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"Einrichtung zum Scharfstellen eines Zielscheinwerfers" Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zum unmittelbaren Richten einer Waffe auf ein Ziel mit
Hilfe eines mit der Schußrichtung der Waffe gekoppelten Lichtstrahls scharfer Bündelung,
wobei ein in der Szene erzeugter Lichtfleck durch ein Sichtgerät beobachtbar ist.
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Das Richten einer Waffe, beispielsweise eines Geschützes oder der
Waffe eines Panzers, auf ein Ziel erfolgt üblicherweise in der Art, daß eine geräteinterne
Zielmarke eines mit der Waffe starr verbundenen Zielfernrohres mit dem Ziel zur
Deckung gebracht wird. Da diese Zielfernrohre im allgemeinen nur bei Tageslicht
verwendbar sind, müssen, um auch bei Nacht schießen zu können, Nachtsichtgeräte
mit auf die Tages-Zielfernrohre justierten Zielmarken vorgesehen sein. Eine solche
Justierung ist iedoch nur bei besonderen Lichtbedingungen, nämlich nur in der Dämmerung
während kurzer Zeit durchführbar, wenn mit dem Tages-Zielfernrohr gerade noch und
mit dem Nachtsichtgerät gerade schon beobachtet werden kann. Daraus ist ersichtlich,
daß das Zielen und Schießen mit solchen Waffen in der Dunkelheit besonderen
Schwierigkeiten
und Unsicherheitsfaktoren ausgesetzt ist, besonders auch deshalb, da die Nachtsichtgeräte
wegen ihrer Verwendung als Rundumsichtgeräte im allgemeinen nicht starr mit dem
Waffenrohr gekoppelt sind und ihre Zielmarken daher häufiger justiert werden müßten,
als es aus dem oben geschilderten Grunde möglich ist.
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Es sind bereits mehrere Vorschläge vorgelegt worden, die sich mit
der Lösung dieses Problems befassen. In diesen Vorschlägen wird als Sichtgerät ein
an sich bekanntes Nachtsichtgerät und als Lichtsender ein an sich bekannter Laserimpulssender
empfohlen, mit dessen Hilfe gleichzeitig in bekannter Weise Entfernungsmessungen
durchgeführt werden können.
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Es ist zwar schon bekannt, beispielsweise zum Zwecke der Trefferermittlung
bei militärischen Manövern, mit den Schußvorrichtungen gekoppelte optische Sender
zu verwenden, mit denen sozusagen "ersatzweise" geschossen wird, und zwar auf mit
fotoelektrischen Sensoren versehene Zielobjekte. Hierbei dient der Laserstrahl jedoch
nicht als Zielmarkierung für das spätere Verschießen scharfer Munition, sondern
direkt als Manövermunition.
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Ferner ist es bekannt, Laser, insbesondere Impulslaser, als Entfernungsmesser
zu verwenden.
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Schließlich ist das sog. Gated-Viewing-Prinzip bekannt, mit dem unter
Zuhilfenahme eines Impuls-Lichtsenders, vorzugsweise eines Impulslasers und eines
impulsgesteuerten Licht empfängers die Beobachtung von Zielen in einem wählbaren
Entfernungsbereich vom Lichtsender bzw. -empfänger ermöglicht wird. Dies geschieht
dadurch, daß der Lichtempfänger nur dann kurzzeitig zum Empfang freigegeben wird,
wenn der vom Sender ausgesandte und aus einem interessierenden Zielbereich reflektierte
kurze Lichtimpuis auf den Empfänger trifft.
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Es hat sich nun gezeigt, daß ein Lichtfleck, der mit Hilfe eines Lichtsenders
auf einem Zielobjekt erzeugt wird, nicht ausreicht, um ein gutes Trefferergebnis
zu erzielen. Der Lichtfleck hat etwa bei einem in 1000 m Entfernung sich befindlichen
Zielobjekt einen Durchmesser von 4 mX 4 . Es besteht jedoch die Forderung, daß die
Zielgenauigkeit 0,1- betragen soll.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zielmarkierung
zu schaffen, die sowohl den gestellten Forderungen entspricht, als auch ohne erheblichen
technischen Mehraufwand sich an die bisher vorgeschlagenen Einrichtungen anlehnt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
der Lichtfleck die Form einer Zielmarke besitzt, die in Abhängigkeit von der jeweiligen
Entfernung selbsttätig scharf einstellbar ist. Dabei kann die Zielmarke durch eine
mit Dauerlicht als auch mit Pulslicht beaufschlagte Spaltblende erzeugt werden.
Auch die Verwendung von entsprechend angeordneten Glühfäden mit Dauerlicht ist möglich.
Es ist jedoch auch denkbar, die Zielmarke durch entsprechend angeordnete Laser-Dioden
zu erzeugen.
