DE1274473B - Feuerleitanlage fuer Schiffe - Google Patents
Feuerleitanlage fuer SchiffeInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
F41g
Deutsche Kl.: 72 f . 15/07
Nummer: 1274 473
Aktenzeichen: P 12 74 473.9-15 (A 46458)
Anmeldetag:
30. Juni 1964
Auslegetag: 1. August 1968
Die Erfindung bezieht sich auf eine Feuerleitanlage für ein Schiff, die eine Visiereinrichtung, vorzugsweise
eine Radaranlage, zum Bestimmen der Richtung und der Entfernung zu einem Ziel und zum Abgeben entsprechender
Werte an eine Rechenvorrichtung zum Berechnen der für das Richten einer Waffe gegen das
Ziel erforderlichen Richtwerte enthält, wobei die Visiereinrichtung ein Visier, vorzugsweise eine Radarantenne,
enthält, die zum Richten gegen das Ziel um wenigstens eine Achse relativ zum Schiff mittels eines
Servomotors drehbar ist, und die Visiereinrichtung zum Erzeugen eines Signals eingerichtet ist, das abhängig
von der Winkeldifferenz um die Drehachse des Visiers zwischen der Richtung des Visiers und der
Richtung zum Ziel ist und das dem Servomotor als ein Steuersignal zugeführt wird.
Die Richtwerteberechnungsvorrichtung einer solchen Feuerleitanlage berechnet auf Grund der von der
Visiereinrichtung erhaltenen Werte für die Richtung und die Entfernung des Zieles und auf Grund anderer
erforderlichen Daten, wie den Lagekoordinaten, der Geschwindigkeit und dem Kurs des Schiffes, der Windgeschwindigkeit,
der Windrichtung u. dgl., die für das Richten der Waffe des Schiffes erforderlichen
Richtdaten, mittels derer das Ziel unter Beschüß genommen werden soll. Die Visiereinrichtung besteht
gewöhnlich aus einer Feuerleitradaranlage, kann aber auch eine Visiereinrichtung anderer Art, z. B. eine
Laser-Einrichtung, sein. Bei einer Feuerleitradaranlage besteht das Visier aus dem Antennenspiegel der Radaranlage,
der also um wenigstens eine Achse relativ zum Schiff drehbar ist. Falls die Feuerleitanlage zum
Feuerleiten gegen Luftziele eingerichtet ist, muß da«
Visier um zwei vorzugsweise zueinander senkrechte Achsen drehbar sein; bei einer Feuerleitradaranlage
zum Feuerleiten gegen Luftziele muß soweit der Antennenspiegel auf alle Fälle um zwei zueinander
senkrechte Achsen drehbar sein.
Bei einer Feuerleitanlage der erläuterten Art ist es gewöhnlich erwünscht, daß die Radarantenne, nachdem
sie auf das Ziel gerichtet worden ist. dem Ziel selbsttätig folgt, so daß die Radaranlage der Richtwerteberechnungsvorrichtung
Angaben betreffs der Entfernung und der Richtung zum Ziel ununterbrochen zuführen kann. Dies wird gewöhnlich dadurch
erreicht, daß die Antenne um ihre Drehachse bzw. jede ihrer Drehachsen mittels eines Servomotors gedreht
werden kann, der von einem Signal gesteuert wird, das von der Abweichung zwischen der Richtung der
Antenne und der wahren Richtung zum Ziel abhängig so ist. Bei einer Radaranlage kann die Abweichung
/wischen der Richtung der Antenne und der wahren Feuerleitanlage für Schiffe
Anmelder:
Aktiebolaget Bofors, Bofors (Schweden)
Vertreter:
Dr. W. Koch, Dr. R. Glawe
und Dipl.-Ing. K. Delfs, Patentanwälte,
2000 Hamburg 52, Waitzstr. 12
Als Erfinder benannt:
Äke Hugo Petrus, Karlskoga (Schweden)
Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 2. Juli 1963 (7361)
Schweden vom 2. Juli 1963 (7361)
Richtung zum Ziel dadurch bestimmt werden, daß die Radaranlage mit Leitstrahldrehung oder mit einem
längs einer konischen Fläche sich drehenden Antennenstrahlbündel oder mit mehreren gleichzeitig
arbeitenden Antennenstrahlbündeln mit etwas abweichenden Richtungen versehen ist, wobei die Radaranlage
durch Vergleich der Amplituden der von dem Ziel in den verschiedenen Bündelrichtungen empfangenen
Echos die Abweichung zwischen der Richtung der Antenne und der Richtung zum Ziel bestimmen und
ein entsprechendes Signal zum Steuern der die Antenne um ihre beiden Drehachsen drehenden Servomotoren
erzeugen kann, so daß die Servomotoren zum Drehen der Antenne gegen das Ziel und dadurch
die Abweichung zu beseitigen bestrebt sind. Eine Vielzahl verschiedener Einrichtungen zum Bestimmen der
Abweichung zwischen der Antennenrichtung und der Richtung zu einem Ziel bei einer Feuerleitanlage sind
schon wohlbekannt und fordern deshalb keine nähere Beschreibung.
