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Einrichtung zur Ermittlung der Windkorrekturen für Schußdaten Es ist
eine bekannte Erscheinung, daß die Abtrift der Geschosse durch den Wind nicht nur
von der Stärke, sondern auch von der Richtung des Windes gegenüber der Schußrichtung
abhängig ist. Feuert man mit fester Rohrstellung und gleichbleibender Tempierung
und dreht sich dabei der Wind allmählich um 36o', so liegen beim Flachschießen die
Geschoßaufschläge bekanntlich auf einer Ellipse, deren große Achse mit der Schußrichtung
zusammenfällt. Werden die Sprengpunkte außerhalb der Horizontalebene gelegt, dann
verschwindet die elliptische Form mit zunehmender Schußhöhe immer mehr und geht
beim Steilschuß, also bei einer Rohrerhöhung von go °, in einen Kreis über. Aus
diesem Grunde werden in den Schußtafeln in Abhängigkeit vbn Entfernung und Höhe
längs und quer zur Schußrichtung unterschiedliche Korrekturwerte für die Windstärke
von z m/sec. angegeben.
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Diese Korrekturwerte können in einem Feuerleitgerät schußtafelgetreu
berücksichtigt werden, wenn die Windrichtung in einem Sinuskosinusgetriebe in die
auf die Schußrichtung bezogenen Komponenten zerlegt wird und diese Komponenten alsdann
in Multiplikationsgetrieben mit den längs und quer zur Schußrichtung angegebenen
Werten der Schußtafel multipliziert werden. Zur mechanischen Darstellung dieser
Schußtafelwerte finden entweder Kurvenkörper oder mit Kurvenscharen versehene Trommeln
o. dgl. Verwendung. Es müssen in einem derartigen Feuerleitungsgerät also zwei Multiplikationsgetriebe
und zwei Kurvenkörper bzw. -trommeln vorhanden sein, die einmal recht teuer sind
und ferner eine besondere Bedienung erfordern.
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Um mit nur einem Multiplikationsgetriebe und einem Kurvenkörper bzw.
einer Kurventrommel auszukommen, wird in der Regel auf die genaue Windkorrektur
entsprechend der elliptischen Sprengpunktverlegung verzichtet und an Stelle der
Ellipse ein dieser einbeschriebener mittlerer Kreis der Ermittlung zugrunde gelegt.
Man ermittelt also aus den in der Schußtafel angegebenen Werten für die Längs- und
Querverlegung des Geschosses Mittelwerte, die dann auf einem einzigen Kurvenkörper
bzw. auf einer einzigen Trommel aufgebracht werden können. Bei dieser Näherungsmethode
treten aber Fehler in der Bestimmung der durch den Wind verursachten Geschoßabtrift
ein, die bei großen Schußweiten und Windstärken mehr als =oo m betragen können.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der zuletzt erwähnten, ihrer
Einfachheit wegen praktisch allein bedeutungsvollen Bestimmung der Windkorrektur,
wodurch diese wieder vollkommen oder annähernd schußtafelgetreu wird.
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Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck noch eine Zusatzeinrichtung vorgesehen,
die entsprechend der Größe und Richtung der Abweichung
des in Wirklichkeit
auf einer elliptischen Kurve liegenden Geschoßverlegungspunktes von dem Punkt des
der bekannten Einrichtung zugrunde liegenden Geschoßverlegungskreises einstellbar
ist und die entsprechenden Zusatzkorrekturen ermittelt. Diese Zusatzeinrichtung
kann getrennt von der Haupteinrichtung aufgebaut sein und ebenso wie diese beispielsweise
aus einem Sinuskosinusgetriebe bestehen, oder sie kann auch unmittelbar mit der
Haupteinrichtung zusammengebaut sein. Der Mehraufwand an Getrieben sowie die Bedienung
der Einrichtung ist dabei kaum größer als bei der bekannten. Auch jetzt sind lediglich
ein Multiplikationsgetriebe und ein einziger Kurvenkörper erforderlich.
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Die geometrischen Verhältnisse, welche der Erfindung zugrunde liegen,
sind im folgenden an Hand der Fig. x und z a der Zeichnung ausführlicher beschrieben.
