die Lage des Kastens 23 daraus den Wert η = tgS_c — tgS_e errechnet. Wenn der Meßvorrichtung 23) und der Zielentfernung d die Rechenvorrichtung 62 numerische Werte und (bestimmt durch die Rechenvorrichtung 53 der Meß- die Rechenvorrichtungen 66, 67 in numerischen vorrichtung), der Seitenwinkel G und der Höhen- i₅ Werten tg G_e und tg S_e ermitteln, wandeln Digitalwinkel S der Richtung c des Geschützrohrs 31 beim Analog-Wandler 90, 91 den numerischen Wert von Schuß bestimmt. Seiten- und Höhenwinkelkodifi- m, η in Spannungen um, die diesen Werten prozierer 56, 57, 58, 59 ergeben bei dem Verfolgen des portional sind und das gleiche Vorzeichen wie diese Zieles die Werte cos g, sin g, cos s, sin s. Ein Gene- haben. Ferner sind Verstärker 94, 95 zum Verstärken rator 60 liefert als Funktion des Aufsatzwinkels h 20 der Ausgangsspannung der Wandler 90, 91 (oder des Geschützrohrs den Werttg/z, und zwar min- der Komparatoren 88, 89, wenn deren Ausgangsdestens als quadratische Funktion d² der Zielent- spannungen analog denen der Wandler sind und fernung. Ein Generator 61, der in Abhängigkeit keine Umwandlungen stattfinden) vorgesehen; diese von der Flugzeit des Geschosses arbeitet, liefert die liefern somit Steuerspannungen M, JV, die den Zeit T derselben, und zwar mindestens als quadra- 25 Werten m, η entsprechen und Elektroventilen 68, 69 tische Funktion d² der Zielentfernung. Rechenvor- über die Leitungen 96,97 zugeführt werden, wodurch richtungen 62 bestimmen, ausgehend von den ver- die Steuerkolben 98,99 der Pumpen 72, 73 zum Reschiedenen Werten, die ihnen durch eine Einheit geln von deren Leistung in Abhängigkeit von M, JV der Kommandozentrale 63 zugeleitet werden und betätigt werden. Diese Wirksamkeit hört mit dem in Speichern 64 gespeichert sind, die Werte d, cos s, 30 Verschwinden von M, JV auf. cos g, sin g, sin s. Durch die Generatoren 60 und 61 Außerdem ist ein Extrapolationskreis vorgesehen,

werden die Tangenswerte der Seiten- und Höhen- der die Kontinuität beim Verfolgen des Zieles sichert, winkel beim Schuß als tgG_c und tgS_c errechnet. wenn dieses gegebenenfalls aus der Sicht verloren Mit Hilfe von Schalt- oder Steuermitteln 65 für das gegangen ist. Dieser Kreis, der in F i g. 11 veran-Geschützrohr 31, und zwar der Tangeriswerte der 35 schaulicht ist. erzeugt wieder M bzw. JV und enthält Seiten- und Höhenwinkel beim Schuß, werden z. B. zu diesem Zweck jeweils eine Differentiationseinheit die effektiven Werte tgG_e und tgS_e des Geschütz- 100 bzw. 101, welche die Ableitung von M bzw. JV rohrs (die von den Kodifizierern 66 und 67 geliefert als Funktion der Zeit ergibt. Ferner ist ein Tor 102 werden) und die errechneten Werte tgG_c und tgS_c bzw. 103 vorgesehen, das normalerweise geschlossen dieser Tangenswerte der Schußwinkel bestimmt, in- 40 oder blockiert ist und durch die Steuerzentrale 63 dem die Teile der Steuervorrichtung 68, 69 (Elektro- geöffnet oder freigegeben wird, wenn diese nicht ventile) zum Richten des Geschützrohrs betätigt mehr mit genauen Kosinus- und Sinuswerten von g werden, wodurch die Differenzen m und η zwischen oder s gespeist wird.

den tatsächlichen und den errechneten Werten von Dadurch, daß G_e zu G_c und S_e zu S_c wird, wird

tg G und tg S beseitigt werden. Die Rechenvorrich- 45 das Geschützrohr 31 dauernd gemäß den Winkeln G tung ist eine digitale und weist digitale Rechen- und S gerichtet gehalten, so daß das aus dem Geeinheiten 62 auf, die in numerischer Form die Ent- schütz abgefeuerte Geschoß das Ziel im Treffpunkt F fernung d des Zields und die verschiedenen Werte, trifft, wenn die Berechnung des Treffpunkts F, ausdie von den Kodifizierern (cos g, sin g, cos s, sin s) gehend von den Werten des Meßpunkts A, korrekt und den Generatoren (tg, h, T) geliefert werden, 50 war und wenn das Ziel sich bis zum Treffpunkt F aufnehmen und ebenfalls in numerischer Form die auf einer geradlinigen Bahn TA bewegt, die aus den Tangenswerte der Höhen- und Seitenwinkel des Werten des Meßpunkts A und früher gemessener Geschützes beim Abschuß (tgG_c, tgS_c) wiedergeben. Punkte abgeleitet^ worden ist. Die Kommando- und Richtmittel für das Geschütz- F i g. 12 zeigt eine andere Ausführungsform, die

rohr 31 enthalten vorteilhaft gemäß F i g. 4 und 5 55 weder'Hnen Digital-Analog-Wandler noch analog zwei Hydraulikgruppen 70, 71 für das Einstellen des "arbeitende Antriebseinheiten, sondern direkt nume-Höhenwinkels und des Seitenwinkels sowie zwei risch arbeitende Antriebseinheiten aufweist. Regelsysteme für die Gruppen. F i g. 6 und 7 zeigen, wie im Sinne der Erfindung

Jede Hydraulikgruppe 70 und 71 enthält eine die Berechnung der Koordinaten des Treffpunkts F Pumpe 72, 73 mit veränderlicher Leistung, die von 60 erfolgen kann.

der Brennkraftmaschine 27 über die mit konstanter Die Berechnung des Treffpunkts F an Hand des

Geschwindigkeit angetriebene Welle 75 und die Ge- Seilenwinkels G und des Höhenwinkels S des Getriebe 74 in Drehung versetzt wird. Gleichzeitig schützes beim Abschuß geht von den fortlaufend erfolgt der Antrieb der Speisepumpe 93 über das beim Verfolgen des Zieles gegebenen Werten i] und s Getriebe 92. Hydraulikmotoren 76,77, die mit Flüssig- 65 und den diskontinuierlich gegebenen Werten der keil, z. B. öl, über die Leitungen 78, 79 beschickt Zielentfernung (Koordinaten des Meßpunkts A).aus, werden, welche mit den Pumpen 72,73 in Verbindung wobei die Formeln benutzt werden, die nachstehend stehen, dienen über Gelriebe 80, 8Ί zum Antrieb aus den Beziehungen (I) bis (8) abgeleitet werden.

Dabei sind A₁, A₂, A₃, ... die aufeinanderfolgenden Positionen der Meßpunkte A beim Messen von d in aufeinanderfolgenden Zeitabständen, wieO,i/f, 2 du
wobei von dem mit Null bezeichneten Ausgangszustand bei der Bestimmung von A₁ ausgegangen wird.

di, d₂, d₃, ... sind die aufeinanderfolgenden Entfernungen CA₁, CA₂. CA₃ in die Zeiten 0, dt, 2 du ...

0i< fe i/3· · · · ^smd die A₁, A₂, /I₃. ... zugeordneten Werte von g, die sich durch Vergleich der fortlaufenden Werte von g ergeben.

Si, .S₂, S₃, ... sind die A₁, A₂, A₃, ... entsprechenden Werte von s, die durch Vergleich der fortlaufenden Werte von s erhalten werden.

Zum Bestimmen der kartesischen Komponenten V_x, v_y, V- der Flugzeuggeschwindigkeit v, die in den

ίο

Beziehungen (3) bis (5) und (6) bis (8) enthalten sind sowie in (1) und (2) eingeführt werden, müssen zwei Meßeinheiten von d, g und s eingeführt werden, die durch ein bekanntes Zeitintervall dt getrennt sind.

Die mittlere Geschwindigkeit ist gleich dem Quotienten aus dem durcheilten Raum und der zum Durcheilen dieses Raums benötigten Zeit. Das erste Bestimmen der Komponenten von ν kann also erst im Augenblick dt stattfinden, nachdem die Werte

ίο sowohl von d_x, g_x, S₁ als auch von d₂, g₂, s₂ gemessen worden sind. Wenn x,, ^₁, Z₁ die kartesischen Koordinaten von A₁ im Augenblick 0 und X₂, y₂, z_y die kartesischen Koordinaten von A₂ im Augenblick dt sind, ergeben sich für die Berechnung der Werte von V_x, Vy, v, folgende Formeln:

X₂ — X₁

dt

dt

dt

~dt

(d₂ cos S₂ cos g₂ — d_t cos S₁ cos

(d₂ cos s₂ sin g₂ — d₁ cos S₁ sin

(10)

■-ι

Ί/Γ

(d₂ sin S₂

d₁ sin S₁).

(H)

Die Koordinaten des Treffpunkts F zu Ende der Flugzeit T (als bekannt angenommen) ergeben sich, ausgehand von A₂ bei einer vom Flugzeug auf der Flugbahn TA durcheilten Entfernung ν - T, an Hand folgender Formeln:

Xj- = x₂ + V_x- T = (l + -j-\ d₂ coss₂ COSg₂ — (-j-J

^Yf = y₂ + v_y-T = (l +

Z_x = z₂ + D₂ · Γ = (l +

dt T

d₂ cos s₂ sin g₂ d₂ sin s₂

Die aufeinanderfolgenden Werte von X _f, Y₁-, Z_f werden dadurch erhalten, daß jedesmal die Indizes von d, s und g um zwei Einheiten zunehmen.

Der Laserentfernungsmesser 16 ergibt den Wert d in den Augenblicken 0, dt, 2 dt, .. .,also d_t, d₂, d₃, .... während die Kodifizierer 56, 57, 58, 59, die fest mit dem Entfernungsmesser und dem angeschlossenen Visier 20 verbunden sind, in denselben Augenblicken (nach Vergleich) die Werte s und g ergeben und somit die Werte S₁, s₂, S₃, ... und g_{, g₂, g₃ ermitteln. Der Wert von dt ist aus der Periode der Wiederholung der Entfernungsmessungen durch die Meßvorrichtung und des Vergleichs von S und g bekannt. Schließlich wird T ohne Wiederholung mittels einer neuartigen Rechenvorrichtung bestimmt, wie im einzelnen näher ausgeführt werden wird. Dabei werden die Schußtafelwerte berücksichtigt, wonach T im wesentlichen als Funktion der Entfernung d_r des Treffpunkts F angegeben wird.

Es ist unmöglich, T direkt von d_f ausgehend zu bestimmen, da d, durch die Beziehung (6) erhalten wird, welche X₁-, Y₁-, Z₁- enthält, die ihrerseits durch die Beziehungen (12) bis (14) errechnet werden, welche aber den hier als bekannt angenommenen Wert T enthalten.

Wenn X₁-, Y₁-, Z₁ bekannt sind, erhält man den Wert .s, oder besser den Wert tgs_; durch die Beziehung (7) und den Wert S durch die Beziehung (2) oder besser den Wert

₍₁__tg_ÄVlg/l)

COS S₁ COS ^f₁

d_x cos S₁ sin g₁ d_x sin S₁.

(12)
(13)
(14)

direkt abgeleitet aus der Beziehung (2), während der Wert h aus den Schußtafeln als Funktion von (d_ff entnommen wird, welcher durch die Beziehung (6) erhalten wird. Der Wert g_f oder besser der Wert tg g_s ergibt sich aus der Beziehung (8), worin tg G mit gy identisch ist, da G = g_f ist (Beziehung (I)).