Durch die oben beschriebene Steuerung der die Antenne drehenden Servomotoren kann die Antenne
im Prinzip zum Folgen des Zieles gebracht werden. Bei einer Feuerleitanlage dieser Art an Bord eines
Schiffes und besonders bei einer Feuerleitanlage für Luftziele, die hohe Fluggeschwindigkeiten aufweisen,
hat es sich in der Praxis indessen als unmöglich erwiesen, in dieser einfachen Weise ein genaues und 7\\-
tO9 »t/137
verlässiges Zielfolgen zu erreichen. Dies hängt damit zusammen, daß teils wegen des Stampfens, des Rollens
und des Gierens des Schiffes und teils wegen der hohen Geschwindigkeit des Zieles verhältnismäßig große
und sowohl der Größe als auch der Richtung nach sehr schnell variierende Abweichungen zwischen der
Richtung der Antenne und der Richtung zum Ziel entstehen; deshalb erfordert hierbei ein genaues Zielfolgen
der Antenne eine sehr hohe Verstärkung in den oben beschriebenen Servosteuerkreisen der Antenne.
Dem von der Radaranlage erhaltenen, von der Abweichung zwischen der Antennenrichtung und der
Richtung zum Ziel abhängigen, durch Leitstrahldrehung oder in irgendeiner anderen Weise erhaltenen
Bewegung dem Visier erteilt, daß es dem Ziel selbsttätig folgt, wenn das Ziel sich mit konstanter Geschwindigkeit
in einer geraden Bahn bewegt. Das von der Visiereinrichtung erhaltene, der Abweichung zwisehen
der Richtung des Visiers und der Richtung zum Ziel entsprechende Signal hat somit nur verhältnismäßig
kleine und langsame Korrekturen der Richtung des Visiers zu bewirken, die wegen Änderungen in der
Geschwindigkeit oder der Bewegungsrichtung des Zieles, jeweiliger äußerer Störungen oder Ungenauigkeiten
in der durch die beiden anderen Signale bewirkten Steuerung des Visiers erforderlich sind. Folglich
ist es nicht erforderlich, dem von der Visiereinrichtung erhaltenen, von der Abweichung zwischen
Signal kann indessen keine hohe Verstärkung gegeben 15 der Richtung des Visiers und der Richtung zum Ziel
werden, da es eine verhältnismäßig große Rauschkomponente enthält; deshalb entsteht bei großer Verstärkung
des Signals die Gefahr der Übersteuerung, so daß die Antenne das Ziel verliert, d. h. das Ziel
abhängigen Signal eine hohe Verstärkung zu geben. Durch die Erfindung wird in einer einfachen Weise
ein genaues und zuverlässiges Zielfolgen auch bei großen und schnellen Bewegungen des Schiffes und
außerhalb des Strahlbündels der Antenne kommt, 20 bei hohen Zielgeschwindigkeiten erreicht.
so daß die Antenne das Ziel nicht mehr einfangen kann. Weiter kann die Rauschkomponente bei einer
großen Verstärkung des Signals eine Sättigung und Sperrung der Verstärker und der die Antenne drehenden
Servomotoren verursachen.
