DE1703599B1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des abgangsfehler winkels eines geschosses beim verlassen des rohres - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- optischen Schlitzes durch einen dritten Lichtstrahl gerichtung zur Bestimmung des Abgangsfehlerwinkels bildet wird, wobei der zeitliche Ablauf des Geschoßeines Geschosses beim Verlassen des Rohres. abganges durch von der Aufnahmeoptik auf dem

Beim Schießen aus einem unter einem bestimmten Film aufgezeichnete Zeitmarken festgelegt wird.
Visierwinkel eingerichteten Waffenrohr zeigt sich im 5 Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es in

allgemeinen, daß das Geschoß im Augenblick des vorteilhafter Weise, die Messungen unter Berücksich-

Mündungsdurchganges unter einem anderen Winkel tigung sämtlicher möglicher Störgrößen unmittelbar

als eingerichtet seine Flugbahn beginnt. Der Winkel- an der Waffe auszuführen. Die Verwendung eines

unterschied zwischen Visierwinkel und Geschoß- Beugungsbildes läßt hierbei sehr starke Vergrößerunabgangswinkel ist unter dem Begriff »Abgangsfehler- io gen zu, so daß Abweichungen von einigen hundertstel

winkel« bekannt. Der Grund zu dieser Winkelände- Millimetern noch exakt auf einem Bildstreifen aufge-

rung liegt darin, daß das Geschützrohr während des zeichnet werden können.

Geschoßdurchganges Schwingungen ausführt, welche In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemä-

dem Waffenrohr im Augenblick des Geschoßaustritts ßen Verfahrens wird der zur Kennzeichnung des eine andere Stellung und eine bestimmte Quergeschwin- 15 Mündungsdurchganges des Geschosses quer vor dem

digkeit in Richtung der Auslenkung und senkrecht zur Waffenrohr verlaufende Lichtstrahl von einem Laser

Rohr- bzw. Seelenachse verleihen. stark gebündelt erzeugt.

Zur Ermittlung dieser Abgangsfehler sind Verfahren In vorteilhafter Verfahrensweise wird der Lichtstrahl bekannt, bei denen aus dem Zielergebnis auf die tat- zur Erzeugung des Beugungsbildes von einem monosächliche Geschoßaustrittsrichtung geschlossen wird; ao chromatisches Licht erzeugenden Laser hergestellt und z. B. bedient sich das Verfahren zur Bestimmung der dieses Beugungsbild zu einer Linie gesammelt in die Abgangsfehler von S iac ei zweier aus Pappe be- Aufnahmeoptik projiziert. Auf diese Weise wird ein stehender Anschußscheiben, die in einem bestimmten aus deutlichen Hell- und Dunkelfeldern bestehendes Abstand voneinander parallel vor das Waffenrohr auf- Beugungsbild erreicht, und die Auslenkung des Beugestellt sind. Ermittelt man den theoretischen, der 25 gungsbildes durch die Bewegung des optischen Schlitzes eingestellten Erhöhung des Rohres entsprechenden wird mit großer Geschwindigkeit aufgezeichnet.
Durchstoßpunkt der Seelenachse auf den beiden An- Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahschußscheiben, so kann man aus der Lage des tat- rens ist eine Vorrichtung derart ausgebildet, daß zum sächlichen Durchschusses unter Berücksichtigung der Reflektieren des Lichtstrahls im Mündungsbereich ein ballistischen Bedingungen auf den wirklichen Austritts- 30 senkrecht zur Seelenachse am Waffenrohr befestigter winkel des Geschosses schließen. Ein anderes Verfah- Spiegel vorgesehen ist und daß ein Prisma od. dgl. ren führt von der der jeweiligen Erhöhung des Rohres * und ein an sich bekannter Teilerwürfel fest neben dem entsprechenden Schußweite, unter Einbeziehung der Waffenrohr angebracht sind, derart, daß das von einer ballistischen Gesetze, auf den tatsächlichen Austritts- Beleuchtungseinheit ausgehende Licht von dem Teilerwinkel des Geschosses zurück. Diese bekannten Ver- 35 Würfel zum Spiegel geleitet und das vom Spiegel fahren haben den Nachteil, daß vom Verhalten des zurückgeworfene Licht durch denselben Teilerwürfel Geschosses auf den Vorgang am Rohr geschlossen hindurchgehend von einem danach angeordneten wird, wobei keinerlei auf das Geschoß wirkende Spiegel od. dgl. in die Aufnahmeoptik projizierbar ist andere Störgrößen, wie Wind usw., beim oder nach und daß die zur Kennzeichnung des Geschoßdurch-Verlassen des Rohres mit berücksichtigt werden kön- 40 ganges dienende Lichtquelle so angebracht ist, daß ihr nen. Außerdem ist dabei nicht zwischen der Weg- Lichtstrahl im Abstand der Geschoßlänge quer vor strecke der Rohrauslenkung und der auf das Geschoß dem Waffenrohr verläuft und durch nachgeschaltete auslenkend wirkenden Quergeschwindigkeit während Reflektoren ebenfalls in die Aufnahmeoptik projizierdes Geschoßaustrittes unterschieden, so daß der tat- bar ist und daß dem optischen Schlitz eine Vergrößesächliche geometrische Winkel des Rohres beim 45 rungsoptik sowie eine weitere Optik nachgeordnet Mündungsdurchgang nicht feststellbar ist. Gerade sind, mittels der das hierdurch vergrößerte Beugungsaber die getrennte Ermittlung des tatsächlichen Win- bild ebenfalls in die Aufnahmeoptik projizierbar ist. kels und der Quergeschwindigkeit ist sehr bedeutend Damit ist die Aufzeichnung jeglicher anderer Bewezur genauen Untersuchung der Schwingungsvorgänge gungen des Rohres, wie Verdrehen oder Parallelam Rohr während des Schusses. 50 verschieben, ausgeschaltet, und es gelangt lediglich Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Winkelauslenkung in Richtung der Querschwinein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, gungen zur Aufzeichnung. Mit der Auslenkung der mit dem der während des Abschusses auftretende Rohr- Beugungslinie ist die gesamte zurückgelegte Wegmündungswinkel relativ zur Seelenwachse und ge- strecke des Mündungsendes in Schwingrichtung, also trennt davon die Quergeschwindigkeit des Rohres 55 Winkel- und Parallelauslenkung, festgehalten,
während des Geschoßaustrittes unter Eliminierung Im weiteren wird die Erfindung an Hand einer aller anderen Störgrößen genau ermittelt werden kann. Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist Fig. 1 die Winkel- und Geschwindigkeitsverhält-