Die Berechnung von T wird an Hand F i g. 9 und 10 erläutert, wobei F i g. 9 einen Weg zum groben Berechnen von T aufzeigt. Dabei ergibt sich der Näherungswert T_h von T.

Fig. 10 zeigt den Korrekturwert dT, der zu T_h hinzuzufügen ist und der Zeitdauer Rechnung trägt, welche bei dem Berechnen von T_h vergeht; während dieser Zeit hat nämlich das Flugzeug eine bestimmte Bahn durcheilt und befindet sich nicht mehr bei/4.

sondern bei A₂,
ersten, zweiten, .

I₃,..., und zwar während des Bestimmens von T₁. Es ist also

z.B. X_f nicht genau gleich X₂ + V_x ■ T_h während des ersten Bestimmens des Treffpunkts F, sondern (x₂ + dx) + V_x ■ T₁,.

Das Berechnen von T_h (ohne Berücksichtigung der Korrektur der Berechnungszeit) erfolgt, indem von einem geschätzten Wert 7^ von T ausgegangen wird: Ausgehend von </,, s,, g_l, T_n, d₂, s₂, g₂ werden mit Hilfe der Beziehungen (12). (13), (14)" die angenäherten Werte von X₁-, Y₁, Z_x berechnet (indem 7^₁ als angenäherter Wert von T angenommen wird). Dann wird mittels der Beziehung (6) ein angenäherter Wert von Ul₁-)² errechnet. Die Schußtafeln enthalten in berechneter angenäherter Form T_x entsprechend (df)²· Im allgemeinen ist der Wert T₁' von 7,', verschieden. Er ist gleich T₀, wenn dieser der genaue

809 569 Ί 63

Wert von T oder besser T_h ist. Tatsächlich ist TJ eine Funktion von T₀ und der Parameter d, s und g. Unter den durchschnittlichen vorbestimmten mittleren Arbeitsbedingungen (Flugzeuggeschwindigkeit, Bahncharakteristik der Flugbahn) ist T_s=f(T₀, d). Zu jedem Wert von d gehört eine Kurve von % als Funktion von "ζ. In F i g. 9 ist eine Anzahl solcher Kurven P₁, P₂, P₃, P₄. für d = 2800, 2900, 3000 und 3100 m dargestellt. T₀ ist als Abszisse und T_s als Ordinate aufgetragen. Die Gerade BS, die die Halbierungslinie der Koordinatenachsen darstellt, bildet den geometrischen Ort der Punkte, für die T₈ = T₀ ist, d. h. für die T₀ = % (genauer Wert von %) ist. Der genaue Wert von T_b befindet sich also im Schnittpunkt der Halbierungslinie BS und der Kurve T₃ = f [T₀) und entspricht dem Wert der Treffentferung, also dem Wert d_f. Daher sind die bisherigen Berechnungsmethoden der Flugzeit durch Wiederholung bzw. nach dem Iterationsprinzip zu lang, da sich die Kurve P je nach der Wiederholungsrechnung verändert bzw. verlagert.

Die Berechnung von T_h nach der dritten Möglichkeit basiert darauf, daß die verschiedenen Messungen in bekannten Zeitintervallen dt erfolgen.

Zuerst wird als angenäherter Wert T₀ als Produkt der Entfernung d mit einem bestimmten Wert genommen. Insbesondere kann T₀ in Sekunden gleich dem Tausendstel (oder einem Bruchteil dieser Größenordnung) der Entfernung d in Metern genommen werden. Diese einfache Teilung durch tausend gilt für die übliche Geschwindigkeit der Geschosse in m/sec und für die üblichen Höhenwinkel beim Verfolgen von mit normalen Geschwindigkeiten fliegenden Flugzeugen. Wenn z. B. der Wert von d_x gleich 3000 m ist, erhält man Der Teilungskoeffizient q für % des Abschnitts 7^₀,

T₀-2dt ergibt sich aus der Formel q = —^—r . Man

ρ— ι

erhält also T₁, = (T₀ -2dt) q + T_s0(\-q) mit

^q= T_sl - 2T^₀ + (T₀ - 2dt) ■ Infolgedessen ergibt sich:

T_h =

oder

T —

T_sl-2T_s0 + T₀-2dt

(T₀ - 2dt) T₃₁ - TJ T_sl -2T_s0 + T₀-2dt "

(15 a)

Für das Berechnen von T_h, d. h. dem Grobwert von T, sind folgende Werte maßgebend: dt (bekannt vom Ausgangspunkt), T₀ gleichj^, also verfügbar

T₀ =

3000
1000

= 3 Sekunden.

Die Senkrechte von T₀ ausgehend schneidet die Kurve P₃ im Punkt H der Koordinate ^₀. G₁ ist der Punkt, in dem die Waagerechte, die durch H geht, die Halbierungslinie BS schneidet. Dieser Punkt hat die Abszisse T^₀.

Die zweite Berechnung erfolgt am Ende von 2dt, d. h. zu einem. Zeitpunkt, in dem sich das Flugzeug in einer Entfernung d₃ befindet, die einer neuen Kurve P. z.B. P₂ (F i g. 9) entspricht, so daß GH (G ist der Schnittpunkt der Waagerechten HG₁ mit P₂) gleich 2dt ist. Wenn in dem Augenblick 2dt der Wert 7^₀ als neuer angenäherter Wert T eingeführt wird, dann ist der neue Wert 7^₁ von 7^ gleich der Ordinate des Punkts E, also dem Schnittpunkt der von T_s0 ausgehenden Senkrechten, die durch G₁ verläuft, mit der Kurve, z. B. P₂, die den Punkt G aufweist. Dieser Schnittpunkt E liegt nicht auf der Halbierungslinie BS. 7^₀ und T_sl sind nicht identisch und stellen also nicht den genauen Wert von T_b dar, der vielmehr durch die Abszisse (und die Ordinate) des Schnittpunkts K von BS mit der Kurve P₂ gegeben ist, auf der G liegt.

Die angenäherte Neigung -=^ der Kurve P₂ im Punkt K ist also durch die Formel im Augenblick des Ablaufs von dt, T_s0 berechenbar vom Augenblick 2 dt an, 7^₁ verfügbar im Augenblick 4 dt, wie nachstehend erklärt wird.

Der Grobwert % wird durch dT korrigiert, womit der Flug des Flugzeugs während derjenigen Zeit berücksichtigt wird, während welcher 2 dt von T_b zum Erlangen des genauen Werts von T gerechnet wird.

Aus F i g. 3 ist leicht zu ersehen, daß es möglich ist, von vornherein die vom Flugzeug während der Zeit 2 dt vom Punkt A aus zurückgelegten Bahnwerte dn (und ihre kartesischen Koordinaten dx, dy, dz) als Funktion der Flugzeuggeschwindigkeit ν und der Entfernung d sowie der Entfernung des Schnittpunkts de zu berechnen (die die minimale Entfernung des Punkts C von der Flugbahn TA ist). Dann bestimmt man von dn aus dT als Funktion von dn, ν und d.

In Fig. 10 sind die Kurven (Geraden) Q eingezeichnet, die die Variationen von dT als Funktion von d für die typischen Werte von r und de und für 2 dt = 0,1 Sekunde wiedergeben. Die Kreise entsprechen den errechneten Punkten. Die Geraden Q entsprechen der allgemeinen Formel dT= (Zc₁ + P₁ d) ■ -^i.

Für die einzelnen Kurven (Geraden) ergeben sich folgende Tabellenwerte:

	V	de	0.0550	Pi
Kurve	(m/sec)	im)	0,0500	0.000024
Öl	250	600	0,0735	0,000036
Qi	100	600	0,0740	0.000018
Ö3	250	200	0,062	0,000034
Ö4	100	200		0.000027
Ö5	■ 250	angenommene"!
Qb	100.	Mittelwerte J

Wenn die Mittelwerte K₁ = 0,062 und P₁ = 0,000027 angenommen werden, ist der Fehler im absoluten Wert niedriger als 4 tausendstel Sekunden, also relativ niedriger als 1⁰Z₀₀-

Man kann also den Endwert nach der Formel:

65

P =

T_s0 - (T₀ - 2dt) dT =

12 + 0,027

dn

(16)

gegeben.

1000J 100 berechnen, wobei dT in Sekunden und d und dn in

Metern einzusetzen sind. Für die folgenden Bestimmungen nimmt man für d die Werte d₂, U₄., d₆, ... dn ergibt sich aus der Formel

dn = dx² + df + dz²
mit

dx = (Z₂ cos S₂ cos i/₂ — (Z₁ cos S₁ cos ^₁

dy = d₂ cos S₂ sin i/₂ — d_{ cos S₁ sin g₁

dz = d₂ sin g₂ — d₁ ^{sm s}i ·
schließlich

T = T_h + dT.

(17)

(18) (19)

(20)

Die genauen Werte von Ic₁ und P₁ sowie der Wert der Zahl, durch die man d teilen muß, um T₀ zu erhalten, hängen von der Anwendungsart, der Art des Geschützes und des Geschosses ab.

Gemäß F i g. 6 erfolgen die verschiedenen Berechnungen an Hand der Ausgangswerte der Kodifizierer 56 bis 59, welche die Werte cos g, sin g, cos s, sin s liefern, der Kodifizierer 66, 67, welche die effektiven Werte tgG₍„ tgS,, liefern, und der Generatoren 60, 61, die als Funktion der Flugzeit T und der Tangenswerte des Aufsatzwinkels tg Zi im wesentlichen als Funktion von d² (und eventuell von tg S) mittels einer bestimmten Anzahl von Einheiten die folgenden Elementaroperationen ausführen:

Addition, symbolisiert durch +

Subtraktion, symbolisiert durch —

Multiplikation, symbolisiert durch ...

Division, symbolisiert durch :

Quadratwurzelextraktion,

symbolisiert durch ]Γ~

Die beiden Vorzeichen für die beiden zu behandelnden Faktoren sind für die Einheiten, die die Umwandlungsarbeiten in zwei Zeiten erledigen (Addition, Multiplikation), bedeutungslos, während für die Subtraktionseinheiten die Vorzeichen für den Faktor, von dem man subtrahiert, und für den zu subtrahierenden Faktor durch + und - dargestellt werden. Für die Divisionseinheiten sind die Vorzeichen für den Dividenden und für den Divisor durch — und — wiedergegeben. Die Recheneinheiten F i g. 6 haben Multiplikationen und Divisionen für eine bestimmte Zahl durchzuführen, z. B. Multiplikationen mit p₂

ίο (Einheit mit Symbol Xp₂) und Divisionen durch 1000 (Einheit, symbolisiert durch -=- 1000), oder die Addition einer Konstanten, wie Zc₁ (Einheit, symbolisiert durch + Ii₁).

Diese Rechenvorrichtung enthält Speicher, die durch die Buchstaben /, J mit verschiedenen Indizes bezeichnet werden, und Schaltmittel oder Schalter, die durch Buchstaben U und V mit verschiedenen Indizes angedeutet werden. Das Schaltphasen- oder Zeitdiagramm der Schaltung der Schalter U und V ist in F i g. 7 wiedergegeben.