Diese Schwierigkeit kann wenigstens zum Teil dadurch beseitigt werden, daß die Radarantenne auf
einem kreiselstabilisierten Gestell angeordnet wird, so daß die Antenne nicht an den Bewegungen des
Zwar ist bei Anlagen der eingangs genannten Art bekannt, Kreiselgeräte am Visier anzubringen, die
aber nicht Stabilisierungszwecken dienen, sondern lediglich die der Richtwerteberechnungsvorrichtung
zuzuführenden Signale erzeugen.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben, die als Beispiel eine
Feuerleitanlage nach der Erfindung in einer Figur schematisch zeigt, in der die Visiereinrichtung aus
Schiffes teilnimmt; deshalb können diese Bewegungen 3o einer Feuerleitradaranlage gegen Luftziele besteht,
keine Abweichungen zwischen der Antennenrichtung und der Richtung zum Ziel verursachen, während
sonst solche Abweichungen mittels der Antennenrichteinrichtung beseitigt werden müßten. Eine Kreiselstabilisierung
der Antenne wie erwähnt wird jedoch verhältnismäßig teuer und aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Feuerleitanlage der oben beschriebenen Art für
ein Schiff, bei der die oben behandelten Schwierigderen Antenne um eine zu der Deckebene des Schiffes
parallele Achse höhengerichtet und um eine zu der Mastrichtung des Schiffes parallele Achse seitengerichtet
werden kann.
Die in der Zeichnung dargestellte Feuerleitanlage enthält ein Radargerät R zum Senden von Radarimpulsen
und zum Empfang von Radarechos. Das Radargerät ist wie üblich an eine Antenne 1 angeschlossen.
Die Antenne 1 ist am Ende eines Armes 2
keiten mit Rücksicht auf das selbsttätige Zielfolgen 40 angeordnet, der in einem Gestell 3 derart gelagert ist,
mittels des Visiers, d.h. gewöhnlich mittels einer Radarantenne, in einer einfachen und zuverlässigen
Weise beseitigt sind.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein Krieselgerät in derartiger Ausbildung auf dem
Visier angeordnet ist, daß es die Winkelgeschwindigkeit des Visiers um seine Drehachse abtastet und ein
dieser Winkelgeschwindigkeit proportionales Signal daß er um eine Achse H drehbar ist, die zu der Deckebene des Schiffes parallel ist. Das Gestell 3 ist auf
einer Plattform 4 angeordnet, die im Schiff derart gelagert ist, daß sie um eine zur Deckebene des
Schiffes und also zur Achse H senkrechte Achse S drehbar ist. Die Achse S ist also parallel zur Mastrichtung
des Schiffes. Z bezeichnet eine gedachte Achse, die senkrecht sowohl zur Achse H als zur
Antennenrichtung ist, die in der Zeichnung mit A1
erzeugt, das dem Servomotor als ein zusätzliches
Steuersignal im Sinne einer negativen Rückkopplung 50 bezeichnet ist. Alle diese Achsen S, H und Z sind
zugeführt wird, und daß die Richtwerteberechnungs- gedachte, geometrische Richtungen im Raum, die
vorrichtung zum Berechnen der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit des Zieles und zum Erzeugen
eines der entsprechenden Winkelgeschwindigkeit des Zieles um die Drehachse des Visiers proportionalen
Signals eingerichtet ist, das dem Servomotor als ein drittes Steuersignal derart zugeführt wird, daß dem
Visier eine entsprechende Winkelgeschwindigkeit um seine Drehachse erteilt wird.