gekennzeichnet durch die optische Aufzeichnung eines nisse am Mündungsende beim Geschoßaustritt,

im Mündungsbereich des Rohres reflektierten und 60 F i g. 2 die zur Durchführung des Verfahrens erfor-

durch die beim Schuß auftretende Winkeländerung derliche Vorrichtung,

des Rohres abgelenkten Lichtstrahls auf einem ab- F i g. 3 die Anordnung des optischen Spaltes zur

laufenden Film, unter gleichzeitiger Aufzeichnung Aufnahme der Rohrauslenkung und

eines weiteren, vor der Rohrmündung und quer zu F i g. 4 ein Meßergebnis als Aufzeichnung auf einen

dieser verlaufenden und von dem austretenden Ge- 65 Filmstreifen der Aufnahmeoptik,

schoß unterbrochenen Lichtstrahls sowie eines Beu- Das in F i g. 1 dargestellte Diagramm veranschau-

gungsbildes, das durch Beaufschlagung eines quer zur licht die Winkel- und Geschwindigkeitsverhältnisse am

Schwingungsebene an der Rohrmündung vorgesehenen Mündungsende beim Mündungsdurchgang. Der Win-

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kel A₀ zur Horizontalen kennzeichnet den Visierwinkel das Beugungsbild vergrößert. Die Projektionsebene "bzw. die Erhöhung, unter der das Waffenrohr vor dem des Laserstrahls 8 vom Spiegel 11 durch die Optik 20 Schuß eingestellt wurde. Durch Schwingungsvorgänge zum Spiegel 12 liegt unter der des Lichtstrahls 3. Vom während des Geschoßdurchganges und beim Geschoß- Spiegel 12 wird das vergrößerte bewegte Beugungsbild austritt ändert sich der Rohrwinkel um den Winkel ß, 5 in die Ablaufkamera projiziert und dort ebenfalls festso daß — rein geometrisch betrachtet — das Geschoß gehalten. Der Laser 14 ist so angeordnet, daß sein mit der Mündungsgeschwindigkeit V₀ und unter dem Strahl 15 im Abstand der Geschoßlänge senkrecht zur Winkel A₀ + β seine Flugbahn beginnen würde. Da Seelenachse und quer dazu verläuft. Durch die Spiejedoch das Waffenrohr mit der Quergeschwindigkeit Vt gel 16 und 17, deren Projektionsebene über der des ausschwingt, ergeben sich durch den auf das Geschoß io Strahls 3 hegt, wird der Laserstrahl 15 in die Ablaufzusätzlich wirkenden Impuls die tatsächliche Geschwin- kamera geleitet, auf deren Filmstreifen er während digkeit ν und der zusätzliche Auslenkwinkel γ. Aus des Geschoßdurchganges als Strich erscheint, der beim der Summe der Winkel A₀ + β + γ resultiert der tat- Geschoßaustritt einen scharfen Abriß aufweist. F i g. 4 sächliche Abgangswinkel δ. Durch die Differenz der zeigt ein Meßergebnis in Form eines Filmstreifens, Winkel <3 — A₀ ist endlich der Abgangsfehlerwinkel tx 15 dessen Abbildungen wie folgt aufgeschlüsselt sind. Am definiert. Diesen Abgangsfehlerwinkel α und die Quer- unteren Rand des Filmstreifens sind die von dem in geschwindigkeit η exakt zu bestimmen, ist die Aufgabe die Aufnahmeoptik eingebauten Zeitmarkengeber geder in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung. Das damit kennzeichneten Zeitmarken in einem Abstand von durchgeführte Verfahren setzt sich aus drei kombi- einer Millisekunde zu sehen. Damit