DE2016797A1

DE2016797A1 - Vorrichtung zur insbesondere kontinuierlichen Kontrolle und/oder Anzeige von Krümmungen des Laufes einer Schußwaffe

Info

Publication number: DE2016797A1
Application number: DE19702016797
Authority: DE
Inventors: Arnold Johannes Karlskoga Johansson (Schweden). M
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1969-04-22
Filing date: 1970-04-08
Publication date: 1972-01-05
Also published as: CH514830A; GB1306995A; US3684383A; NO124893B; SE325494B; FR2045524A5

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. RICHARD GLAWE · DIPL-ING. KLAUS DELFS · DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

MÖNCHEN HAMBURG MÖNCHEN

8000 München 22 · Liebherrjfra8e 20 . Tel. (0811) 22 65 43 2000 Hamburg 52 · Waltzjlraß» 12 · Tel. (0411) 89 22 55

IHR ZEICHEN BETRIFFT:

IHRE NACHRICHT VOM

A 15

MÖNCHEN

Aktiebolaget Bofors Bofors / Schweden

Vorrichtung zur insbesondere kontinuierlichen

Kontrolle und/oder Anzeige von Krümmungen

des Laufes einer Schußwaffe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur vorzugsweise kontinuierlichen Kontrolle und/oder Anzeige des Auftretens von Krümmungen im Lauf einer Schußwaffe.

Bei den Bemühungen zur Erzielung einer größeren Präzision bfei schweren 'Schußwaffen wird Faktoren, deren Ein-

fluß bischer für gering gehalten wurde, eine größere Bedeutung 'beigemessen· Ein solcher Faktor ist das Auftreten

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von Laufkrümmungen. Das zur Erläuterung der Erfindung dienende Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine auf einem modernen Panzerfahrzeug starr angebrachte Kanone, wobei die Kanone dadurch auf das Ziel gerichtet wird, daß das ganze Fahrzeug und damit auch die Kanone in die korrekte Schußstellung gelenkt werden.

Es wurde nun gefunden, daß , der bei der Indienststellung geradlinige Kanonenlauf sich aufgrund verschiedener Ursachen krümmen kann. Solche Krümmungen können auftreten beispielsweise als Ergebnis von rein mechanischen Ursachen, jedoch sind thermische Ursachen die Regel. Thermische Einwirkungen können in verschiedener Weise auftreten, beispielsweise durch starke Sonneneinstrahlung, die die eine Seite des Laufes mehr erhitzt als die andere, so daß sich die heiße Seite des Laufes stärker ausdehnt als die kalte. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß hierdurch eine Krümmung des Laufes verursacht wird. Weiterhin kommt es häufig vor, daß ein heißer Kanonenlauf durch Regen oder Wind ungleichmäßig abgekühlt wird, wobei die Kühlwirkung auf einer Seite des Laufes stärker ist als auf der anderen.

Gleichgültig welches die Ursachen der Krümmung sind, wird durch die Krümmung eine Abweichung des Mündungsteils des Laufes gegenüber der normalen Lage der Mündung bei geradlinigem Lauf verursacht. Unter der Mündungslage wird die Riob/fcung einer Linie verstanden, die mit der Längsachse des Laufes an dessen Mündungsende übereinstimmt und

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die die Richtung bestimmt, in der das Geschoß den Lauf verläßt.

Diese Krümmungen, die durch thermische Ursachen in dem Lauf einer Schußwaffe, wie sie z.B. als Panzerkanone verwendet wird, auftreten, werden üblicherweise in "Strichen" gemessen, wobei jeder Strich einer Abweichung von einem Meter bei einer Entfernung von 1.000 Meter von der Laufmündung entspricht und somit auch einem Milliradiant (tgrad) gleichgesetzt werden kann. Die Krümmung soll, um noch zulässig zu sein, unterhalb von zwei nirad liegen und wird normalerweise durch entsprechende Korrekturen in der zugehörigen Visier- oder Richtvorrichtung kompensiert.

Pur die Justierung der Visiervorrichtung der Kanone in Bezug auf die Längsachse des Laufes sind optische Anordnungen bekannt in Form von Teleskopen, die mit reflektierenden Flächen am vorderen Ende des Laufes zusammenwirken. Derartige Einrichtungen sind beispielsweise beschrieben in der deutschen Patentschrift 232 771 und der schwedischen Patentschrift No. 132 757. In diesen Veröffentlichungen wird jedoch nicht das Problem der Kontrolle und Anzeige von etwaigen Krümmungen des Laufes angesprochen. Die bekannten Anordnungen können als "passive" Anordnungen bezeichnet werden, da die Bedienungsperson selbst Anzeigemarken od.dgl. durch ein Fernrohr beobachten und dabei entscheiden muß, ob eine Abweichung zwischen der als geradlinig angenommenen Längsachse des Laufes und

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der zum Richten der Waffe verwendeten Visiervorrichtung vorhanden ist.