zum Schiff und zum Antennensystem derart bezogen sind, daß die Richtung S immer parallel zu der Mastrichtung
des Schiffes, die Richtung H immer parallel zu der Deckebene des Schiffes sowie senkrecht zur
Antennenrichtung A1 und die Richtung Z immer senkrecht
sowohl zur Antennenrichtung A1 als zur Richtung H ist. Der Antennenarm 2 kann um die Achse H
mittels eines Servomotors S1 gedreht werden, während
Durch das den Servomotor im Sinne einer negativen 60 die Plattform 4 um die Achse S mittels eines Servo-
Rückkopplung beeinflussende Signal von dem die Winkelgeschwindigkeit abtastenden Kreiselgerät auf
dem Visier wird das Visier derart stabilisiert, daß seine Richtung im Raum nicht von den Bewegungen
des Schiffes beeinflußt wird. Durch das von Richtwerteberechnungsvorrichtung erhaltene, der
Winkelgeschwindigkeit des Zieles um die Drehachse des Visiers proportionale Signal wird eine solche
motors S2 gedreht werden kann. Die Antenne 1 kann
somit mittels der beiden Servomotoren S1 und S2
sowohl seitlich als auch der Höhe nach auf ein Ziel gerichtet werden. Die Antennenrichtung ist in der
der 65 Zeichnung mit A1 bezeichnet, während die wahre
Richtung zum Ziel M mit A1 bezeichnet ist. An die
mechanische Drehwelle des Antennenarmes 2 ist ein Signalgeber 5 gekuppelt, der an eine Richtwerte-
berechnungsvorrichtung 6 ein Signal abgibt, das dem Winkel κ zwischen der Antennenrichtung A2 und der
Deckebene des Schiffes entspricht. An die Plattform 4 ist ein weiterer Signalgeber 7 gekuppelt, der an die
Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 ein Signal abgibt, das den Winkel σ in der Deckebene des Schiffes
zwischen der Projektion der Antennenrichtung Ax auf die Deckebene und einer festen Richtung in der
Deckebene des Schiffes repräsentiert. Der Winkel σ gibt somit die Seitenrichtung der Antenne relativ zum
Schiff an, während der Winkel κ die Höhenrichtung der Antenne relativ zum Schiff angibt. Falls die
Antenne gegen das Ziel M gerichtet ist, geben diese zwei Winkel somit die Richtung des Zieles relativ zum
Schiff an. Das Radargerät R ist wie üblich zum Bestimmen der Entfernung zum Ziel durch Messen der
Zeitdifferenz zwischen den ausgesendeten Radarimpulsen und den vom Ziel empfangenen Radarechos
eingerichtet und gibt ein diese Entfernung L repräsentierendes Signal an die Richtwerteberechnungsvorrichtung
6 ab. Auf Grund der der Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 zugeführten Werte für die Winkel σ
und κ und der Entfernung L und anderer, in üblicher Weise der Richtwerteberechnungsvorrichtung zugeführten,
aber in der Zeichnung nicht näher gezeigten Daten, betreffs z. B. der Lagekoordinaten, der Geschwindigkeit
und des Kurses des Schiffes, der Windgeschwindigkeit, der Windrichtung u. dgl., berechnet
die Richtwerteberechnungsvorrichtung wie üblich die für das Richten einer Waffe gegen das Ziel M erforderlichen
Daten. Diese Daten werden in einer geeigneten, aber in der Zeichnung nicht näher dargestellten Weise
der Richtvorrichtung der Waffe zugeführt. Die Zeichnung zeigt nur solche Teile der Feuerleitanlage, die in
Verbindung mit dem selbsttätigen Zielfolgen bezüglich des Zieles M mittels der Antenne 1, nachdem
diese in geeigneter, an sich bekannter Weise nahe dem Ziel gerichtet worden ist, Bedeutung haben.