Wie man sieht, umfaßt ein vollständiger Zyklus für die Vorausage des Treffpunkts F das Bestimmen der beiden aufeinanderfolgenden Werte von d und g. Außerdem ist der Wert s zum Bestimmen des Werts von ν nötig. Es genügt also ein einziges Bestimmen der Werte von S₁, und G_e pro Zyklus. Es müssen somit zwei aufeinanderfolgende Werte jeder dieser Größen (digital oder analog) d, cos g, sin g, cos s, sin s und ein einziger Wert von tg G₁, und tg S,„ insgesamt also (5 · 2) + 2 = 12 Werte gespeichert werden. Die arithmetischen Operationen befassen sich mit diesen zwölf Werten und denjenigen, die von den Generatoren 60, 61 geliefert werden. Für diese zwölf Werte sind zwölf Speicher J₁, J₂, ..., J₁₂ vorgesehen, die nach zwei Messungen (zum Zeitpunkt dt), nach vier Messungen (zum Zeitpunkt 3 dt), nach sechs Messungen (zum Zeitpunkt 5 df) die folgenden Größen speichern:

■Ί	J2	J3	J*	sin gx sin 03 sin 05	tgs, tgse tgse	J-,	Js	sin s2 sin S4 sin S6	■Ίο	Jn	Ju
dt U1 3dtd3 5dtd5	COSS1 COSS3 COS S5	sin S1 sin S3 sin S5	COSg1 cosg3 cosg5		d2 dt de	COSS2 COSS4 COSS6	COS 02 COS 04 COS06	sin 02 sin04 sin 06	tgGe tgGe tgGe

Die zwölf mit J₁ bis J₁₂ bezeichneten Speicher werden durch die Einheiten 53, 56, 57, 58, 59, 66, 67 über zwölf Zwischenspeicher oder Pufferspeicher I₁ bis /₁₂ beschickt, die zeitweilig die Werte d, cos s, sins. cosg, sin 0, tgS_t. zu den Zeitpunkten 0, 2dt, 4 df, ... und die Werte d. coss, sins, cosg, sing, tgG_c zu den Zeitpunkten dt, 3 dt. 5 dt, . .. speichern und über die Schalter U₁, V₁, U₂, V₂, V₃, V₄. und V₅ erhalten.

Der Schalter V₁ hat sechs Stellungen, die er nacheinander in jedem Zyklus einnimmt, wenn sein beweglicher Teil sich im Gegenuhrzeigersinn von der äußersten rechten Stellung aus fortbewegt, in der er die Werte d, cos s, sin s, cos g. sin g und schließlieh tgG_t,. XgS _K entsprechend der Stellung des Schalters U₁ darstellt. Der Schalter U₂ schaltet den Ausgang von V₁ schließlich auf V₂ und V₃, wobei V₂ und V₃ sechs Schaltstellungen haben und sich synchron mit dem Schalter V₁ im Uhrzeigersinn, ausgehend aus der äußersten Lage, drehen. Die Schalter V₄. und V₅ arbeiten synchron und sichern die übertragung des Inhalts der zwölf Zwischenspeicher Z₁, I₂, .... J_n,

J₁₂ zu den zwölf festen Speichern J₁, J₂ J₁₁, J₁₂,

und zwar J₁ zu J₁. J₂ zu J₂, J₁₁ zu J₁₁ und J₁₂

zu J₁₂.

Der übergang der Größen der Eingangseinheiten 53, 56, 57, 58, 59, 66, 67 zu den Speichern J₁, J₂, ..., Αι· Λ2 (F ' g· 6) findet gemäß F i g. 7 auf folgende Weise statt. Die Spalten I, II, III, VII, VIII, IX zeigen die Größen der Eintrittskodifizierer 53, 56, 57, 58, 59, 66, 67 (I) der Speicher J₁, J₂, ..., J₁₁, J₁₂ (II), der Speicher J₁, J₂ J₁₁, J₁₂ (III), der Phasendiagramme von U₁, U₂ (VII). V₁, V₁ und V₃ (VIII) sowie von V₄, V₅ (IX).

In den Spalten I, II, III sind symbolisch die verfügbaren Größen (der Kodifizierer, der Speicher J₁, J₂, ..., J₁₁, J₁₂ und J₁, J₂, .. .,J₁₁, J₁₂) für jede Periode

0-dt, dt~2dt 10 Λ-11Λ angegeben, und

zwar getrennt durch die Schaltung der Umschalter F₁, V₂, V₃ in die sechs Stellungen, die in Form eines waagerechten Stromstoßes angezeigt werden wie die der Umschalter V₄. und V₅, die sechs Schaltstellungen aufweisen (wenn die Umschalter U₁, U₂, die zwei Stellungen aufweisen, ihre Stellung am Ende jeder

Periode ändern). Die Zeit für den Übergang von einer in die andere Stellung, die sehr kurz vor dt liegt, wird durch einen waagerechten Strich über den Symbolen dargestellt. Diese Symbole sind folgende:

Eine ganze Zahl mit einem waagerechten Strich darüber zeigt die Gesamtheit der Werte von d, cos s, sin s, cos g, sin g an. So bedeutet z. B.

1_ den Wert d_u COSS₁, sin S₁, COSg₁, SUIg₁; S bedeutet tgS_e in dem betreffenden Augen- _ blick;

G bedeutet tgG_e in dem betreffenden Augenblick.

Jeder senkrechte Pfeil zeigt die dabei verfügbare Zeit oder die Größen an, die gegenüber dem oberen Pfeilende sitzen.

Aus den F i g. 6 und 7 ist ersichtlich, daß im Zeitpunkt O der Laserentfernungsmesser die erste Angabe der Entfernung d₁ dem Kodifizierer oder Eingangsorgan 53 zuführt, während das Visier des Entfernungsmessers die Werte COSg₁, sin ^₁, COSs₁, SInS₁ über die Kodifizierer 56, 57, 58, 59 liefert. Diese fünf Indexwerte von 1 sind in F i g. 7 durch 1 symbolisiert. Die Kodifizierer 66^67 liefern die Werte tgG_e, tg S_e, symbolisiert durch G, S in F i g. 7. Diese sieben Größen sind also an den sieben vorher erwähnten Kodifizierern verfügbar (Spalte I, Fig. 7), und zwar am Beginn der Periode O — dt. In diesem Zeitpunkt O schalten die Umschalter CZ₁, U₂ die dargestellten Schaltungen. U₁ sammelt die Ausgangswerte des Kodifizierers 67, die er nach V₁ leitet, während U₂ die Auslaßwerte von V₁ nach V₃ dirigiert.

Während der Periode O — dt schaltet der Schalter V₁ nacheinander seine sechs Eingänge auf den einzigen Ausgang (gemäß Spalte VIII, F i g. 7). Für die synchrone Schaltung von V₁ und V₃ (V₂ wird nicht von U₂ gespeist) während der Periode O — dt erhalten die sechs Speicher I₁ bis Z₆ jeweils die Werte d_u COSs₁, sin S₁, COSg₁, tgS_e. Die fünf ersten Werte werden durch 1 und die letzten durch S symbolisiert (siehe Kolonne II Fig. 7, zweiter Teil der Periode O — dt).

Im Zeitpunkt dt (am Ende der Periode O — dt) schaltet U₁, und der sechste Kontakt bzw. die sechste Stufe von V₁ empfängt jetzt den Wert tg G_e an Stelle des Werts tgS,,. Der Schalter U₂ schaltet gleichfalls und dirigiert jetzt den Ausgangswert von V₁ nach V₂ (und nicht nach V₃). Unter diesen Bedingungen leitet die synchrone Drehung von V₁ und V₂ während der Periode dt — 2dt (Spalte VIII) jeweils die Werte d₂, COSs₂, _sin S₂, jcosg₂, sing₂ und tgG_t„ symbolisiert durch 2 und G, zu den Speichern I₁ bis Z₁₂, die sich also während des zweiten Teils der Periode dt — 2dt_ wieder schließen. Die zwölf Werte werden durch 1 -■"" und 5 (übertragen auf V₃ während der PeriodeJ) — dt) und 1, G (übertragen auf V₂ während, der Periode dt — 2dt) symbolisiert, wie in Spalte II angezeigt.

Am Ende der Periode dt —2dt, im Zeitpunkt 2dt, übertragen V₄. und V₅ synchron (Spalte IX) die Werte 1, S, 2, G der Pufferspeicher I₁, I₂, ..., I_n, I₁₂ auf die Endspeicher J₁, J₂, .. .,J_n,J₁₂. Infolgedessen schließen am Beginn der Periode 2dt-z3dt die Speicher J₁, J₂, ..., J_n, J₁₂ die Werte 1, S, 2, G ein, d. h. alle Verfolgungs- und Entfernungsgrößen, die das Rechengerät braucht, um die augenblickliche Position und Geschwindigkeit (im Zeitpunkt 2dt) des Flugzeugs oder Zieles zu bestimmen. (Es sind auch die früheren Werte nötig, um den Treffpunkt F zu bestimmen.

da gleichzeitig die Flugzeit T bestimmt werden muß, indem andere Speicher eingeschaltet werden.)

Da die Werte der Zwischenspeicher Z₁₂ bis J₁₂ auf die Endspeicher J₁ bis J₁₂ übertragen worden sind, können die Speicher I₁ bis Z₁₂ (nach Löschung durch nicht dargestellte Mittel) neue Werte speichern. Zwischen den Zeitpunkten 2 dt und 4 dt beginnt ein neuer Zyklus für die Speicher I₁ bis I₁₂. Die Speicher I₁ bis I₆ speichern_ im Verlauf der Periode 2dt-3dt die Werte 3, G über den Schalter U₁ (in seiner linken Stellung), den Schalter V₁ (der nacheinander seine sechs Stellungen einnimmt), den Schalter U₂ (in seiner rechten Stellung) und den Schalter V₃. Dann speichern die Speiche^ I₂ bis Z₁₂ während der Periode 3dt — 4dt die Werte 4, S über den Schalter CZ₁ (in seiner rechten Stellung), den Schalter V₁ (der nacheinander seine sechs Stellungen einnimmt), den Schalter U₂ (in seiner linken Stellung) und den Schalter V₂. Am Ende der Periode 3 dt — 4 dt übertragen die Schalter V₄. und V₅ die Werte der Speicher Z₁ bis Z₁₂, die nachher für einen neuen Zyklus zur Verfugung stehen, auf die Speicher J₁ bis J₁₂.

Die Einheit 111 gemäß F i g. 6, deren Arbeitsweise an Hand der Spalten I, II, III, VII, VIII, ΓΧ in F i g. 7 beschrieben worden ist, arbeitet also zyklisch. Die Periode des Zyklus ist 2 dt (das Doppelte der Rücklaufperiode bei der Entfernungsmessung des Flugzeugs durch den Laserentfernungsmesser, da man zwei aufeinanderfolgende Entfernungsmessungen benötigt, um die Fluggeschwindigkeit zu berechnen). Wenn der Entfernungsmesser zwanzig Messungen pro Sekunde macht, ist dt gleich 0,05 Sekunden und der Zyklus der Einheit 111 damit 0,1 Sekunde. Jeder Zyklus wird in zwei halbe Zyklen aufgeteilt, zwischen denen die Schalter IZ₁, LZ₂ arbeiten. Anschließend wird die Einheit 112 gemäß F i g. 6 beschrieben, wobei die Koordinaten des Treffpunkts während der Dauer der ermittelten Flugzeit T bestimmt werden, wie noch näher dargelegt wird, wobei in der Einheit 113 der Grobwert T_b und in der Einheit 114 der Korrekturwert d T der Flugzeit ermittelt werden.

Die Einheit 112 enthält acht Multiplizierwerke 115 bis 122 und drei Subtrahierwerke 123 bis 125, die die kartesischen Komponenten V_x, v_y, v_z der Flugzeuggeschwindigkeit ν bestimmen.