Im Gegensatz dazu schafft die Erfindung eine Vorrichtung zur Kontrolle und/oder Anzeige von Krümmungen, die in einem Schußwaffenlauf auftreten, wobei die Krümmungen in aktiver Weise kontrolliert und angezeigt werden, so daß das Ergebnis direkt an einer geeigneten Anzeigevorrichtung abgelesen werden kann. Diese besteht z.B. aus einer geschliffenen Glasplatte mit einem koordinaten Hetz, auf welcher ein Leuchtpunkt die Mündungsabweichung anzeigt, die auf diese Weise direkt in den beiden koordinaten Richtungen, z.B. der horizontalen und vertikalen Richtung, abgelesen und in geeigneter Weise in die Visiervorrichtung der Waffe eingegeben werden kanu.

Bei der erfindungsgemäßen Vorricntung wird in ähnlicher Weise wie bei den bekannten Visier- und Richtvorrichtungen ein Spiegel verwendet, der am vorderen Teil des Kanonenlaufes starr befestigt ist. Im Gegensatz zu den bei den bekannten Rieht- und Visiereinrichtungen verwendeten Anordnungen, bei denen der Spiegel durch seine Lage die geradlinige Laufachse anzeigt, dient bei der erfindungsgemäßen Einrichtung der an der Laufmündung befestigte Spiegel oder eine entsprechende reflektierende Oberfläche dazu, die Winkellage der Hündung relativ zu der die Waffe in unveränderlicher Lage tragenden Halterung anzuzeigen.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine am hinteren Laufende fest angeordnete Lichtquelle zum Aussenden eines schmalen LichtMndels zu der vorzugsweise rechtwinklig zur Laufachse angeordneten reflektierenden Oberfläche einer reflektierenden Einrichtung, die in fester Lage zur Laufmündung angeordnet ist, und einen das reflektierte Licht empfangenden Detektor, der vorzugsweise am hinteren Laufende angeordnet und ebenfalls in fester Lage gegenüber dem Lauf angebracht ist und der mit einer Anzeigevorrichtung zusammenwirkt, welche etwaige llichtungsänderungen der Laufmündung gegenüber der Lage der Laufmündung bei geradlinigem Lauf nach Betrag und Richtung anzeigt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.

g· 1 zeigt in perspektivischer Darstellung den oberen Teil eines Panzerfahrzeuges mit einer starr befe stigten Kanone und mit der erfindungsgemäßen Vor richtung zur feststellung von Krümmungen des Kanonenlaufes.

Pig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß Pig. 1 in Seitenansicht.

Pig. 3 zeigt die Ansicht einer Anzeigevorrichtung in Porm einer geschliffenen Glasplatte mit darauf erscheinendem Leuchtpunkt.

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Fig. 4 zeigt ein Prisma als Teil der Anzeigevorrichtung.

Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Anwendung der Erfindung bei der in dem schwedischen Kampfpanzer Typ S verwendeten Kanone erläutert, wobei die Kanone eine starre Lage in Bezug auf das Fahrzeug hat und das Richten der Kanone durch Manövrieren des gesamten Fahrzeugs in eine Stellung erfolgt, in der die Kanone auf das Ziel gerichtet ist. Diese Stellung wird durch Visier- und Richteinrichtungen ermittelt, die nicht Bestandteil der Erfindung und deshalb auch nicht dargestellt sind. In Pig. 1 ist die im wesentlichen flache Oberseite des Panzerfahrzeugs mit dem Bezugszeichen 1 versehen, und die Kanone wird an dessen vorderen Ende durch eine Stütze 2 in starrer lage bezüglich des !Fahrzeugs gehalten. Das hintere Ende der Kanone ist durch nicht dargestellte Mittel am Fahrzeug befestigt. An der Mündung des Laufes 3 ist ein Reflektor 4 angeordnet, dessen reflektierende Fläche in einer unveränderbaren Lage relativ zur Mündung des Laufes 3 und vorzugsweise senkrecht zur geometrischen Achse der Mündung steht, wobei diese Achse die Laufachse an der Mündung darstellt und die Richtung bestimmt, in der das Geschoß die Kanone verläßt. Wie oben erwähnt, kann der Lauf 3 durch mechanische und/oder thermische Einflüsse gekrümmt werden, wodurch die Mündung der Kanone ihre Richtung ändert. Hierdurch ändert sich auch die Richtung, in der das Geschoß die Kanone verläßt, relativ zum Panzerfahrzeug und zu der Visiereinrichtung, mit Hilfe derer das Fahrzeug und die Kanone auf

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ein Ziel gerichtet worden sind unter der Annahme, daß die Mündung der Kanone eine Lage hat, die einem vollkommen geradlinigen Lauf entspricht.