Zum Zielfolgen sind die Antenne 1 und das Radargerät R mit einer Einrichtung zum Leitstrahldrehen
od. dgl. versehen, so daß das Radargerät die Abweichung zwischen der Antennenrichtung A1 und der
wahren Richtung A2 zum Ziel M bestimmen kann. Nach der Erfindung ist das Radargerät R derart ausgebildet,
daß es auf Grund der durch das Leitstrahldrehen oder in irgendeiner anderen entsprechenden
Weise erhaltenen Daten betreffs dieser Abweichung ein erstes Signal erzeugt, das proportional der Winkelabweichung
δζ um die Achse Z zwischen der Antennenrichtung
A1 und der Richtung A2 zum Ziel M
ist. Dieses Signal wird von dem Radargerät R dem Servomotor S2 durch einen summierenden Verstärker
8 zugeführt. Es ist r>z ■= bs cos κ, worin Ös die
Winkelabweichung zwischen der Antennenrichtung A1
und der Zielrichtung A2 um die Achse S in ihrer Projektion auf eine zu der Deckebene des Schiffes
parallele Ebene bezeichnet. Das dem Verstärker 8 von dem Radargerät R zugeführte Signal ist somit
proportional <5S, d. h. proportional der Winkelabweichung
zwischen der Antennenrichtung A1 und der Zielrichtung A2 um die zum Servomotor S2 gehörende
Drehachse S der Plattform 4. Das Radargerät ist weiter zum Erzeugen eines zweiten entsprechenden
Signals eingerichtet, das proportional der Winkelabweichung 6h um die Achse H zwischen der wahren
Zielrichtung A2 und der Antennenrichtung A1 ist.
Dieses zweite Signal wird dem Servomotor S1 durch einen summierenden Verstärker 9 zugeführt. Die beiden
von dem Radargerät R an die Servomotoren S1 und S2 angeschlossenen, den Winkelabweichungen I)2
und öh proportionalen Signale beeinflussen die Servomotoren
S1 und S2 derart, daß diese bestrebt sind, die
Antenne 1 in einer solchen Richtung zu drehen, daß die Winkelabweichungen <5Z und hh beseitigt werden,
d. h., daß die Antennenrichtung A1 mit der wahren
Richtung A2 zum Ziel M zusammenfällt.
Falls diese Folgeregelung der Antenne auch solche
ίο Abweichungen zwischen der Antennenrichtung A1
und der Richtung A2 zum Ziel M, die wegen des Rollens, des Stampfens und des Gierens des Schiffes
und wegen der Bewegung des Zieles M entstehen, beseitigen sollte, wäre eine große Verstärkung der zu
H2 und dh proportionalen Signale von dem Radargerät
jR erforderlich, was indessen, wie schon erwähnt, nachteilig wäre, da diese Signale eine große Rauschkomponente
enthalten. Um dies zu vermeiden, enthält die Anlage nach der Erfindung zwei Winkelgeschwindigkeiten
abtastende Kreiselgeräte G2 und Gh, die, wie die Zeichnung schematisch zeigt, auf der
Antenne 1 oder irgendeinem anderen, zusammen mit der Antenne sich bewegenden Teil, z. B. dem Antennenarm
2, angeordnet sind. Das Kreiselgerät Gz ist dabei
derart angeordnet, daß es die Winkelgeschwindigkeit der Antenne 1 um die Achse Z abtastet und eine
dieser Winkelgeschwindigkeit ~rr proportionale Spannung
abgibt, die dem summierenden Verstärker 8 und damit dem Servomotor S2 zugeführt wird. Die
von dem Kreiselgerät Gz gemessene Winkelgeschwindigkeit
-^- ist gleich -^ cos κ, wobei -^ die Winkelgeschwindigkeit
der Antenne um die Achse S bezeichnet. Das vom Kreiselgerät Gz dem Servomotor S2
der Plattform 4 zugeführte Signal ist somit proportional der Winkelgeschwindigkeit -τ- der Antenne
um die zu dem Servomotor S2 gehörende Drehachse S. Das zweite Kreiselgerät Gh ist derart
angeprdnet, daß es die Winkelgeschwindigkeit der Antenne 1 um die Achse H abtastet und eine dieser
άκ
Winkelgeschwindigkeit -7- proportionale Spannung
an den summierenden Verstärker 9 und damit an den Servomotor S1 abgibt. Die von den beiden die Winkelgeschwindigkeiten
abtastenden Kreiselgeräten G2 und Gh gemessenen Winkelgeschwindigkeiten -~- und -P-
sind nicht nur von den Winkelbewegungen verursacht, die der Antenne 1 mittels der Servomotoren S1
und S2 erteilt werden, sondern enthalten auch die Winkelgeschwindigkeitskomponenten, die der Antenne