Nach dem Zeitpunkt 2 dt, wenn die Speicher J₁ bis J₁₂ die Werte ä_x, COSs₁, SmS₁, COSg₁, SnIg₁, tgS_e, d₂, cos S₂, sin s₂, _cos_g_z, _sin g₂, tg G_e enthalten, die in F i g. 7 durch 1, S, 2, G symbolisiert sind (Spalte III, Periode 2dt — 4dt), geben die Einheiten 115 bis 125 die folgenden Werte ab:
,—.-HS: U₁ COSs₁

116: d_t sin S₁, entspricht Z₁

117: d₂ COSs₂

118: d₂ sin s₂, entspricht z₂

119: (Z₁ COSs₁ COSg₁, entspricht X₁

120: i/j cos S₁ sin ^₁, entspricht y,

121: d₂ cos s₂ cos g₂, entspricht x₂

122: d₂ cos s₂ sin g₂, entspricht y₂

123: d₂ cos s₂ cos g₂ — c/, cos S₁ cos Cj₁,
entspricht v_x ■ dt (Beziehung (9))

124: d₂ cos s₂ sin g₂ — i/, cos S₁ sin Cj₁,
entspricht p_}, · dt (Beziehung (H)))

125: d₂ sin S₂ — d_x sin S₁, entspricht r. ■ dt
(Beziehung (11))

Die Einheit 112 enthält ferner drei Multiplizierwerke 126 bis 128 und drei Addierwerke 129 bis 131 zum Ableiten der kartesischen Koordinaten X_f, Yp Z_f des Treffpunkts F aus den Ausgangswerten

der Einheiten 123 bis 125 und dem Wert von -!--,welcher

von einer Einheit 132 erhalten wird. Der Berechnung liegen die folgenden Beziehungen zugrunde:

X₁ = X₂ + V_x- T (12a)

X_f = y₂ + v,-T (Ba)

Zf= z₂+v_z-T (14a)

Die Addierwerke 129 bis 131 übernehmen an beiden Eingängen die beiden Zeitangaben des zweiten Teils der Beziehungen (12a), (13a), (14a).

Die Einheit 112 enthält außerdem drei Multiplizierwerke 133, 134, 135 und zwei Addierwerke 136, 137 zum Bestimmen von {d_f)². Jedes Multiplizierwerk 133 bis 135 empfängt an seinen beiden Einlassen die gleiche Größe zwecks Bildung des Quadrats. Das Multiplizierwerk 133 empfängt X_f und ergibt X_f; das Multiplizierwerk 134 empfängt Y_f und bildet Yf; das Multiplizierwerk 135 empfängt Z <· und bildet Zf. Das Addierwerk 136 berechnet und liefert Xf+ Xf, und das Addierwerk 137 berechnet und liefert Xf + Yf + Zj = dj.

Die Einheit 112 enthält außerdem die notwendigen Einheiten zur Umwandlung der kartesischen Koordinaten Xp Y₁, Z_x des Treffpunkts F in Polarkoordinaten Qf, Sf zum Berechnen der Tangenswerte von G₁. = g_f und S_c = Sf + h, d. h. der Polarkoordinaten des Geschützrohrs beim Abschuß, und zum Bestimmen der Differenzen m = tg G_c — tg G₁, und η = tg S_c Tangenswert des Aufsatzwinkels tg h und die Flugzeit T als Funktion der Werte d_f und tg s_f bilden. Der Generator 61 empfängt fortlaufend diese beiden Größen, während der Generator 60 sie über die Schalter U₁ und [Z₈, die acht Schaltstellungen aufweisen (deren beiden letzten allein wirksam sind), erhält. Diese Schalter arbeiten synchron mit den Schaltern U₅, U₆ vom Zeitpunkt 2dt an (F i g. 7, Spalte X) und berechnen auch den Wert tg S_c in den

ι β nachstehenden Einheiten.

Ein Multiplizierwerk 141 und ein Addierwerk 142 nehmen jeden Wert tg s_f vom Dividierwerk 140 und jeden Wert tg h vom Generator 60 zum Berechnen von g_s Sf ■ tg h und tg s_f + tg h auf. Ferner bildet ein

Subtrahierwerk 143, das an den Ausgang des Multiplizierwerks 141 angeschlossen ist, den Wert (1 — tgsy · tg/i). Ein Dividierwerk 144 dividiert den Ausgangswert des Addierwerks 142 durch den Ausgangswert des Addierwerks 143 zwecks Bildung von

Diese Einheiten sind folgende: Ein Dividierwerk 138 empfängt über zwei Schalter U₅, U₆ mit acht Stellungen (deren letzten beiden allein aktiv sind) X₁ und Y_x und

bildet daraus -^- = tg g_f = tg G_c. Diese Schalter

beginnen im Zeitpunkt 2dt umzuschalten und schalten im Verlauf und am Ende jeder Periode dt um, ausgehend vom Zeitpunkt 2dt (F i g. 7, Spalte X).

Ein Subtrahierwerk oder ein Komparator 88 zur Aufnahme der Ausgangswerte von 138 und von J₁₂. Dieses Subtrahierwerk ermittelt die Differenz m = tg G_c — tg G_e, die, wenn sie in numerischer Form vorliegt, dem Digital-Analog-Wandler 90 (F i g. 4 und 11) zugeführt wird oder aber, wenn sie analoge Form hat, direkt zum Verstärker 94 gelangt.

Ferner empfängt eine Einheit 139, welche die Quadratwurzel aus einem eingegebenen Wert zieht, vom Werk 136 den Wert Xf + Yf und bildet den

und ein Dividierwerk 140 teilt den Wert Z_s (empfangen von 131) durch den Wert

(empfangen von 139) zwecks Bildung von

tg Sf = ■

Zr

fx

f+Yf²

Der Wert tg.sy wird in Verbindung mit dem Wert d_s in den Funktionsgeneratoren 60, 61 benutzt (wenn diese Generatoren auch tgx, benutzen), welche den -*"« i-tg_S/-tgÄ·

Ein Subtrahierwerk oder Komperator 89 erhält die Ausgangswerte vom Dividierwerk 144 und vom Speicher J₆ und bildet die Differenz η = tg S_c — S_e, welche, wenn sie numerische Form hat, dem Digital-Analog-Wandler 91 (F i g. 4) zugeleitet wird und, . wenn sie analoge Form aufweist, direkt zum Verstärker 95 gelangt.

Nachstehend wird erläutert, mit welchen Einheiten

" und wie das Rechengerät F i g. 6 den genauen Wert der Flugzeit T für die Rechenvorrichtungen bestimmt, die nachstehend mit Bezug auf F i g. 9 (Berechnung des Grobwertes % von T) und Fig. 10 (Berechnung des Korrekturwertes dT, der zu % hinzuzurechnen ist zwecks Erlangung von T) erläutert werden.

Zum Berechnen des Wertes T_b, der durch die Einheit 113 bestimmt wird, dient ein Schalter U₄.

mit acht Stellungen (zwei aktive zusammengeschaltete Stellungen; zwei aktive zusammengeschaltete Stellungen; zwei aktive zusammengeschaltete Stellungen; zwei passive zusammengeschaltete Stellungen, die aufeinander folgen), der wie die Schalter U₅ bis U_n während und am Ende jeder Zeitperiode dt vom Zeitpunkt 2 dt an schaltet. Ferner ist ein Dividierwerk 145 für eine Division durch 1000 vorgesehen. Das Dividierwerk 145 erhält den Ausgangswert des Speichers J₇, d. h. den Wert d₂ im Zeitpunkt 2 dt, und bildet den Wert T₀, welcher seit dem Zeitpunkt 2dt verfügbar ist (F i g. 7, Spalte IV, in der durch Pfeile die berechneten Größen angedeutet sind, während die Spalten I, II, III die Eingangsgrößen angeben; die Größe ist am oberen Ende jedes Pfeiles angezeigt).

Der Ausgangswert des Dividierwerks 145, nämlich der Wert T₀, wird zu den beiden ersten Kontakten des Schalters U₄ geleitet. Infolgedessen gelangt der Wert Ta während der Periode 2dt-3dt vom Schalter U₄. zum Dividierwerk 132 und von dort als Wert Jj. zu den Multiplizierwerken 126, 127, 128.

Die Einheiten 126 bis 137 berechnen, basierend auf T₀, einen angenäherten Wert von d_f, welcher den Flugzeitgenerator 61 zur gleichen Zeit erreicht wie der angenäherte Wert von tgs_f, der ebenfalls auf T₁', basiert und durch die Einheiten 139, 140 mit Ausgangswerten von den Einheiten 135 und 137 berechnet worden ist. Der Generator 61 bildet dann den an-

«09 569/163

genäherten Wert T_s0 im Schnittpunkt H (Fig. 9), dessen Abszisse T₀ ist. Dieser Wert T_sQ wird zum Berechnen des Grobwertes T mittels der Beziehung (15) benutzt. Der Generator 60, der den Wert tg/z bildet, die Einheiten 141 bis 144 zum Berechnen von tgS_c und die Einheit 138 zum Berechnen von tgG_c werden nicht beschickt (der bewegliche Teil der Schalter U₁, U₈,
toten Kontakt), da
tgft, tgS_c und tgG_c

U₅, U₆ befindet sich auf einem die angenäherten Werte von nicht bei dieser Ausführung

benutzt werden (man sieht, daß bei der vollständigeren Ausführung nach Fig. 13 die Winkel S_c und G_c von T₀ auf das Geschützrohr übertragen werden). Zum Speichern von 7J₀ dient ein Speicher J₁₃.

Ferner wird ein Schalter CZ₃, der analog den Schaltern U₄. bis U₈ ausgebildet ist, synchron mit diesen geschaltet (F i g. 7, Spalte X). Seine Ausgangskontakte sind aber verschieden verbunden, und zwar derart, daß sie in den Stellungen 2, 3, 4, wenn der Schalter den Wert 7J₀ von 61 empfängt, auf den Speicher J₁₃ arbeiten, der somit den Wert 7J₀ aufnimmt, speichert und zum Dividierwerk 132 leitet. Der Umschalter U₄ gelangt in die Stellungen 3 und 4 (Periode 3 dt —4dt), in der die neuen angenäherten Dieser Grobwert T_h dient zum Bestimmen des Korrekturwerts dT. Diese Korrektur verlangt für das Berechnen von % vom Zeitpunkt 2 dt, daß von einer Zeitdauer über Null (gleich 2 dt) ausgegangen wird.

Diesem Zweck dient die in F i g. 6 mit 114 bezeichnete Einheit, welche drei Multiplizierwerke 156 bis 158 enthält, von denen jedes diejenige Größe zum Quadrat erhebt, welche in ihre beiden Eingänge eingegeben wird, d. h. dx von 123, dy von 124 und dz von 125. Ferner weist die Einheit ein Addierwerk 159 auf, welches die Werte dx², dy¹, dz² aus den Multiplizierwerken 156, 157, 158 erhält und

dx² + dy² + dz² = dn² bildet.

Dann ist noch ein Radizierwerk 160 zum Ziehen der Quadratwurzel aus der ihrem Eingang zugeführten Größe vorgesehen, welche zum Addierwerk 159 den Wert dn² empfängt und den Wert dn ergibt, weiterhin ein Dividierwerk 161 für den Divisor 100, der den Wert dn vom Radizierwerk 160 aufnimmt und den

Wert -77TK- bildet, ein Multiplizierwerk 162, das seinen

100

Eingangswert mit dem Wert P₂ = 100Op₁ = 0,027 Werte" ypnj^_und tg s_f berechnet werden, ausgehend 25 multipliziert, und ein in Serie dazu angeordnetes

von 1, S, 2, G, aber dieses Mal basierend auf dem Wert 7J₀. Der Flugzeitgenerator 61 empfängt diese neuen angenäherten Werte und wirkt beim Punkt E (F i g. 9) zwecks Bildung von 7J₁ für den Schalter U₃, der jetzt in seine vier letzten Stellungen gelangt, in denen er den Wert 7J₁ auf die Leitung 146 gibt. Wie vorher arbeiten die Schalter U₅ bis U₈ bei dieser Ausführung nicht. Die Berechnungen von tgS_c und tgG_c basieren allein auf einem angenäherten Wert von 7J₁.