Die Fig. 2 und 3 zeigen schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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In Fig. r sei o der gewollte Treffpunkt, auf welchen aus der Richtung
des Pfeiles S geschossen wird. Für die Schußentfernung ES und die Schußhöhe H des
Punktes o sowie für das Kaliber und die Mündungsgeschwindigkeit des verwendeten
Geschützes gibt die Schußtafel die Geschoßverlegung a in der Schußrichtung und die
Geschoßverlegung b senkrecht zur Schußrichtung für die Windstärke z m/sec. an. Weht
also der Wind aus der Richtung I in der Stärke von z m/sec., so muß auf den Punkt
z. geschossen werden, um das Ziel im Punkte Q zu treffen. Weht der Wind dagegen
aus der Richtung V, so muß das Geschütz so gerichtet werden, daß das Geschoß bei
Windstille nach 5a verlegt würde, weil das Geschoß in Wirklichkeit um die Strecke
5a-0 senkrecht zur Schußrichtung abgetrieben wird. Bei winden aus den Richtungen
II, III und IV, die jeweils um 22,5' voneinander abweichen, werden Windkorrekturen
längs und quer zur Schußrichtung erforderlich, und zwar ist die Längskorrektur jeweils
gleich a # cos ß und die Seitenkorrektur gleich b # sin ß, wobei ß der Windwinkel
gegenüber der Schußrichtung ist. Errechnet man diese Werte für die einzelnen Winkel
ß und trägt sie in dem rechtwinkligen Koordinatensystem X Y auf, so erhält
man die Punkte 2a, 3a und 4a, nach denen jeweils geschossen werden müßte, um das
Ziel o zu treffen. Wie ersichtlich, liegen diese Punkte auf einer Ellipse E mit
der großen Halbachse a und der kleinen Halbachse b.
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Um die Windkorrekturen bei beliebiger Windrichtung in einem Feuerleitungsgerät
richtig zu erfassen, kann, wie bereits erwähnt, so vorgegangen werden, daß der Wind
in einem Sinuskosinusgetriebe in und senkrecht zur Schußrichtung zerlegt wird und
die Verlegungsstrecke in diesen beiden Richtungen durch zwei Kurvenkörper für die
jeweiligen Ziellagedaten bestimmt werden. Dazu sind aber außer den beiden Kurvenkörpern
auch noch zwei Multiplikationsgetriebe erforderlich.
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Führt man dagegen, wie dies in der Regel geschieht, für alle Windrichtungen
eine mittlere Geschoßverlegungsstrecke a 2 b ein, so liegen
die Punkte, nach denen bei einem aus beliebiger Richtung kommenden Wind von z m/sec.
geschossen werden muß, auf einem Kreis K mit dem Radius " 2 b . Nunmehr kann
ein einziger Kurvenkörper o. dgl. für diesen mittleren Verlegungskreis K für alle
Ziellagen-,verte und Windrichtungen die erforderlichen Korrekturen bei z m/sec.
Windstärke angeben. Dieser Wert wird dann in einem Multiplikationsgetriebe mit der
gemessenen Windstärke multipliziert und darauf in ein Sinuskosinusgetriebe nach
zwei zueinander senkrechten Richtungen zerlegt, beispielsweise in und senkrecht
zur Schußrichtung. Es entsteht dabei, wie aus Fig. x ersichtlich, jedoch ein Fehler,
der durch die Verbindungsstrecken der Punkte z" und 1b, 2" und 2b usw. gemäß Größe
und Richtung mit Bezug auf z m/sec. Windstärke angegeben wird. Die Größe dieses
Fehlers ist konstant, was durch ein Leitlineal von der Länge a -f- b = L
nachgewiesen werden kann, auf welchem die Längen a und "+ b markiert sind.
Läßt man die Enden 2
dieses Lineals auf der X- und Y-Achse gleiten, so werden
von den markierten Punkten die Ellipse E und der Kreis K beschrieben. Aus der gezeichneten
Stellung des Lineals ergibt sich, daß der mit der X-Achse gebildete Winkel
--92,5'
betragen muß, da die Strecke o =- 2b gleich der Strecke vom Punkt
2b bis zum Schnittpunkt des Lineals mit der X-Achse ist. Die Größe des Fehlers,
d. h. die Strecke zwischen den Punkten 2" tind 2b ist dann gleich " 2 b .