Wenn infolge einer Krümmung des Laufes 3 der Mündungsteil des Laufes seine Lage ändert, wird diese Änderung (Winkelanderung) auch auf die reflektierende Oberfläche des Reflektors 4 übertragen. Durch Ausbildung des Reflektors 4 als Stahlkörper mit einer reflektierenden Oberfläche in Form eines hochglanzpolierten Teiles des Stahlkörpers und durch feste Verbindung des Stahlkörpers mit der .Mündung des Laufes 3 durch Pressitz oder in anderer geeigneter Weise wird gewährleistet, daß die Lage der reflektierenden Oberfläche in Bezug auf das Panzerfahrzeug die Richtung, in der das Geschoß die Mündung des Laufes 3 verläßt, wiedergibt.

In der Nähe des hinteren Teiles des Laufes 3 in starrer Lage in Bezug auf die Trägerkonstruktion 1 ist eine Lichtquelle 5 vorgesehen, die ein sehr enges Lichtbündel in festgelegter Lage in Bezug auf die Trägerkonstruktion aussendet. Zu diesem Zweck kann die Lichtquelle 5 eine lichtaussendende Einrichtung und Blenden oder andere Einrichtungen, wie sie bei üblichen Projektoren od.dgl. bekannt sind, aufweisen. Da die genaue Konstruktion der Lichtquelle 5 nicht Teil der Erfindung ist, ist hier keine ins einzelne gehende Beschreibung der Lichtquelle erforderlich. Die einzige Forderung ist die, daß die Anordnung ein sehr schmales und dünnes Licht-

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bündel in festgelegter Richtung- auf den Reflektor 4 wirft, wo das Lichtbündel in annähernd der gleichen Richtung zurück zur Lichtquelle geworfen wird, wo es auf einen Detektor 6, 7 trifft, der vorteilhafterweise gleichzeitig die Anzeigevorrichtung darstellt. Wie man aus Pig. 1 erkennt, läuft bei der dargestellten AusfUhrungsforra das Lichtbündel von der Lichtquelle 5 im wesentlichen in derselben Richtung wie die Achse des Laufes 3 in Richtung auf den Reflektor und dann ebenfalls im wesentlichen in gleicher Richtung wie die Achse des Laufes 3 zurück zum .Detektor 6, 7. Es ist leicht einzusehen, daß es nicht erforderlich ist, eine genaue Parallelität zwischen dem zum Reflektor 4 laufenden und dem vom Reflektor 4 kommenden Lichtbündel und der Achse des Laufes einzuhalten, sondern dai3 kleine Abweichungen zugelassen werden können, die bei der endgültigen Justierung und Festlegung der Einrichtungen 4, 5 und 6, 7 berücksichtigt werden können.

Das von der Lichtquelle 5 ausgesandte schmale Lichtbündel sollte elektromagnetische Wellen von solcher Wellenlänge enthalten, daß diese sich in Bezug auf Brechung und Reflektion wie sichtbares Licht verhalten. Aus rein praktischen Gründen kommen für die Verwendung bei de?: vorliegenden Erfindung nur sichtbares Licht, Infrarot- und Ultraviolettstrahlung in Präge. Der Einfachheit halber wird bei der dargestellten Ausführungsform nur die Verwendung von sichtbarem Licht erläutert. Bei der Verwendung von Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung sind Abänderungen möglich

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und erforderlich, die anschließend erläutert werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht der Detektor 6, 7 aus einem Prisma in Porm eines .Parallelepipeds, dessen Endflächen beispielsweise unter 45° zur Längsrichtung des Prismas verlaufen, wie in Fig. 4 dargestellt. Ein mit 3 bezeichnetes einfallendes Lichtbünrtel wird an der oberen, uuter 45° geneigten Endfläche reflektiert, so daß er in Längsrichtung des Prismas nach unten verläuft und dann an der ebenfalls unter 45 geneigten unteren Endfläche in Richtung auf die Seitenfläche 7 des Prismas reflektiert wird. Bei der Verwendung von sichtbarem Licht kann diese Fläche 7 die "Form einer geschliffenen Glas-

(Mattscheibe)
fläche/haben und in der in Pig. 3 gezeigten Weise mit einem Koordinaten-lietz versehen sein, bei dem jede Einheit längs der horizontalen und vertikalen Achse beispielsweise einem Milliradiant entspricht. Es ist einfach, in einem solchen Koordinaten-Muster, das auf einer geschliffenen Glasplatte angebracht ist, eine digitale Ablesung der Lage der Lichtpunkte zu erhalten, wie dies an sich bekannt ist und im folgenden noch näher erläutert wird.