Ferner ist eine Einheit 147 zum Berechnen des Grobwertes T aus T₀, 7J₀, 7J₁ (und dt) mittels der Beziehung (15) vorgesehen. Diese Einheit enthält ein Subtrahierwerk 148, welches 2 A (konstant, gleich z. B. 0,1 Sekunden) vom Ausgangswert des Dividierwerks 145 subtrahiert und somit T₀- 2 dt bildet (Abszisse des Punkts G, Fig. 9), ein Multiplizierwerk 149 und ein Addierwerk 150, von denen jedes den Wert 7J₁ vom Umschalter U₃ über die Leitung 146 und den Wert T₀-2 dt vom Subtrahierwerk 148 emppfängt. Ferner sind zwei Multiplizierwerke 151, 152 vorgesehen. Das Multiplizierwerk 151 empfängt an beiden Eingängen den Wert 7J₀ (von J₁₃) und bildet den Wert 7J₀, während das Multiplizier werk 152 an seinem einzigen Eingang den Wert 7J₀ (von J₁₃) aufnimmt und diese Größe mit 2 multipliziert zwecks Bildung des Wertes 2 7J₀. Außerdem sind zwei Subtrahierwerke 153, 154 vorhanden. Das erste subtrahiert den Ausgangswert des Multiplizierwerks 151 vom Ausgangswert des Multiplizierwerks 149 und das zweite den Ausgangswert des Multiplizierwerks 152 vom Ausgangswert des Addierwerks 150. Schließlich ist noch ein Dividierwerk 155 vorgesehen, das den Ausgangswert des Subtrahierwerks 153, d. h. den Wert (T₀ - 2A) 7J₁ - 7J₀ ¹, durch den Ausgangswert aus dem Subtrahierwerk 154, d. h. den Wert Xi + (T₀ — 2 A) — 2 7J₀, dividiert, und zwar zwecks Bildung des Grobwerts von T (Koordinaten identisch mit denen von Punkt K, F i g. 9), so daß sich folgende Beziehung ergibt:

T_h =

(T₀ - 2dt) T_n - T_s0 ² T_sl - 2T₅₀ + (T₀ - 2A)

(15a) Addierwerk 163, das den Wert Zc₁ = 0,062 hinzufügt. Das Multiplizierwerk 162 empfängt den Wert T₀ jooq-) und leitet den Wert 0,000027 d zum

Addierwerk 163, von dem somit der Wert 0,062 + 0,000027 d entsprechend dem Wert K₁ + p_xd weitergeleitet wird. Ein Multiplizierwerk 164 empfängt die Ausgangswerte des Dividierwerks 161 und des Addierwerks 163 und bildet daraus den Wert

Dieser Korrekturwert dT der Flugzeit wird dem Grobwert T_b der Flugzeit in dem Addierwerk 165 zugeführt, welches die Ausgangswerte von dem Multiplizierwerk 164 (dT) und dem Dividierwerk 155 (T_h) empfängt und den genauen Wert T der Flugzeit einem Speicher J₁₄ zuleitet, der die Kontakte 5, 6 des Schalters U₄ beschickt. Dieser liefert somit den Wert T während der Periode 4 dt — 5 A, der dann am Ausgang von U₄ verfügbar ist. Die Multiplizierwerke 126, 127, 128 erhalten nun den genauen Wert von T Mit Hilfe der Addierwerke 129, 130, 131 erfolgt dann das Berechnen des genauen Wertes der kartesischen Koordinaten X₁, Y₁-, Z_f des Treffpunkts F, welche vom Beginn_der_ Periode 5A — 6A aus den Werten T und 3, S, 4, G berechnet werden (F i g. 7, Spalte V zeigt die durch das Berechnen der Größen erhaltenen Werte, die auf derselben Höhe liegen wie in Spalte Vi). Die genauen Werte von X_f, Y_f, d]-. tg Sf sind dann an den Ausgängen der Addierwerke 129, 130, 137 bzw. des Dividierwerks 140 verfügbar. Die Schalter IZ₅ bis U₈, die dann auf die beiden letzten Kontakte schalten, die die einzig aktiven gemäß F i g. 6 sind, übertragen diese genauen Werte auf die Einheiten 60 und 138, an denen sich dann die genauen berechneten Werte von tg h und tg g_f = tg G_c ergeben. Ferner liefert das Dividierwerk 144 den genauen Wert von tgS_c. Schließlich ergeben die Subtrahierwerke 88, 89 die genauen Werte von m und ?z.

Der erste komplette Zyklus SC₁, der das Bestimmen der Werte m und η ermöglicht, dauert somit 6 A und wird im Verlauf von 6 A beendet. In diesem Augen-

45

50

65

blick beginnt ein neuer kompletter Zyklus SC₂, der ebenso wie die folgenden Zyklen nur A dt dauert, da die Vorperiode PP zwischen den Zeitpunkten 0 und_2i/r nicht mehr nötig ist, weil die Größen 5, S, 6, G schon im Zeitpunkt β dt verfügbar sind. F i g. 7 zeigt zwischen den Zeitpunkten 0 und 10 dt die beiden ersten kompletten Zyklen (zwecks Vereinfachung der Figur ist nicht die Fortsetzung der Spalten V und VI nach dem Zeitpunkt 1 dt angegeben).

Man erkennt, daß das Rechengerät gemäß F i g. 6 in einem Wiederholungszeitraum von 4dt, der 0,2 Sekunden sein kann, wenn dt = 0,05 Sekunden ist, tg G₁. und tg S_c die Abschußkoordinaten des Geschützrohrs berechnet, welche in den Komparatoren 88, 89 mit tg G₁. und tgS_t, verglichen werden, die als Effektivkoordinaten des Geschützrohrs bestimmt sind. Die Differenzen m = tg G₁. — tg G₁, und η = tg S_c — tg S₁, stellen die Abweichung dar. welche durch die mit Bezug auf F i g. 4 und 5 beschriebene Einrichtung korrigiert wird.

Für die vorstehende Berechnung ist die fortlaufende Kenntnis (insbesondere in dem Vergleichszeitraum von V₁) von g und s nötig. Wenn das Flugzeug oder Ziel durch Wolken fliegt und daher in dem Fernrohr oder Visier 20 nicht sichtbar ist, dann hat man in den Speichern J₁ bis J₁₂ nicht mehr die Werte sin L], cost], sins, coss (wenn auch der Laserentfernungsmesser 16 in gewissen Fällen weiterarbeitet und den Wert d liefert) und ist das Berechnen der Werte tgG und tgS nicht mehr möglich.

Daher ist zwecks Aufrechterhaltens der Schußfolge eine Extrapolationsvorrichtung (die schon bei F i g. 4 erwähnt worden ist) für jeden der Werte G und S oder m und η vorgesehen. Eine Ausführungsform einer solchen Vorrichtung ist in F i g. 11 dargestellt, und zwar für die Werte tg G_c oder m. Die Vorrichtung für die Werte tgS_t. oder η ist identisch.

Der Wert m = tg G₀ — tg G₁,, der normalerweise vom Komparator 88 erhalten wird, ist vorher in einen analogen Wert umgewandelt worden, wenn er numerisch war und die Extrapolationsvorrichtung, wie in F i g. 11, analog arbeitet (in der abgeänderten Ausführung nach Fig. 12 arbeitet die Vorrichtung im Gegenteil hierzu völlig numerisch). Diese Umwandlung erfolgt mit einem bekannten Digital-Analog-Wandler 90, dessen Ausgangsspannung (die bei normalem Verfolgen dem Unterschied zwischen dem effektiven Tangenswert des Seitenwinkels des Geschützrohrs und dem Tangenswert des errechneten Seitenwinkels entspricht, die dieses Rohr haben muß, damit das Ziel im Treffpunkt F getroffen wird) und ein Tor 166 durchläuft, das normalerweise offen (d. h. nicht blockiert) ist und dessen Ausgang mit einem ersten Einlaß 94« des Verstärkers 94 verbunden ist, der die verstärkte Kommandospannung M zum Elektroventil 68 des Kolbens 98 der hydraulischen Pumpe 72 (Fig. 4 und 5) überträgt. Ein Differenzierglied 100 bekannter Bauart mit einem Widerstand 167 und einem Kondensator 168 bildet

den Ableitungswert

dM dt

von M. Bevor dieser Ableitungswert zu einem Tor 102 gelangt, passiert er einen Impedanzwandler 169. Der Ausgang des normalerweise geöffneten, d. h. nicht blockierten Tors 102, ist an einen zweiten Einlaß 94b des Verstärkers 94 angeschlossen.

Bei normalem optischem Verfolgen des Flugzeugs mittels des Fernrohrs oder Visiers 20 verstärkt somit der Verstärker 94 den Ausgangswert des Wandlers 90, während das Tor 166 offen und das Tor 102 geschlossen ist (der erste Eingang 94 α des Verstärkers 94 wird gespeist). Wenn das Flugzeug in dem Visier 20 außer Sicht gerät, löst der Richtschütze oder das zentrale Kommandogerät 63 einen Befehl O₀ für das Weiterverfolgen aus, der sich aus zwei Größen zusammensetzt, und zwar die Blockierungsgröße O₁ und die in der Einheit 170 gewonnene Deblockierungsgröße O₂. Von diesem Augenblick an ist das Tor 166 geschlossen und das Tor 102 geöffnet. Der zweite Einlaß 94 b des Verstärkers 94 wird mit dem Ableitungswert —j— beschickt. Mit dem Ausgangswert

des Verstärkers 94 wird das Geschützrohr nach den vorher erwähnten Gesetzmäßigkeiten verlagert.

Außer gegebenenfalls bei der Berechnung der Ableitungswerte von m und η (im Fall, daß die Extrapolationsvorrichtung gemäß F i g. 11 ausgebildet ist) sind die verschiedenen Berechnungen vorteilhaft auf numerische (oder digitale) Art in dem nach der Erfindung aufgebauten System ausgeführt worden, d. h., daß eine solche numerische (oder digitale) Lösung der gesamten Berechnung nach F i g. 6 entsprechend dem Verfahren nach F i g. 7, das jetzt mit Bezug auf F i g. 8 beschrieben worden ist, erfolgte. Falls erwünscht, ist es möglich, verschiedene Vorrichtungen nach der Erfindung in analoger oder zusammengesetzter (hybrider, d. h. teilweise analoger und teilweise digitaler Form) arbeiten zu lassen. Die verschiedenen Einheiten gemäß F i g. 6 (Addierwerke, Multiplizierwerke, Dividierwerke, Subtrahierwerke, Quadratwurzelziehwerke) können dann durch bekannte Analogeinheiten ersetzt werden, z. B. durch solche, die in dem Buch »Analog Methods in Computation and Simulation« von Walter W. S ο r ο k a (MacGraw-Hill Books Company Inc., 1954) beschrieben sind. Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines numerischen Rechengeräts für die Zwecke der Erfindung beschrieben.

Das elektronische numerische oder digitale Rechengerät wird mit Bezug auf F i g. 8 beschrieben. Es führt dieselben Operationen wie das zu F i g. 6 an Hand auch von F i g. 7 beschriebene Rechengerät aus. Während jedoch bei einem Analogrechengerät im allgemeinen jede Einheit nach F i g. 6 tatsächlich existiert, ist bei einem numerischen Rechengerät eine geringere Anzahl von Recheneinheiten vorhanden. Hier erledigt dieselbe Einheit, z. B. dasselbe Multiplizierwerk, nacheinander dieselben Multiplikationsarbeiten für die verschiedenen Zahlen. Die Programmausbildung bestimmt die Reihenfolge der Operationen und die Zahl der Einlasse und/oder die Zahl der Rechnungen, die jede Einheit auszuführen hat.