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Um eine dem jeweiligen Entfernungsbereich angepaßte, scharf eingestellte
Zielmarke auf dem Zielobjekt zu erhalten, wird weiterhin vorgeschlagen, die Brennweiten
der Optiken des Lichtsenders und/oder des Lichtempfängers in Abhängigkeit der jeweiligen
Entfernung zu verstellen. Die Verstellung der Optiken des Lichtsenders und des Licht
empfängers kann dabei in Abhängigkeit von durch eine Entfernungsmeßeinrichtung gewonnenen
Signalen erfolgen, die einen Stellantrieb beaufschlagen. Bei der Verwendung des
Gated-Viewing-Verfahrens, kann das Stellsignal unmittelbar aus der ermittelten Zeitverzögerung
gewonnen werden.
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Außer den bekannten Vorteilen, daß keine Beeinflussung der Zielerkennbarkeit
durch ein eingespiegeltes Zielkreuz und eine Information über die Zielentfernung
erfolgt, liegt der Hauptvorteil der Erfindung darin, daß die Möglichkeit des Zielens
auf 0,1- in jeder Stellung des Sichtgerätes gegeben ist. Außer der reinen Markierung
des Zielobjektes wird dieses zusätzlich durch die Einrichtung nach der Erfindung
beleuchtet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Die Einrichtung nach der Zeichnung arbeitet nach dem Gated-Viewing-Verfahren.
Die am Ausgang eines Triggers 1 entstehenden Signale werden über eine Leitung 2
einem Laser-Netzgerät 3 zugeführt. Das Impulsgerät 4 bringt die Signale aus dem
Netzgerät 3 in eine zum Betrieb der Laser-Dioden 5 geeignete Form.
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Die Lichtimpulse von den Laser-Dioden 5, die beispielsweise in Form
eines Zielkreuzes angeordnet sind, werden einer Senderoptik zugeführt, die a) die
Aufgabe hat, das unter einem Gesamtwinkel von ca 50° emittierte Licht zu bündeln
und b) den Lichtemitter 5 scharf abzubilden. Der Lichtemitter 5 ist mit einer nicht
dargestellten Waffe gekoppelt. Die Dauer der vom Lichtemitter 5 ausgehenden Impulse
beträgt etwa 100 ns Halbwertsbreite.
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Die Signale des Triggers1 werden gleichzeitig einer Verzögerungseinrichtung
7 zugeführt, die in der Lage ist, eine einstellbare Verzögerungszeit von 100 ns
bis 20/us durchzuführen.
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Die Impulse aus dem Verzögerungsglied 7 beaufschlagen ein Thyristorzündgerät
8, dessen Zündimpulse auf eine Thyristorschaltanordnung und einen Hochspannungstransformator
9 einwirken. Die Ausgangsimpulse dieser Anordnung 9 werden den beiden Vorröhren
10
und 11 im Lichtempfänger zugeführt. Die vom Zielobjekt reflektierten Lichtimpulse
gelangen in eine Empfängeroptik 12 und über die Vorröhren 10 und 11 in eine Fernsehpatrone
13 und können in einem Monitor 14 zur Darstellung gebracht werden.
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Von der Verzögerungseinrichtung 7 wird in an sich bekannter Weise
ein elektrisches Signal über die Zielentfernung abgegeben, das über einen Signalwandler
15 und einen Verstärker 16 einem Stellmotor 17 zugeführt wird. Der Stellmotor 17
kann mechanisch, beispielsweise über eine Zahnstange sowohl auf die Senderoptik
6 als auch auf die Empfängeroptik 12 einwirken, so daß die Brennweite bzw. die Gegenstandsweite
des Lichtsenders und/oder die Bildweite des Lichtempfängers in Abhängigkeit von
der Entfernung verstellbar ist. Diese Veränderung der Optiken ist durch die beiden
Doppelpfeile angedeutet.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung ist folgende.
Ist in der beobachteten Szene ein Zielobjekt erkannt worden, so wird der Lichtsender
5 auf dieses Objekt eingestellt.
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Auf dem Zielobjekt wird die jeweilige Konfiguration der Laser-Dioden
im Lichtsender 5 abgebildet. Die vom Zielobjekt reflektierten Impulse werden von
dem Lichtempfänger aufgenommen und im Monitor 14 dargestellt. Ein den Entfernungsbereich
des Zielobjektes vom Standort des Lichtsenders angebendes Stellsignal veranlaßt
den Stellmotor 17, die Senderoptik 6 und die Empfängeroptik 12 auf die ermittelte
Entfernung einzustellen. Damit wird eine Scharfeinstellung der Zielmarke auf dem
Zielobjekt und die geforderte hohe Zielgenauigkeit. erreicht.
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Anstelle der vorbeschriebenen Ausführungsform ist es auch denkbar,
eine Spaltblende mit Dauerlicht oder Puls leicht zu beaufschlagen und das Stellsignal
für die Scharfeinstellung der Sender- und Empfängeroptik aus einer besonderen Entfernungsmeßeinrichtung
zu gewinnen.