Bevor die beschriebene Vorrichtung zur Kontrolle und Anzeige von etwaigen Krümmungen des Laufes verwendet werden kann, müssen die verschiedenen Teile justiert und festgelegt werden, bevor sie in Gebrauch genommen werden, liach dem Featlegen des Reflektors 4 :un Münäungoteil des Laufes 3 v/ird die LrLeUtquolie ^vj so .jun tieft, daß da£3 scLunule Licht-

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bündel (in diesem Pail sichtbares Licht) auf den Reflektor 4 trifft und zum Detektor 6 zurückreflektiert wird. Die Lagen der Lichtquelle 5 und/oder des Detektors 6, 7 werden durch (nicht dargestellte) Einstellmittel so festgelegt, daß bei genau geradlinigem Lauf, der durch exakte Messung ermittelt wird, das von der Lichtquelle 5 ausgesendete, vom Reflektor 4 zurückgev/orfene und anschließend vom Prisma 6 reflektierte Lichtbündel auf die geschliffene Glasplatte 7 im Nullpunkt der Koordinaten-Einteilung auftrifft. Nach dem Justieren der verschiedenen Teile in der beschriebenen Weise derart, daß der Lichtpunkt 9 auf den Nullpunkt der Platte 7 trifft, und nach dem endgültigen Pestlegen der Teile 4, 5 und 6, 7 in den betreffenden Stellungen in zuverlässiger Weise durch nicht dargestellte Mittel ist die Konstroll- und/oder Anzeigevorrichtung für den Gebrauch fertig. Die Einrichtung kann entweder ständig oder in Intervallen zur Kontrolle des Laufes auf etwaige Krümmungen verwendet werden.

Wenn der Lichtpunkt 9 von der Lichtquelle 5 (Pig. 3) auf den Nullpunkt der geschliffenen Glasplatte (den Mittelpunkt der Platte 7) auftrifft, sind offensichtlich keine Krümmungen des Laufes vorhanden, die eine Abweichung der Plugrichtung des Geschosses gegenüber der Plugrichtung bei vollkommen geradlinigem Lauf verursachen könnten, ϊ/enn andererseits der Lichtpunkt 9 eine Lage einnimmt, die nicht mit dem Nullpunkt der Platte 7 übereinstimmt, so ergibt sich daraus, daß der Lauf in einem Aussnaß gekrümmt ist,

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das eine Abweichung der Flugbahn des Geschosses gegenüber der idealen Flugbahn bei geradlinigem Lauf verursacht. In dem in Fig. 3 dargestellten Fall, in welchem der Lichtpunkt 9 im oberen linken Quadranten liegt, ist es offensichtlich, daß die Krümmung eine Abweichung von -1,5 MiI-liradiant horizontal und + 1 Milliradiant vertikal bewirkt, was in der Praxis eine Abweichung vom Ziel um 1,5 m horizontal nach rechts und um 1 m vertikal nach unten bedeutet, wenn der Zielabstand 1.000 m beträgt.

Die beschriebene Vorrichtung kann auch für die Verwendung von Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung angepaßt werden, wobei man das Lichtbündel 8 unmittelbar vor der Platte 7 auf eine Einrichtung auftreffen läßt, die Infrarot- oder ultraviolettstrahlung in sichtbare Strahlung umwandelt, was beispielsweise durch Verwendung von geeigneten Leuchtstoffen erreicht werden kann.

Der beschriebene und dargestellte Detektor mit dem Prisma 6, welches die Ablenkung des Lichtbündels 8 in der dargestellten Weise bewirkt, ist deshalb vorgesehen, damit die die Platte 7 beobachtende Bedienungsperson vor auftreffenden Geschossen geschützt ist, da die Platte 7 innerhalb der Panzerung des Fahrzeuges angeordnet ist. Wenn ein solcher Schutz nicht erforderlich ist, kann das Lichtbündel 8 vom Reflektor 4 direkt auf eine geschliffene Glasplatte auftreffen.