Zuerst wird das Rechenprogramm des numerischen Rechengeräts angegeben. In der üblichen mathematischen Sprache ist dieses Programm eine Zusammenfassung der Programmangaben, die in detaillierter Maschinensprache angegeben sind, die auf zwei Besonderheiten des Programms beruht.

1. Es sei angenommen, daß drei aufeinanderfolgende Berechnungen der Koordinaten des Treffpunkts erfolgen sollen. Ausgehend j/on "ζ und dem ersten Koordinatenpaar 1, S, 2, G bestimmt der Generator für die Flugzeit den Wert T^₀. Hiervon ausgehend wird unter Berücksichtigung des folgenden Koordinatenpaares 3, S, 4, G der Wert T_si bestimmt,

dann der Wert T_h mit Hilfe der Beziehung (15) und der Wert T durch Hinzufügen des Werts dT zu dem Wert %. An Hand_des JWerts T und des dritten Koordinatenpaars 5, S, 6, G werden die genauen Werte von X_f, Y₁, Zf erhalten. Das Programm weist drei 5 aufeinanderfolgende Berechnungen auf, dem die drei aufeinanderfolgenden aktiven Stellungen von U₄. (F i g. 6) entsprechen. Zu diesem Zweck wird in die gegebenen Werte ein Wert L eingeführt, der im Verlauf der Berechnungen nacheinander die drei Werte — E, 0, + E erhält. Die Wertänderung erfolgt bei jedem Bestimmen der Flugzeit durch Addition von + E zum gerade vorhandenen Wert von L (der Ausgangswert von L ist — E). Die Maschine erledigt entsprechend den Werten L zu Beginn der Flugzeitberechnung die Rechenarbeiten für T₅₀, T₅₁, % (dann T). Wenn z. B. L am Anfang gleich 1 ist und dazu eine Einheit bei jedem Rechenzyklus des Flugzeitberechnens hinzugefügt wird, d. h., wenn man E = 1 wählt, dann vergleicht die Maschine zuerst L mit 0. Wenn L kleiner als 0 ist (was beim ersten Rechenzyklus der Fall ist), fährt die Maschine mit dem Berechnen von T₅₀ fort und addiert E = 1 zu L (L wird also von — 1 auf 0 erhöht). Wenn L positiv oder 0 ist, fährt die Maschine mit dem Bestimmen der logischen Äquivalenz von L und E, d. h. von 1, fort. Im Beispiel fährt die Maschine bei Nichtäquivalenz (die vorliegt, wenn im zweiten Zyklus E = O ist) in dem Berechnen von T₅₁ und der Addition von E = 1 zu L fort (L steigt also von 0 auf +1), während bei der logischen Äquivalenz (die im dritten Zyklus gegeben ist, da L und E = 1 gleich geworden sind) die Maschine in dem Berechnen von T_b fortfährt.

2. Das Ziehen der Quadratwurzel im numerischen Rechengerät erfolgt, indem von einem angenäherten Wert ρ; der Wurzel ausgegangen wird. So wird p_; = 20 für das Berechnen von fdrr angenommen, (wobei unterstellt wird, daß das Ziel sich während 20 dt um 20 m verlagert). Ferner wird der größte Wert der Zahlen X_f, Y_x für das Berechnen von \jX_f + Y/ genommen, da diese Wurzel zwischen der größten dieser Zahlen (wenn die andere Null ist) und dem Produkt derselben mit |/2 liegt (wenn die beiden Zahlen gleich sind). Die Maschine erledigt die Division der Zahl n_h aus der sie die Quadratwurzel zieht, für den angenäherten Wertp,- und bestimmt somit

den Qoutienten g_; = —. Dann vergleicht sie q_t mit p_h

und wenn der Unterschied im absoluten Wert|q — p,| größer als eine Größe e von sehr geringem Wert ist, beginnt sie erneut mit dem Rechnen, indem als neuer angenäherter Quadratwurzelwert das Mittel

von Pi und q-_t gleich y (j?_; + g_;) genommen wird, das den neuen Wert p_t darstellt. Wenn man dann endlich ein Pi hat, bei dem \q-_t — pi\ <e ist, entspricht der

Quotient q_t = — dem Wert der Quadratwurzel aus n„ da dann

	— -ρ·	< e
	Pi
oder
	«ι - Pl	< ei
und daher
	π,-rfl	<e2

Für das numerische Rechnen an Hand der vorstehenden Angaben dient folgendes Programm:

t

= 0

4 dt

di

tg

Se

COS

Sl

cos

Qi

sin

Sl

sin

9i

h

= dt

4 dt

d2

tg

Ge

cos

S2

cos

92

sin

S2

sin

g2

h

= 2dt

4 dt

d3

tg

Se

cos

S3

cos

9z

sin

S3

sin

93

= 3 dt

4 dt

d*

tg

Ge

cos

S4

cos

04

sin

S4

sin

94

Einführen der gegebenen Werte

T₀ =

1000

dt zum Berechnen der Flugzeit des zukünftigen Zieles

Start

bei

t

= 2dt

X1 = a

2 COS

S2

COS

92 J

(d2

COS S2

cos

02 -

d[ cos s

[ sin

0i)

Yf = a

2 cos

S2

sin

02 H

W2

COS A2

sin

02 -

^I COS S

cos

0.)

h k

Zy = d₂ sin s₂

Berechnen der
Koordinaten des Treffpunkts 26

+ k {d₂ sin S₂ — ^₁ sin S₁)

= X_f +Yf +Zf

T = fi {d/) fi Funktionsgenerator

dx2	= (dz	cos	S2	cos	9z -	di cos	S1 COSg1)2
df	= (dz	cos	S2	sin	9z -	di COS	S1 sin gif
dz2	= (dz	sin	«2		—	di sin	si)2

Berechnen

der Flugzeitkorrektur

dn² = dx² + df + dz²

Pi = 20

dn_ Pi Ziehen der Quadratwurzel von dn²

Vi + Ii
2

Pi

> T zum Berechnen der Flugzeit des zukünftigen Zieles

dt = 0,062 + 0,027 100

Zum Berechnen der
Korrektur der Flugzeit

Berechnen
der Flugzeit
zum Treffpunkt

dt

L + E -> L(=0)

Rechnen bis zu 4dt; die Indize 2,1 werden 4,3

Zum Berechnen der
Koordinaten des Treffpunkts

logische Äquivalenz

Nein

	(T0	1	(Ts0)2
T —	Tsi	-2Ä)T	-2Ä
	-2T50H
T
HT0

τ = T_b + dT

dt

L+ E -► L(= + 1)

1

	>	4	T1	<
		Xf ■ Yf
	X/-*
	Yf —* ϊι
„2 /ν \2 ι / ν \2 TIq == \Α j) τ" {. ■* Γ/

Ziehen der
Quadratwurzel von Tt₀ ²

"ί TT

Berechnen der Abschußkoordinaten

\S,-1i\:e

	/2-Funk
	. „ . , , ,λ tg ^y + tg Ä
» = tgS	tgüc tgW/ ι ή; (I-tg^-tgA)
tgft= Md/)

m = tg G_c - tg G_e

herausziehen m, η

wieder anfangen

Zum Durchführen dieses Programms muß das Rechengerät im wesentlichen folgende elf Operationen vornehmen können:

Addition,
Subtraktion,
Multiplikation,
Division,

übertragung (von einem Register zum anderen), normaler übergang,

bedingter übergang (wenn eine Bedingung realisiert ist),
logische Äquivalenz,

50

nicht logische Äquivalenz,

direkte Verschiebung bzw. Verstellung,

Erzeugung der Funktionen f_x und f₂.

Vorteilhaft werden diese Berechnungen in einer • Maschine nach F i g. 8 ausgeführt, die nach einem reinen binären Code mit verschiebbarer Komma-55 stelle arbeitet. ^

Mit einem binären Code kann man die Eintrittsund Austrittssignale bestimmen, indem man die Mantissen der Zahlen mit 13 Binärgrößen oder Bits begrenzt, d. h. mit 4096 Werten, die folgendermaßen 6a bestimmt sind:

Größe	Geräte	Grenze der wirklichen Werte	Genauigkeit	Grenze der Werte im Rechengerät
d COSS, COSgT, sins, sing	Laserentfernungsmesser Kodifizierer 56, 57, 58, 59	400 m bis 450,0 m 0 bis 0,999	5m 0,001	80 bis 900 0 bis 999

Fortsetzung

	Geräte	Grenze der wirklichen Werte	Genauigkeit	Grenze der Werte
Größe	Kodifizierer 66, 67	0 bis 4,096	0,001	im Rechengerät
tgGe, tgSe		(GeundSe 0 bis 78° 5')		0 bis 4096
	Aufsatzwinkelgenerator	0 bis 0,053	0,001
tg/l		(h 0 bis 3°)		0 bis 53
	Flugzeitgenerator	0 bis 4,995 s	0,005 s
Γ	Laserentfernungsmesser	0,05 s	0,005 s	Obis 999
dt	Ausgangssignale	0 bis 4,096	0,001	10
m, η			0 bis 4096

Die Begrenzung auf 13 Bits zwingt zum Begrenzen der Maximalwerte der Winkel G₂ und S_e sowie der Amplitude der Ausgangssignale m, n.

Zu den 13 Bits für die Mantissen der Zahlen müssen 6 Bits für die Exponenten (zwischen 0 und 16) und 1 Bit für das Zeichen vorgesehen werden, was insgesamt 20 Bits für die Größen ausmacht. Die nachstehende Tabelle gibt eine Zusammenfassung:

cos, sin
tg, m, η T

Zeichen

Exponenten

11 bis 14
7 bis 10

Mantissen

80 bis 999
Obis 999

7 bis 11 Obis 4096

+ 8 bis 11 Obis 999

Das Rechengerät behandelt getrennt die Exponenten und die Mantissen.

Die Instruktionen weisen zwei Arten von Angaben auf, und zwar diejenige für das Register oder den Speicher, aus dem die Maschine die zu verarbeitenden Zahlen entnimmt, und diejenige des Registers oder Speichers, in den das Resultat übertragen werden soll. Sie enthalten außerdem die Angaben über die auszuführenden Operationen. Die vorstehend angegebenen 11 Operationen können mittels 4 Bits individualisiert und symbolisiert werden, während für die Angaben, die in gewöhnlichen Binärzahlen codiert sind, 8 Bits vorgesehen sind (die Maschine enthält 192 Speicher). Infolgedessen weist eine Instruktion 20 Bits auf (4 für die Operation und zweimal 8 für jede Adresse), d. h., es sind soviel Bits wie Zahlen vorhanden.

Das vorhergehende Programm zeigt eine Folge von 15 600 Impulsen und wird im Zeitraum von 2dt, d. h. 0,1 Sekunde, ausgeführt, wenn dt = 0,05 s

01s
ist. Die Dauer eines Impulses liegt somit unter τέ^ηη >

d. h. 6 Mikrosekunden. Es genügt also eine Zeit von 5 Mikrosekunden, d. h. eine Frequenz von 200 kHz.

Die Zeit zum Berechnen der Lösung beträgt, wie weiter oben bei F i g. 7 dargelegt, 4 dt, d. h. 0,2 Sekunden.

Alle diese numerischen Operationen werden in dem Rechengerät nach F i g^ 8 ausgeführt, das im wesentlichen folgende Teile enthält:

Eine Eintrittseinheit 218, eine Speichereinheit 219, arithmetische Einheiten 220, Funktionsgeneratoreinheiten 221, eine Kommandozentrale 222 und eine Auslaßeinheit 171.