um die beiden Achsen Z und H zufolge des Stampfens, des Rollens und des Gierens des Schiffes
erteilt werden. Wenn das Schiff giert, erhält die Antenne z. B. eine gewisse Winkelgeschwindigkeit um die
Achse S, wobei diese Winkelgeschwindigkeit das Kreiselgerät G2 beeinflußt. Beim Stampfen oder Rollen
des Schiffes erhält die Antenne eine gewisse Winkelgeschwindigkeit um die Achse H, die von dem Kreiselgerät
Gh gemessen wird. Beim Stampfen und Rollen des Schiffes erhält die Antenne 1 weiter — unter
Voraussetzung, daß κ nicht Null ist — eine gewisse Winkelgeschwindigkeit um die Achse Z, deren Größe
von dem Winkel zwischen der Antennenrichtung und der Achse in der Horizontalebene, um die das Schiff
krängt, und von der Größe des Höhenwinkels κ der
Antenne abhängig ist. Die von den Kreiselgeräten Gz
und Gh erhaltenen, den Winkelgeschwindigkeiten -n-
άκ
und -T^- der Antenne 1 proportionalen Signale werden
über die Verstärker 8 und 9 den Servomotoren S1 und S2 derart zugeführt, daß sie als negative Rückkopplungen
wirken. Diese beiden negativen Rückkopplungen wirken auf die Steuerung der Servomotoren
in einer solchen Weise ein, daß die Winkelgeschwindigkeiten der Antenne um die Achsen H
und Z Null werden, so daß die Richtung A1 der Antenne fest im Räume unabhängig von den Bewegungen
des Schiffes bleibt, falls die Verstärkung in den Rückkopplungskreisen als unendlich groß
betrachtet werden kann. Diese Rückkopplungskreise können jedoch ohne Nachteil eine hohe Verstärkung
aufweisen, wodurch die Antennenrichtung A1 mit großer Genauigkeit unabhängig von der Bewegung
des Schiffes wird.
Wie üblich bei einer Feuerleitanlage, ist die Richtwerteberechnungsvorrichtung
6 derart eingerichtet, daß sie aus den zugeführten Daten den Geschwindigkeitsvektor
r,„ des Zieles M, d. h. die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Zieles, berechnet. Bei
der erfindungsgemäßen Anlage ist die Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 auch zum Berechnen der und
der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit des Zieles entsprechenden Winkelgeschwindigkeit des Zieles
M um die Achse Z und zum Erzeugen eines dieser
Winkelgeschwindigkeit --;"-— proportionalen Signals
eingerichtet. Dieses Signal wird von der Richtwerteberechnungsvorrichtung
durch den Verstärker 8 dem Servomotor S2 zugeführt. Auch in diesem Fall wird
und H und teils von der Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 in Abhängigkeit von den Winkelgeschwindigkeiten
des Zieles um diese Achsen, wird in einer einfachen und verhältnismäßig billigen Weise ein
wirksames und zuverlässiges Zielfolgen der Antenne 1 auch bei sehr großen und schnellen Bewegungen des
Schiffes und bei hohen Zielgeschwindigkeiten erreicht. Wie aus dem Obenstehenden hervorgeht, repräsentieren
alle dem Servomotor S2 für die Plattform 4 zugeführten Signale Winkel bzw. Winkelgeschwindigkeiten,
die bezüglich der Achse Z gemessen sind, während der Servomotor S2 die Plattform und damit die
Antenne um die Achse S dreht. Da indessen
df
dg
di
di
cos κ.
cos κ
df di
D2 = Ds cos κ ,
ist offenbar, daß der Servomotor S2 trotzdem die
Antenne derart drehen kann, daß die Bedingungen
D2 = 0
- 0
df
df
die Winkelgeschwind-„ drr,,
i = , - cos κ. worin
di di
di di
digkeit des Zieles M um die Achse S bezeichnet. Das dem Servomotor S2 von der Richtwerteberechnungsvorrichtung
6 zugeführte Signal ist somit proportional der Winkelgeschwindigkeit des Zieles um
die zum Servomotor S2 gehörende Drehachse S. In entsprechender Weise ist die Richtwerteberechnungsvorrichtung
6 auch zum Berechnen der der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Zieles entsprechenden
Winkelgeschwindigkeit des Zieles um die Achse H und zum Erzeugen eines dieser Winkelgeschwindigkeit
*·" proportionalen Signals eingerichtet.