Somit ergibt sich, däß der Fehler stets in der gleichen Größe auftritt, gleichviel
aus welcher Richtung der Wind weht. Fernerhin ist die Richtung des auf die Schußrichtung
bezogenen Fehlers gleich =8o ° - ß. Es kommen demzufolge die Geschosse auf. die
Punkte I', II', III', IV' und V.' zu liegen, wenn lediglich entsprechend dem mittleren
Korrekturkreis K korrigiert wird und der Wind aus den Richtungen I, II, III, IV
und V weht. Diese Fehler waren bei der bisherigen kreisförmigen Windkorrektur vorhanden
und werden erfindungsgemäß durch eine elliptische Korrektur berücksichtigt. .
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In Fig. z a sind der mittlere Korrekturkreis K und die Ellipse E um
den Treffpunkt o noch einmal abgebildet, und zwar nicht mehr in bezug auf die Windstärke
z m/sec.; sondern in bezug auf die wirklich vorhandene Windstärke ws. Der Wind weht
aus der Richtung cp", gegenüber
der als Orientierungslinie gewählten
Nord-Süd-Richtung NS. Es sei E die Schußentfernung und (p, die Schußrichtung. Bisher.
wurde in Übereinstimmung mit Fig.2 die kreisförmige Windkorrektur, also die Verlegungsstrecke
OZb so erfaßt, daß die Spindel eines nur schematisch dargestellten Sinuskosinusgetriebes
i mittels der Welle 2 entsprechend der Windrichtung g7", zür Nord-Süd-Richtung geschwenkt
und der Stein dieser Spindel von der Welle 4 auf den Wert
ausgesteuert wurde. Der Wert
wurde dann in bekannter Weise durch einen Kurvenkörper oder eine Kurventrommel gefunden
und in einem Multiplikationsgetriebe mit der Windstärke w, multipliziert. Die beiden
kreuzweise gelagerten Schlitten des Sinuskosinusgetriebes i, in welche der Stift
@ der Spindelmutter eingreift, werden dann entsprechend den Komponenten der Strecke
OZb in und senkrecht zur Nord-Süd-Richtung NS verschoben, so daß diese Werte über
Kegelräder 5 und 6 weitergeleitet und in an sich bekannter Weise in einem auf die
Nord-Süd-Richtung aufgebauten Feuerleitungsgerät zu den entsprechenden Komponenten
der Schußentfernung addiert werden, was in der Zeichnung als nicht zur Erfindung
gehörig weggelassen ist. Will man jetzt aber die Komponenten der der Ellipse E entsprechenden
tatsächlichen Verlegungsstrecke O& erhalten, dann ist erfindungsgemäß nur eine
Verschiebung der Spindel um den Wert
und zwar in Richtung des Winkels 2 9),-99", erforderlich. In vorliegendem Falle
ließe sich die korrigierte Schußrichtung und Schußentfernung aus den Komponenten
ES # sin 99, + y und E,s # cos cps + x bestimmen. Natürlich lassen sich die
Komponenten auch hinsichtlich jeder anderen Bezugsrichtung ermitteln. Ist das Feuerleitgerät
beispielsweise auf die Visierrichtung p aufgebaut, dann müßte die Spindel des Sinuskosinusgetriebes
i auf den Winkel 9p", - 99 eingestellt und nun in Richtung 2 ggs - g9,, -
99 verschoben werden. Die angegebene Verschiebung der Spindel entsprechend der Größe
des Fehlers
würde aber bedingen, daß der Wert
ebenso wie der Wert für die mittlere Verlegungsstrecke
durch einen besonderen Kurvenkörper o. dgl. fortlaufend selbsttätig bestimmt wird.
Es wären demnach wiederum zwei Kurvenkörper erforderlich.
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Untersuchungen verschiedener Schußtafeln haben nun ergeben, daß für
den Fehler
mit großer Annäherung der Werte
gesetzt werden kann, wobei k für alle Schußentfernungen und Schußhöhen einen konstanten
Wert hat. Für ein Kaliber von 7,5 cm mit einer Geschoßanfangsgeschwindigkeit von
840 m/sec. wurde beispielsweise der Wert k = 0,15 gefunden. Die Schußtafeln geben
für diesen Fall bei einer Schußhöhe H = 2ooo m und Schußentfernung E,s = 7ooo m
eine Geschoßverlegung in Schußrichtung a = 9,i m und quer zur Schußrichtung
b = 6,6 m bei einer Windstärke von i m/sec. an. Der durch die kreisförmige Windkorrektur
verursachte Fehler beträgt demnach bei einer Windstärkevon i m/sec.