Die Eintrittseinheit 218 enthält sieben Eintrittsleitungen 172 für die Eintrittswerte d, cos s, cos g, sin g, tg S₈, tg G_e. Die fünf ersten haben eine Abzweigung, die in zwölf Einlassen eines Multiplizierwerkes oder elektronischen Schalters V₀ enden, der die sechs ersten Einlasse 173 während der Perioden 0 — dt, 2 dt bis 3 dt, ... und die sechs letzten Einlasse 174 während der Perioden dt — 2dt, 3dt — Adt, ... abfragt. Die Wertangaben, die sich während der beiden ersten vollständigen Multiplikationszyklen (jeder dauert 2dt) ergeben, sind in Fi g. 8 über den Eintrittsleitungen angegeben.
Der Ausgangswert von V₀ wird in zwölf Zwischenspeicher Z₁ bis J₁₂ und von da in die Teilspeichereinheit 219 gegeben. Letztere enthält zwölf Festspeicher J₁ bis J₁₂ für die angegebenen Werte, die fortlaufend von den Speichern J₁ bis Z₁₂ über eine Multiplexschaltung V₅ erhalten werden, zwei Festspeicher J₁₅, J₁₆ für die Ausgangswerte m und n, die über einen Zweiwegeschalter 175 erhalten werden, Festspeicher 176 (z. B. 128 solche Festspeicher), die die Instruktionen aufnehmen, Operationsspeicher 177 (z. B. 50 solche Operationsspeicher) und einen Speicherwähler 178.

Die Ausgangseinheit 171 enthält einen Zweiwegeschalter 179, der derart synchron mit dem Schalter 175 arbeitet, daß die Werte m und π auf zwei Ausgänge verteilt werden.

Die arithmetische Dividiereinheit 220 enthält ein Addier- Subtrahier-Werk 180 für die Exponenten (6 Bits) mit seinem Sammler 181 für die Exponenten (6 Bits), ein Addier-Subtrahier-Werk 182 für die Mantissen (13 Bits) mit seinem Sammler 183 für die Mantissen (26 Bits), zwei Register 184, 185 für die logischen Multiplizier- und Dividiereinheiten (jede 13 Bits), von denen das eine für den Multiplikanden oder den Dividenden und das andere für den Multiplikator oder den Divisor bestimmt ist, eine logische Einheit 186 mit verschiebbarer Kommastelle, eine logische Einheit 187 für die Division und eine logische Einheit 190 für die Zeichen. Diese logischen Einheiten kontrollieren eine oder mehrere der Einheiten 180 bis 185.

Eine arithmetische Einheit der Dividiereinheit 220 ist mit dem Funktionsgenerator 60 des Höhenwinkels und dem Funktionsgenerator 61 der Flugzeit verbunden. Diese Generatoren gehören zu der Dividiereinheit 221. Jeder dieser Generatoren 60, 61 enthält eine Dekodiereinrichtung 191, 192 für eine bestimmte Anzahl von Werten von d}. Diese Werte sind tg/i (Dekodierer 191), T(Dekodierer 192), welche bei 193, 194 abgegeben werden, sowie das Einheitsinkrement für tgÄ oder T für die zehnte (oder die hundertste) Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Werten von df.

Dieses Inkrement kommt von den Punkten 195, 196. Ferner ist je ein Zählwerk 197, 198 vorhanden,

31 32

das die Anzahl einheitlicher Inkremente zählt, die Impulsdekodierern 230, 231 vom Binärkode in Dezi-

ihm von 194 bzw. 195 zugeleitet werden und nötig malkode umgewandelt werden. Der erste Dekodierer

sind, um die Differenz (die ihm vom Punkt 199 bzw. ist für die Seitenrichtungsfehlersignale und der zweite

200 des Kodifizierers 191 bzw. 192 übermittelt wird) Dekodierer für die Höhenrichtungsfehlersignale be-

zwischen dem exakten Wert von S (der von der 5 stimmt.

Speichereinheit 219 zu der Einheit 221 kommt) und Die Ausgangswerte rri und ri der Dekodierer 230,

dem Wert von dj- zu annulieren, der unter dem 231, die durch Impulsketten gebildet werden, welche

nächsten in dem Kodifizierer 191, 192 enthaltenen in dem Dezimalsystem die Fehlersignale tgG_c — tgG_e

Wert liegt. Außerdem ist ein Kombinator 201, 202 und tgS_c —tgS_e darstellen, wirken auf bekannte

vorhanden, der die Ausgangswerte bei 193, 194 aus _I0 digitale Servomotoren 234, 235, wie sie z. B. von der

den Einheiten 191, 192 zu den Ausgangswerten japanischen Firma Fujitsu Limited, Tokio, unter

von 197, 198 hinzufügt (d. h. der Einheitsinkremen- der Bezeichnung »Electrohydraulic Pulse Motor«

tenzahl, die von 197, 198 gezählt worden ist). Der vertrieben werden. Derartige digitale Servomotoren

Ausgangswert des Kombinators gelangt dann zu der betätigen auf ein numerisches Kommando in dem

Speichereinheit 219. 15 Dezimalsystem ein drehbares Schaltventil oder eine

Die Einheit 222 der Kommandozentrale enthält Pumpe und einen hydraulischen Motor. In F i g. 12 noch eine Stromversorgungseinrichtung 203, ein In- wird bei jedem digitalen Servomotor 234, 235 zwistruktionsregister 204, das zum Beginn die in den sehen einem schrittweise arbeitenden, von den Aus-Festspeichern 176 gesammelten Instruktionen auf- gangswerten rri, ri von 230, 231 angetriebenen oder nimmt, wenn der Kontaktgeber 205 durch den Rieht- 20 gesteuerten Motor 232, 233 und der hydraulischen schützen geschlossen wird, einen Instruktionsdeko- Motorpumpenanlage 76a, 77a unterschieden, die dierer206 zum entsprechenden Dekodieren der In- von den Auslaßwerten U_m, U_n des zugeordneten struktionen des Registers 204 und Übermitteln der- schrittweise arbeitenden Motors betätigt werden, selben zum Speicherwähler 178. Die Werte U_m und U_n stellen die Drehwinkel dar,

Ein Adressenzähler 207 ist ebenfalls vorgesehen, 25 die proportional den Werten rri (oder m) und ri

der entsprechend den Angaben des Dekodierers 206 (oder n) sind.

die Adresse der Einheiten bestimmt, von denen die Die Einheiten 76a, 77a, die von dem Motor 27 arithmetischen Einheiten gewonnen und die Zahlen angetrieben werden, übertragen schließlich die Wingebildet werden, kel G und S auf die Getriebe 80 und 81 für die Seiten-Ferner sind Einheiten für die logischen Opera- 30 und Höhenverstellung.

tionen vorhanden, d. h. eine logische Verschiebungs- Wenn ein digitales Rechengerät gemäß F i g. 8

oder Verstellungseinheit 208, eine logische Äqui- und eine Bedienungsanlage nach F i g. 12 kombiniert

valenz- und Nichtäquivalenz-Einheit 209 und eine werden, erhält man die Extrapolation (falls das Ziel

logische Einheit 210, die diese fünf logischen Opera- außer Sicht kommt) nicht nur durch die analogen

tionen steuert. ' 35 Mittel gemäß Fig. 11, sondern auch auf numerische

Eine Uhr 211 liefert über die Verbindungen 212, Art in dem Rechengerät selbst, das dann in seinem

213 Signale mit einer Frequenz von 20OkHz zum Programm das Ergebnis der Ableitungen von mund n,

Steuern der Multiplexschalter V₀, V₅ und zum Syn- und zwar als Funktion der Zeit durch die Formeln

chronisieren der Schalter 175, 179 sowie zum auf- ^ m,₊₁ — m_t

einanderfolgenden Auswerten der Instruktionen aus 40 ~rr (m) = -τ

der Einheit 204. ^ai

Dann ist ein Zähler 214 für die Einheitsimpulse ^ _n _ _n vorhanden, der die von 211 ausgehenden Uhren- -jr («) = -—^L impulse bzw. -signale zählt. Außerdem ist ein Zählwerk 215 für die Anzahl der kleineren Zyklen (von 45 aufführt.

13 Bits zu 65 Mikrosekunden) und ein Zeichengene- _{Das g b} , i _{bezeichnet dabei die Ableitung}

rator 216 für die Operationsphasen sowie ein Zeichen- ^J dt °

generator 217 für die Operationskommandos vor- nach der Zeit und die Indexe f + 1 und t geben an,

handen. daß es sich um Werte von m und η in zwei aufeinander-

Vorzugsweise bestehen die Speicher aus magne- 50 folgenden Augenblicken handelt, die durch ein ein-

tischen Säulen. Die verschiedenen Kommandoein- heitliches Zeitintervall getrennt sind, das im all-

heiten, die arithmetischen Einheiten und die Funk- gemeinen gleich dt ist.

tionsgeneratoren bestehen aus Halbleitern (Dioden, Man erhält so die völlig numerische Steuerung

Transistoren) und magnetischen Säulen sowie vor- mit den oben angegebenen Vorteilen,

teilhaft aus Teileinheiten oder Modulationseinheiten. 55 Schließlich kann man vorteilhaft das Ausrichten

Die Verdrahtung erfolgt mittels gedruckter Schal- des Geschützrohrs auf das Ziel beschleunigen, damit

tungen. ' sofort die aus der angenäherten Flugzeit bestimmten

Fi g. 12 zeigt eine numerische Bedienungsanlage, Abschußkoordinaten auf das Geschützrohr überdie mit dem numerischen Rechengerät F i g. 8 ver- tragen werden. Zu diesem Zweck muß das Rechenbunden ist zwecks Bildung einer insgesamt nume- 60 gerät F i g. 6 dadurch geändert werden, daß die rischen Feuerleitvorrichtung, die die erheblichen Vor- beiden Teile AA durch die entsprechenden in F i g. 13 teile der Volumen- und Gewichtsverringerung sowie dargestellten Teile ersetzt werden, die die gleichen des geringeren Preises hat. Bezugszeichen haben wie in Fig. 6. Der einzige

Aus Fig. 12 ist erkennbar, daß die numerischen Unterschied zwischen beiden Figuren besteht darin,

Abgabewerte m und η des Rechengeräts 54 (Werte 65 daß die Schalter U₅, U₆ und U₁, U_H statt sechs in-

der Einheiten 89, 88), d. h. die Fehlersignale aktiven Kontakten (in der Reihenfolge der Schaltung)

tgG_c — lgG_e und tgS_c — tgS₍„ die durch die Impulse und zwei aktiven Kontakten an einem einzigen Aus-

des reinen Binärsystems gegeben sind, in identischen laß (F i g. 6) (immer in der Reihenfolge des Schalt-

Vorgangs) Kontakte aufweisen, die an einen gemeinsamen Ausgang (Fig. 13) angeschlossen sind. Im letzteren Falle wird der Ausgang nicht nur gespeist, wenn das Rechengerät über den genauen Wert T der Flugzeit verfügt, sondern auch wenn es über angenäherte Werte der Flugzeit verfügt, und zwar zuerst T₀ und dann T^₀. Das Geschützrohr nimmt dann nach dem Bestimmen von T₀ eine Stellung ein, die seiner genauen Abschußlage nahe ist. Darauf nähert es sich immer in demselben Sinne der genauen Lage (Berechnung von IJ₀), die es dann erhält, wenn der genaue Wert T der Flugzeit errechnet worden ist.

Unter diesen Bedingungen gelangt das Geschützrohr asymptotisch in seine genaue Stellung, ohne sie zu überschreiten, woraus sich die Schnelligkeit der Richtungseinweisung und die Verminderung der Schwingungen sowie das schnelle Erreichen der genauen Abschußlage ergibt.

Welche Ausführung man nun auch verwendet, es wird immer ein Richtsystem benutzt, dessen Funktion hinreichend aus den vorhergehenden Darlegungen hervorgeht und das gegenüber den bekannten Richtsystemen zahlreiche Vorteile hat, vor allen Dingen folgende:

Vor allem gestattet es, aus den von einem Laserentfernungsmesser gelieferten Entfernungsangaben alle Werte dt zu bestimmen (z. B. alle 50 Millisekunden) und dann fortlaufend die Höhen- und Seitenangaben bei dem visuellen Verfolgen des Zieles festzustellen, wobei die Koordinaten des Endzieles alle 4 dt (z. B. alle 200 Millisekunden) ermittelt werden. Wenn der Laserentfernungsmesser dauernd oder annähernd dauernd arbeitet, werden bei der erfindungsgemäßen Feuerleitvorrichtung die Vergleichswerte aller Zeitpunkte dt der fortlaufend oder annähernd fortlaufend gemessenen Entfernungen benutzt. Die Koordinaten des Endzieles werden automatisch, schnell und genau ohne lange und oft umständliche Formeln bestimmt.

Die Vorrichtung arbeitet sicher, da das Rechengerät im wesentlichen aus dauerhaften elektronischen Bauteilen hoher Lebensdauer und Stabilität besteht.

Das Geschützrohr wird fortlaufend von den Abschußkoordinaten beeinflußt, selbst wenn das Ziel z. B. in den Wolken verschwindet.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen, bei denen das Rechengerät dem Richtsystem die von der angenäherten Flugzeit abgeleiteten angenäherten Abschußkoordinaten zuführt, nähert sich das Geschützrohr schnell und schwingungsfrei der genauen Ab-Schußposition.

Die Vorrichtung ist leicht und wenig sperrig, besonders wenn sie eine numerische ist (was gemäß der Erfindung möglich ist), so daß sie leicht auf einer Lafette einer leichten Flak angebracht werden kann.

Sie kann leicht von einem einzelnen Richtschützen bedient werden, da es genügt, das Ziel in einem Fernrohr (Visier) zu verfolgen und die verschiedenen Auslösevorrichtungen oder Sperren zu betätigen.

Bei der erfindungsgemäßen Feuerleitvorrichtung kann an Stelle des beschriebenen numerischen Rechengeräts ein analog oder analog-numerisch arbeitendes Rechengerät benutzt werden. Ferner kann ein Entfernungsmesser verwendet werden, der fortlaufend die Entfernungen angibt, die dann mit den Werten cos ty, cos s, sin g, sin s verglichen werden.

Es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, die Menge des Laserkühlmittels zu reduzieren oder das Kühlmittel sogar fortzulassen, indem es nur während einer kurzen Anfangsperiode zur Wirkung gebracht wird, die ausreicht, um die Lage (besonders der Polarkoordinaten) und den Geschwindigkeitsvektor (besonders die drei Komponenten dieses Vektors) des Zieles im gegebenen Augenblick zu bestimmen. Es genügt z. B. das Durchführen von zehn Entfernungsmessungen durch entsprechend viele Emissionen eines Lichtstrahlenbündels durch den Laser.

Zu diesem Zweck kann entsprechend einer weiteren Ausbildung der Vorrichtung der Laser mit mehr oder weniger großen Mengen an Kühlmittel behandelt werden, die vom Erfassen des Zieles an wirken, wobei nur eine verringerte Anzahl von Messungen durchzuführen ist, insbesondere zehn Messungen, und zwar bis zum genauen Bestimmen der Koordinaten des Zieles oder des Flugzeugs und der Komponenten seines Geschwindigkeitsvektors im gegebenen Augenblick. Die späteren Lagen des Zieles werden unter Annahme einer geradlinigen Flugbahn und konstanten Geschwindigkeit des Zieles berechnet.

Praktisch durchfliegen die Flugzeuge zur Zeit des Anpeilens eine geradlinige Bahn mit konstanter Geschwindigkeit. Auf Grund dieser Tatsache kann die Lage des Zieles aus der Kenntnis der kartesischen Koordinaten X₀, Y₀, Z₀ in einem gegebenen ersten Augenblick T₀ und des Geschwindigkeitsvektors ν mit den konstanten Komponenten V_x, v_y, v_z bestimmt werden. Die unbekannten kartesischen Koordinaten X_T, Y_T, Z₇- zum Zeitpunkt T_T, der um d_DT Sekunden hinter dem Zeitpunkt T₀ liegt, werden durch folgende Formeln bestimmt:

χτ	= X0	+	Vx	■dDT	(3 a)
Y7-	— γΐ)	+	Vy	■d0T	(4 a)
Z7-	= ZD	+	ν	■dDT.	(5 a)

Der Laser kann also nur während der gesamten ersten Zeit der Verfolgung zur Bestimmung von X₀, Y₀, Z₀ benutzt werden, (die z. B. die Größen *2· >'2- ^Z2 ^und V_x, v_y, v. aufweisen können).

Dann bestimmt das oben beschriebene numerische Rechengerät, ausgehend von X₀, Y₀, Z₀, d_DT und v_x, v_y, v_x, die Werte X₇-, Y₇-, Z₇- für die Beziehung (3 a), (4a), (5 a) in derselben Weise, wie die Werte x_f, y_f, z_s, ausgehend von x₂, >'₂, z₂ und V_x, r,„ v., für die Beziehungen (12), (13), (14).

Natürlich kann auch der Betrieb des Lasers nach einigen Messungen unterbrochen werden, und es kann dann fortgefahren werden, das Flugzeug durch Extrapolation zu verfolgen, wie weiter vorstehend angegeben worden ist. Dadurch bleibt das Ziel beim Verlust in den Wolken im Visier.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Feuerleitvorrichtung, bei der zwei von der Lage des Zieles unabhängige Winkelkoordinaten bestimmt werden und die Entfernung des Zieles in aufeinanderfolgenden regelmäßigen Zeitabständen festgestellt wird, während Rechenvorrichtungen die Winkelkoordinaten für das Geschützrohr so berechnen, daß das abgefeuerte Geschoß das Ziel erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß, ausgehend von einer angenäherten bzw. geschätzten Flugzeit des Geschosses, die Koordinaten eines ersten zukünftigen Punktes bestimmt werden, den das Ziel am Ende der geschätzten Flugzeit erreichen wird, daß aus

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Schußtafeln für dieses Geschoß wenigstens als Funktion der Zielentfernung die Geschoßflugzeit bestimmt wird, wobei eine erste näherungsweise ermittelte Flugzeit dem zukünftigen Punkt entspricht, daß, ausgehend von der ersten näherungsweise errechneten Flugzeit, neue Koordinaten eines zweiten zukünftigen Punktes entsprechend dieser ersten näherungsweise errechneten Flugzeit bestimmt werden, daß aus den Angaben der Schußtafeln eine zweite näherungsweise berechnete |₀ Flugzeit abgeleitet wird, die dem zweiten zukünftigen Zielpunkt zugeordnet ist, daß ein grober Wert für eine Flugzeit aus der Formel (T₀ - 2dt) T_sl - TJ

¹b —

T_sl - 2 T₅₀ + T₀ - 2dt

15

ermittelt wird, in der T_h die grobe Flugzeit, T₀ die angenäherte geschätzte Flugzeit, T.,, die erste berechnete angenäherte Flugzeit. T₅₁ die zweite berechnete angenäherte Flugzeit und dt die Zeitdauer der zwischen den aufeinanderfolgenden Messungen der Zielentfernung liegenden Zeitintervalle ist, und daß die Recheneinrichtungen die Winkelkoordinaten, die das Geschützrohr haben muß, mit den Winkelkoordinaten des Zieles, der Zielentfernung, der Dauer der zwischen den aufeinanderfolgenden Messungen der Zielentfernung liegenden Zeitintervalle und den Schußtafelwerten berechnen, die mindestens als Funktion der Zielentfernung nicht allein die Geschoßflugzeit, sondern auch den Höhenwinkel für das Geschützrohr ergeben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angenäherte bzw. geschätzte Flugzeit durch Bilden des Quotienten aus der Zielentfernung und einer konstanten Zahl ermittelt wird, die in der Größenordnung von Tausend liegt, während die Flugzeit in Sekunden und die Entfernung in Metern ausgedrückt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die zum groben Flugzeitwert ein Korrekturfaktor addiert wird, der durch die Dauer bei dem Berechnen der groben Flugzeit gegeben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert dT mit der Formel dT = (Ii₁ + p^dn bestimmt wird, in der d die Zielentfernung, dn gleich der vom Ziel während des Bestimmens der groben Flugzeit durchlaufenen Strecke und Zc₁ und P₁ Konstanten sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert von k_x gleich 0.062 und der von p_t gleich 0,000027 ist, während d und dn in Metern und dT in Sekunden eingesetzt werden.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen der Zielentfernung ein Laserentfernungsmesser (16) verwendet wird, der mit konstanten und unter einer Sekunde liegenden Impulsperioden arbeitet und die Entfernungsangaben in numerischer Form liefert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserentfernungsmesser (16) ohne Kühlmittel und nur effektiv vom Erfassen des Zieles an arbeitet, um eine geringere Anzahl von Messungen durchzuführen, und zwar bis zum Bestimmen der Zielkoordinaten zu einem gegebenen Augenblick und der Komponenten seines Geschwindigkeitsvektors, während die späteren Positionen des Zieles unter Annahme einer geradlinigen Flugbahn und konstanten Geschwindigkeit des Zieles berechnet werden.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7. bei dem die Mittel zum Bestimmen der Winkelkoordinaten für das Geschützrohr ein Rechengerät aufweisen, das aus der Entfernung, dem Seitenwinkel und dem Höhenwinkel des verfolgten Zieles die Seiten- und Höhenrichtung des Geschützrohrs ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß Kodifizierer (56 bis 59) für die Seiten- und Höhenwinkel des verfolgten Zieles vorgesehen sind, welche die Kosinus- und Sinuswerte der Seiten- und Höhenwinkel liefern, daß ein Funktionsgenerator (60) den Aufsatzwinkel des Geschützrohrs durch Ermitteln des Tangenswertes des Aufsatzwinkels als Funktion des Quadrats der Zielentfernung bestimmt, daß ein weiterer Generator (61) in Abhängigkeit von der Flugzeit des Geschosses die Dauer dieser Flugzeit als Funktion des Quadrats der Zielentfernung bestimmt, daß Recheneinheiten (62) mit den ihnen zugeführten verschiedenen Werten die Tangenswerte der Seiten- und Höhenwinkel des Geschützrohrs für den Abschußzeitpunki bestimmen und daß Mittel (68 bis 71) vorgesehen sind, die das Geschützrohr entsprechend den Tangenswerten der Seiten- und Höhenwinkel in Abschußrichtung einschwenken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechengerät (54) numerisch arbeitet und numerische Recheneinheiten aufweist, die in numerischer Form die Zielentfernung und die verschiedenen aus den Kodifizierern und Funktionsgeneratoren gelieferten Werte empfangen und ebenfalls in numerischer Form die Tangenswerte für die Seiten- und Höhenwinkel des Geschützrohrs für den Abschußzeitpunkt liefern.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die numerischen Ausgangswerte des Rechengeräts direkt auf numerische Antriebe zum Steuern der Geschützrohrstellung einwirken.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um unmittelbar auf das das -Oeschoß abfeuernde Geschützrohr die angenäherten und aus der angenäherten Flugzeit -bestimmten Abschußkoordinaten zu übertragen, und zwar ohne das Bestimmen definitiver Abschußkoordinaten abzuwarten (F i g. 13).

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1 108 083.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

M» M»/1«3 7.« Q Bundeidruckerei Berlin