ist der zeitliche nierten Aufzeichnungen, und zwar der der Winkel- 20 Ablauf des gesamten Vorganges festgehalten. Die auslenkung und der Quergeschwindigkeit des Rohres darüberliegende gerade Linie stammt von dem quer sowie der des Geschoßaustrittes zusammen. Zur Re- vor dem Waffenrohr verlaufenden Laserstrahl und gistrierung aller Meßgrößen ist eine Aufnahmeoptik 1 zeigt an der Stelle des scharfen Abrisses den Geschoßvorgesehen, die als Ablaufkamera ausgebildet ist. Ein durchgang auf. In der Mitte des Streifens verläuft die darin eingebauter Zeitmarkengeber hält zum gesamten 25 von dem am Rohr reflektierten Lichtstrahl erzeugte Meßvorgang den zeitlichen Ablauf fest. Als Meß- Linie, welche die Rohrgeschwindigkeit und somit, in medien dienen Lichtstrahlen, die auf dem in der einem festzulegenden Maßstab, die Winkelauslenkung Kamera ablaufenden Film als Linien aufgezeichnet des Rohres aufzeichnet. Die obere Linie stellt die vollwerden, ständig zurückgelegte Wegstrecke des Mündungs-

Zur Aufzeichnung der Winkelauslenkung des Waf- 30 endes dar.

fenrohres 2 ist der Lichtstrahl 3 vorgesehen, welcher Zur Auswertung des Diagrammes sind nun folgende

von einer Beleuchtungseinheit 4 mit eingebautem Bedingungen zu berücksichtigen. Der Maßstab der

variierbarem Abbildungsspalt erzeugt wird. Zur Wei- Winkelkurve — d. h. wie viele Grad (°) entsprechen

terleitung dieses Lichtstrahls 3 dienen der Teiler- einem Millimeter (mm) — ist allein von der optischen

würfel 5 und die Spiegel 6 und 7. Zur Aufzeichnung 35 Entfernung der Aufnahmeoptik vom Spiegel ab-

der Querschwindigkeit des Mündungsendes ist der hängig, d. h. von der Strecke, die der reflektierte

Lichtstrahl 8 vorgesehen, der von einem Laser 9 aus- Lichtstrahl zurücklegt. Dabei entsteht aus dem Re-

£eht Zur Weiterleitung sind die Spiegel 10, 11 und flexionsgesetz die Bedingung
12 angebracht. Diesen Laserstrahl 8 zu beugen, ist

die Aufgabe des am Mündungsende angeordneten 40 j
optischen Spaltes 18. Vor diesem Spalt 18 ist eine tg2ß = —,
Sammellinse 13 und danach eine Vergrößerungs- ^s
optik 20 angebracht. Zur Kennzeichnung des Geschoßaustrittes dient der von einem Laser 14 erzeugte worin β der Einfall- bzw. Ausfallwinkel am Spiegel, Laserstrahl 15, der von den Spiegeln 16 und 17 in die 45 d der Ausschlag auf dem Aufnahmeobjekt und s die Ablaufkamera 1 projiziert wird. Der von der Beleuch- optische Entfernung der Aufnahmeoptik vom Spiegel tungseinheit 4 ausgehende strichförmige Lichtstrahl 3 bedeutet. Für den Ausschlag d—\ (mm) ergibt sich wird von dem neben dem Rohr starr befestigten als Maßstabsbedingung
Teilerwürfel 5 zu dem am Waffenrohr 2 angebrachten

Spiegel 6 geleitet. Der Teilerwürfel 5 ist so eingestellt, 50 γ

■daß der Lichtstrahl 3 genau senkrecht auf die Spiegel- tg 2 β = —.

ebene fällt. Durch Schwingungen des Mündungsendes ^s
und somit des Spiegels 6 ändert sich sowohl der

Einfall- als auch der Ausfallwinkel des Lichtstrahls 3. Hat nun an der durch den scharfen Abriß der