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Demgegenüber beträgt der durch die Einführung des Wertes
verbleibende Fehler gemäß Fig. i nur
Dieser Fehler ist also so gering, daß er auch bei großen' Windstärken und Schußentfernungen
praktisch vernachlässigt werden kann. Durch die Einführung des Wertes
braucht nunmehr lediglich derWert
fortlaufend bestimmt werden, so daß nur hierfür noch ein Kurvenkörper oder eine
Kurventrommel vorhanden sein muß.
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Die Ermittlung der Komponenten x und y der Korrekturstrecke Za Zb
(Fig. l a) geschieht in der Einrichtung gemäß Fig.2 durch ein besonderes
Sinuskosinusgetriebe 7. Die Spindel dieses Getriebes stellt sich durch Einführung
des Winkels 2 T, mittels der Welle 8 und durch Überlagerung des Winkelwertes der
Welle 9 mittels Differentialgetriebe io auf die jeweils erforderliche Richtung der
Korrekturstrecke Zb Z" ein. Der Stein dieser Spindel erhält durch die Welle ix über
Kegelräder i2 eine von dem Faktor la abhängige prozentuale Einstellung der-Welle
4, indem das Übersetzungsverhältnis der Kegelräder 12 dem Faktor k angepaßt ist.
Da dieser letztere Wert nur etwa 150/, des Wertes beträgt, der dem Sinuskosinusgetriebe
i mittels Welle 4 zugeleitet wird, so kann das Korrekturgetriebe 7 'gegenüber dem
Getriebe i bedeutend kleiner ausgeführt werden. Die Resultate der beiden Getriebe
i und 7 wurden in den Differentialgetrieben 13 und 14 überlagert und von den Wellen
15 und 16 weitergeleitet, um in an sich bekannter Weise den Schußwerten hinzugefügt
zü werden. Um die beschriebene Einrichtung mechanisch zu vereinfachen, können die
Getriebe i und 7 kombiniert werden. Das Schwenkwerk des Sinuskosinusgetriebes i
wird zu diesem Zweck auf dem Kreuzschlitten des
Getriebes 7 montiert,
wodurch die Differentialgetriebe 13 und 14 in Wegfall kommen.
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Sollen die Getriebe nicht die Korrekturwerte für Komponenten, sondern
direkt die Schußkorrekturen für die Entfernung und Seitenrichtung liefern, dann
ist der Welle 4 zweckmäßig der Wert
zuzuführen, der mittels der bekannten Einrichtungen ohne Mehraufwand erhalten werden
kann. Außerdem erhält die Welle 3 laufend die Eindrehung des vom Feuerleitgerät
errechneten Schußwinkels 99" von dem dann der mittels Welle 2 eingeführte Windwinkel
g7", in dem Differentialgetriebe 17 subtrahiert wird. Die eine Resultatwelle 15
der Getriebe liefert dann den erforderlichen Korrekturwinkel für die Schußrichtung,
während der mit dem Wert für die Schußentfernung Es noch zu multiplizierende Drehwert
der anderen Resultatwelle 15 die Windkorrektur für die Schußentfernung angibt.
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Fig.3 zeigt eine Korrektureinrichtung von besonders einfacher Bauart
zur Verwirklichung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe. Eine Glasscheibe
trägt eine Schar Ellipsen von der für Fig. z beschriebenen Art, deren große Achsen
die Länge w,
besitzen. Für eine genaue Ermittlung ist es vollkommen ausreichend, Ellipsen für
Korrekturwerte von 50: 50 m oder auch, wie es in der Zeichnung der Fall ist,
von =oo : zoo m aufzutragen und diese Ellipsen entsprechend zu numerieren oder die
von ihnen eingeschlossenen Felder verschiedenfarbig anzulegen. Die Scheibe 18 wird
über eine an ihrem Umfang vorgesehene Verzahnung vermittels der Schnecke z9 von
der Welle 2o aus entsprechend dem anderweitig ermittelten Schußseitenwinkel
99, hinsichtlich einer beliebigen Bezugsrichtung, beispielsweise gegenüber
der durch den Pfeil angedeuteten Nord-Süd-Richtung, gedreht.