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Es ist offensichtlich, daß die Anordnung unter Verwendung der Glasplatte 7 nicht die einzige Möglichkeit ist, mit der eine Anzeige der G-eradlinigkeit des Laufes erzielt werden kann. Beispielsweise kann eine Anzahl von photoleitenden Elementen, beispielsweise aus CdG-Material in einer quadratischen Matrix angeordnet und über Widerstände, die für jeden Punkt einen bestimmten Widerstand haben, mit zwei Amperemetern verbunden werden, wobei die photoleitenden Elemente mit Spannungsquelleu von geeigneter Polarit-lt verbunden sind. Die Amperemeter sind der horizontalen Lage (-0 um' der vertikalen Lage (Y) zugeordnet und zeigen die ii.ichtun. ; an, in der die Mund im,■; von der iTorniallage abweicht, d.h., nach links oder rechts, oben oder unten. Bei deoi in Pi.;;. 'j dargestellten Pail würde das Amperemeter Π die Anseige -1,3 auf der Skala, deren iJullpunkt 0 in der Mitte liegt zur Anzeige von Horizontalabweichungen nach rechts ergeben, und das andere Amperemeter Y mit derselben Skala würde den Wert •f-1 anzeigen zur Angabe der Vertilzalabweichung nach unten.

Es ist auch möglich, eine Abtastvorrichtung zu verwenden, die beispielsweise die Mattscheibe nach Art einer fernsehkamera abtastet, die einzelnen Abtastlinieu imu Bruchteile von Abtaatlinien zählt und das Ergebnis für den ermittelten Punkt, der die Abtasbung unterbricht, in digitaler Porm einem elektronischen Rechner zuführt.

Unabhängig von der Art der verwendeten Anaeigevorrichtung erhält man eine Anzeige vom Vorhandensein einer ^rüui-

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;; des Kanonenlaufes, so daß in der zugeordneten Yisier- und Richtvorrichtung die erforderlichen Korrekturen vorgenommen v/erden können, um don durch die Laufkrüramung verursachten Dehler zu kompensieren.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsforraen beschränkt. Änderungen und Ausgestaltungen sind im !lahmen des lürfindungsgedankens möglich.

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Claims

Patentansprüche

[1.] Vorrichtung zum insbesondere kontinuierlichen Kontrollieren und/oder Anseigen von Krümmungen des Laufes einer Schußwaffe, gekennzeichnet durch eine am hinteren Laufende fest augeordnete Lichtquelle (5) zum Aussenden eines schmalen Lichfbündels zu der vorzugsweise rechtwinklig zur Laufachse angeordneten reflektierenden Oberfläche eines Reflektors (4), die in fester Lage zur Laufmündung angeordnet ist, und einen das reflektierende Licht empfangenden Detektor (6), der vorzugsweise am hinteren Teil des Laufes angeordnet und ebenfalls in fester Lage gegenüber dem Lauf angebracht ist, und der mit einer Anzeigevorrichtung (7) zusammenwirkt, welche etwaige Richtungsänderungen der Laufmündung gegenüber der Lage der Laufmündung bei geradlinigem Lauf nach Betrag und Richtung anzeigt.

BAD CFiIGIMAL

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AS
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ο kennzeichnet,· daß der Detektor (6) und die Anzeigevorrichtung (7) eine Mattscheibe mit einem Koordinateii-Wetz aufweisen, auf die das "von dem Reflektor (4) reflektierte Lichtbündel auftrifft, wodurch die Anzeige in Poum eines Lichtpunktes (9) auf der Mattscheibe (7) erfolgt.
:5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mattscheibe auf der Seite, wo das reflektierte Lichtbündel auftrifft, mit einem Belag aus einem Leuchtstoff "versehen ist, der auftreffendes infrarotes oder ultraviolettes Licht in sichtbares Licht umwandelt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (6) und die Anzeigevorrichtung (7) auf einer Seite eines parallel epipedischen Prismas vorgesehen sind, dessen Endflächen um etwa 45 geneigt sind und das Licht durch seitliche Versetzung durch eine Schutzwand hindurchführen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor aus einer Matrix von photoleitenden Elementen besteht, an die ein erstes Strommeßgerät zur Anzeige von Mündungsabweichungen

BAD
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in einer Richtung, z.B. der Horizontalrich.tu.ng und ein zweites Meßgerät zur Anzeige von MündungsalDweichungen in einer anderen Richtung, z.B. der Vertikalrichtung, nach Größe und Torzeichen angeschlossen sind.

BAD

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