Dieses Signal wird durch den Verstärker 9 dem Servomotor S1 zugeführt. Diese zwei Signale
von der Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 steuern die Servomotoren S1 und S2 in einer solchen Weise,
daß die Motoren der Antenne die Winkelgeschwindigkeiten d^" und d|^ um die Achsen Z und H
erteilen, wodurch die Antenne 1 zum selbsttätigen Zielfolgen bezüglich des Zieles Λί gebracht wird, falls
dieses sich mit konstanter Geschwindigkeit in einer geradlinigen Bahn bewegt.
Durch die bei der erfindungsgemäßen Anlage erfolgende kombinierte Steuerung der Servomotoren S1
und S2. teils von dem Radargerät R in Abhängigkeit
von der Winkelabweichung zwischen der Antennenrichtung .-I1 und der Richtung Az zum Ziel, teils von
den die Winkelgeschwindigkeiten abtastenden Kreiselgeräten G/ und G,, in Abhängigkeit von den Winkelgeschwindigkeiten
der Antenne I um die Achsen Z erfüllt werden, unter der Voraussetzung, daß die Verstärkung
im Servokreis als unendlich groß betrachtet werden kann. Wegen der Komponente cos κ in allen
diesen Signalen wird jedoch die Verstärkung in dem den Servomotor S2 enthaltenden Servokreis mit der
Größe des Winkels κ schwanken; deshalb kann es in gewissen Fällen zweckmäßig oder erforderlich sein,
das Steuersignal des Servomotors S2 durch ein Verstärkerglied
mit dem Verstärkungsfaktor -;-~ zu
leiten.
Die Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 besieht zweckmäßigerweise aus einer elektronischen Ziffernrechenmaschine,
wobei die Geber 5 und 7 vorzugsweise digitale Geber sind, die der Richtwerteberechnungsvorrichtung
6 die Werte für die Winkel σ und κ unmittelbar in numerischer Form zuführen. Hierbei
berechnet die Richtwerteberechnungsvorrichtung 6 die
in numerischer Form, und
Größen d^w und u£
diese numerischen Werte müssen deshalb Digital-Analog-Umwertern
zum übersetzen in entsprechende analoge Signale, die die Servomotoren S1 und S2
steuern können, zugeführt werden.
Die erfindungsgemäße Feuerleitanlage nach dem Oberbegriff und mit den Maßangaben mindestens des
Anspruchs 1 kann auch gegen Bodenziele verwendet werden, wobei die Radarantenne 1 um nur eine
Achse S drehbar ist.
Claims (3)
1. Feuerleitanlage für ein Schiff, die eine Visiereinrichtung,
vorzugsweise eine Radaranlage, zum Bestimmen der Richtung und der Entfernung zu
einem Ziel und zum Abgeben entsprechender Werte an eine Rechenvorrichtung zum Berechnen
der für das Richten einer Waffe neuen das Ziel
erforderlichen Richtwerte enthält, wobei die Visiereinrichtung ein Visier, vorzugsweise eine Radarantenne,
enthält, die zum Richten gegen das Ziel um wenigstens eine Achse relativ zum Schiff
mittels eines Servomotors drehbar ist, und die Visiereinrichtung zum Erzeugen eines Signals eingerichtet
ist, das abhängig von der Winkeldifferenz um die Drehachse des Visiers zwischen der Richtung
des Visiers und der Richtung zum Ziel ist und das dem Servomotor als ein Steuersignal zugeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kreiselgerät (G2) in derartiger Ausbildung auf
dem Visier angeordnet ist, daß es die Winkel-
dcr
IO
geschwindigkeit
dt
des Visiers um seine Dreh-
achse (S) abtastet und ein dieser Winkelgeschwindigkeit proportionales Signal erzeugt, das dem
Servomotor (S2) als ein zusätzliches Steuersignal im Sinne einer negativen Rückkopplung zugeführt
wird, und daß die Richtwerteberechnungsvorrichtung (6) zum Berechnen der Bewegungsrichtung
und der Geschwindigkeit des Zieles (M) und zum Erzeugen eines der entsprechenden Winkelgeschwindigkeit
\-jf-) des Zieles um die Drehachse
(S) des Visiers proportionalen Signals eingerichtet ist, das dem Servomotor (S2) als ein
drittes Steuersignal derart zugeführt wird, daß dem Visier (1) eine entsprechende Winkelgeschwindigkeit
um seine Drehachse (S) erteilt wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, bei der die Drehachse eine zu der Mastrichtung des Schiffes
parallele Seitenrichtachse ist und das Visier zusätzlich auch um eine Höhenrichtachse, die parallel
zur Deckebene des Schiffes ist, mittels eines zweiten Servomotors drehbar ist, dem ein von der Visiereinrichtung
erzeugtes, von der Winkeldifferenz um die Höhenrichtachse zwischen der Richtung des
Visiers und der Richtung zum Ziel abhängiges Steuersignal zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kreiselgerät (G2) auf dem Visier (1) derart angeordnet ist, daß es die Winkelgeschwindigkeit
des Visiers (1) um eine dritte Achse (Z), die senkrecht sowohl zur Richtung (A1)
des Visiers als auch zur Höhenrichtachse (H) des 45 Visiers ist, abtastet und ein dieser Winkelgeschwindigkeit
(-jf) proportionales Signal abgibt, das
dem das Visier (1) um seine Seitenrichtachse (S) drehenden Servomotor (S2) im Sinne einer negativen
Rückkopplung zugeführt wird, daß das dem seitenrichtenden Servomotor (S2) von der Visiereinrichtung
zugeführte Steuersignal proportional der Winkeldifferenz (<5Z) zwischen der Richtung
W1) des Visiers (1) und der Richtung (A2) zum
Ziel (M) um die genannte dritte Achse (Z) ist, daß das von der Richtwerteberechnungsvorrichtung (6)
erzeugte, dem seitenrichtenden Servomotor (S2) als drittes Steuersignal zugeführte Steuersignal
proportional der Winkelgeschwindigkeit (—~\
des Zieles um die genannte dritte Achse (Z) proportional ist,' daß zusätzlich ein zweites winkelgeschwindigkeitsabtastendes
Kreiselgerät (G,,) vorgesehen ist, das auf dem Visier (1) derart angeordnet
ist, daß es die Winkelgeschwindigkeit
-J des Visiers (1) um seine Höhenrichtachse (H)
abtastet und ein dieser Winkelgeschwindigkeit proportionales Signal abgibt, das im Sinne einer
negativen Rückführung dem höherrichtenden Servomotor (S1) zugeführt wird, dem zusätzlich auch
ein von der Richtwerteberechnungsvorrichtung (6)
erzeugtes, der Winkelgeschwindigkeit
Zieles um die Höhenrichtachse (H) proportionales Signal als Steuersignal zugeführt wird.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärkerglied mit dem Verstärkungsfaktor
——, wobei κ den Winkel zwischen der Richtung (A1) des Visiers und der Deckebene des Schiffes bezeichnet, vorgesehen ist, und
daß das gesamte Steuersignal für den seitenrichtenden Servomotor (S2) durch dieses Verstärkungsglied
dem Servomotor zugeführt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA. - Patentschriften Nr. 2 660 793, 2 709 303, 776, 2 878 466, 2 992 423.
USA. - Patentschriften Nr. 2 660 793, 2 709 303, 776, 2 878 466, 2 992 423.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
«09 588/137 7.68 Q Bundesdruckerei Berlin
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SE736163 | 1963-07-02 |
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