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Innerhalb der Scheibe z8 ist ein elliptisches Getriebe angeordnet,
das aus einem an dem Schneckenrad 2s befestigten Arm 22 mit daran drehbar gelagertem
Hebel 23 besteht. Von der Welle 24 wird das Schneckenrad 21 und mit diesem die miteinander
in Eingriff stehenden Zahnräder 25 und 26 entsprechend der gegenüber der Nord-Süd-Richtung
gemessenen Windrichtung qp", gedreht. Das Rad 25 wälzt sich hierbei an dem Stirnrad
27 ab, das durch ein mit ihm verbundenes, nicht sichtbares Schneckenrad über Schnecke
27', Kegelräder 28 und 29 von der Welle 2o ebenfalls in den Schußseitenwinkel p,
gedreht werden kann. Die Zahnräder 25 und 26 sind an dem Arm 2z gelagert. Auf der
Welle des Zahnrades 26 ist der Kurbelhebel 23 befestigt. An dem Zapfen
30 des Kurbelhebels 23 ist eine Gleitführung 30' drehbar befestigt, in welcher
der um den Mittelpunkt der Scheibe 18 drehbare Arm 31 liegt. Der Kurbelhebel 23
besitzt die Länge k", und die Zahnräder 27 und 25 haben ein Übersetzungsverhältnis
von r : 2. Demnach wird der Kurbelzapfen, an welchem der Arm 31 geführt ist, stets
eine Ellipse beschreiben, ganz gleich, ob sich der an der Welle 2o eingestellte
Schußseitenwinkel oder die an der Welle 24 eingestellte Windrichtung ändert. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel bleibt der Kurbelzäpfen 30 stets in
Deckung mit der Ellipse für die Korrektur »300«.
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Für den Gebrauch der Einrichtung muß zunächst anderweitig mittels
bekannter Einrichtungen wieder laufend der Wert
bestimmt werden. Die Achse des Rades 26 wird dann von der Welle 24 aus in die durch
den Pfeil W angedeutete Windrichtung geschwenkt, während die Scheibe 18 über die
Welle 2o von dem Schußrechner dauernd in die Schußrichtung gedreht wird.
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Zur Ermittlung der Komponenten der durch den Abstand des Schnittpunktes
zwischen dem Arm 31 und der jeweils gültigen Ellipse von dem Drehpunkt der Scheibe
18 dargestellten Geschoßverlegungsstrecke sind zwei an senkrecht zueinander gelagerten
Spindeln 32 und 33 geführte Drahtzeiger 34 und 35 vorgesehen, deren Schnittpunkt
von den Handkurbeln 36 und 37 aus dauernd mit dem Schnittpunkt des Zeigers 31: mit
der jeweils gültigen Ellipse in Deckung gehalten wird. Die Einstellwerte an den
Handkurbeln 36 und 37 entsprechen dann den Geschoßverlegungsstrecken in der Ost-West-
bzw. Nord-Süd-Richtung.
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VVenn die Windkorrektur nicht als Komponenten hinsichtlich der Nord-Süd-
und Ost-West-Richtung, sondern unmittelbar zur Verbesserung der Entfernung und Seitenrichtung
benötigt werden, dann kommen die Achse 2o, die Kegelräder 28 und 29 und der Schneckenantrieb
des Rades 27 in Fortfall; sowohl die Scheibe i als auch das Rad 27 erhalten dann
eine feste Einstellung für #ps = 9o °. Die Achse 24 ist dann fortlaufend entsprechend
dem Winkel gP,v - ps einzustellen, was beispielsweise dadurch erreicht werden kann,
daß die Achsen 24 und 2o über ein Differentialgetriebe aneinander angeschlossen
werden. Beim Indeckunghalten der Drahtzeiger 34 und 35 mit dem Schnittpunkt zwischen
dem Zeiger 31 und der jeweiligen Ellipse werden dann die Korrekturwerte in und senkrecht
zur Schußrichtung erhalten. Diese können in an sich bekannter Weise unmittelbar
zu der Schußentfernung ünd zu der Schußrichtung addiert werden.