Der reflektierte, die Schwingung beschreibende Licht- 55 unteren geraden Linie als Geschoßaustritt gekenn-

strahl 3 fällt weiterhin durch den Teilerwürfel 5 hin- zeichneten Stelle der Winkelkurve die Amplitude eine

durch auf den Spiegel 7, der den Lichtstrahl 3 in die bestimmte Größe, so liefert jene unter Berücksichti-

Ablaufkamera 1 projiziert, welche diese beschriebenen gung der Maßstabbedingung einen direkten Wert für

Schwingungen auf dem Filmstreifen festhält. Der Auf- die Winkelauslenkung β des Waffenrohres in dem

nahmeoptik 1 ist eine Zylinderlinse 19 vorgeschaltet, 5o Moment des Geschoßaustritts,

womit der Lichtstrich zu einem Registrierpunkt ge- Für die Auswertung der Wegkurve ist der Maßstab

sammelt wird. Der zur Aufzeichnung der Querge- unbedeutend, da für die zu ermittelnde Geschwindig-

schwindigkeit dienende Laserstrahl 8, der von dem keit allein die Steigung der Wegzeitkurve im Punkt

Laser 9 erzeugt wird, wird von der Sammellinse 13 des Geschoßaustritts bestimmend ist. Es wird also in

nochmals gebündelt und von dem Spiegel 10 senkrecht 65 dem dem Geschoßdurchgang entsprechenden Punkt

zur Seelenachse auf den optischen Spalt 18 geworfen. der Wegkurve eine Tangente angelegt, deren Tangens

Das hinter dem Spalt 18 entstehende Beugungsbild zur Horizontalen das Maß der Quergeschwindigkeit

wird von dem Spiegel 11 zu der Optik 20 geleitet, die des Mündungsendes bildet.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bestimmung des Abgangsfehlerwinkels eines Geschosses beim Verlassen des Rohres, gekennzeichnet durch die optische Aufzeichnung eines im Mündungsbereich des Rohres reflektierten und durch die beim Schuß auftretende Winkeländerung des Rohres abgelenkten Lichtstrahls auf einem ablaufenden Film, unter gleichzeitiger Aufzeichnung eines weiteren, vor der Rohrmündung und quer zu dieser verlaufenden und von dem austretenden Geschoß unterbrochenen Lichtstrahls, sowie eines Beugungsbildes, das durch Beaufschlagung eines quer zur Schwingungsebene an der Rohrmündung vorgesehenen optischen Schlitzes durch einen dritten Lichtstrahl gebildet wird, wobei der zeitliche Ablauf des Geschoßabganges durch von der Aufnahmeoptik auf dem Film aufgezeichnete Zeitmarken festgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Kennzeichnung des Mündungsdurchganges des Geschosses quer vor dem Waffenrohr (2) verlaufende Lichtstrahl (15) von einem Laser (14) stark gebündelt erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl (8) zur Erzeugung des Beugungsbildes von einem monochromatisches Licht erzeugenden Laser (9) hergestellt wird und daß dieses Beugungsbild zu einer Linie gesammelt und in die Aufnahmeoptik projiziert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Reflektieren des Lichtstrahls (3) im Mündungsbereich ein senkrecht zur Seelenachse am Waffenrohr (2) befestigter Spiegel (6) vorgesehen ist und daß ein Prisma (7) od. dgl. und ein an sich bekannter Teilerwürfel (5) fest neben dem Waffenrohr (2) angebracht sind, derart, daß das von einer Beleuchtungseinheit (4) ausgehende Licht von dem Teilerwürfel (5) zum Spiegel (6) geleitet und das vom Spiegel (6) zurückgeworfene Licht durch denselben Teilerwürfel (5) hindurchgehend von einem danach angeordneten Spiegel (7) od. dgl. in die Aufnahmeoptik (1) projizierbar ist und daß die zur Kennzeichnung des Geschoßdurchganges dienende Lichtquelle (14) so angebracht ist, daß ihr Lichtstrahl (15) im Abstand der Geschoßlänge quer vor dem Waffenrohr (2) verläuft und durch nachgeschaltete Reflektoren (16, 17) ebenfalls in die Aufnahmeoptik projizierbar ist und daß dem optischen Schlitz (18) eine Vergrößerungsoptik (20) sowie eine weitere Optik (12) nachgeordnet sind, mittels der das hierdurch vergrößerte Beugungsbild ebenfalls in die Aufnahmeoptik (1) projizierbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- a kennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheit (4) einen ™ variierbaren Abbildungsspalt enthält, derart, daß damit das ausfallende Licht zu einem Strich formbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeoptik (1) als Ablaufkamera ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Aufnahmeoptik (1) eine Zylinderlinse (19) derart angeordnet ist, daß das einfallende Licht zu einem Registrierpunkt sammelbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen