-
Verfahren und Gerät zur Bestimmung der Lage kurz aufleuchtender Ziele
Es ist bekannt, die Lage eines Zieles zu bestimmen, indem man seine Richtung gegenüber
einer bekannten Richtung mit einem Fernrohre, seine Entfernung vom Standorte mit
einem optischen Entfernungsmesser bestimmt. Die Benutzung der genannten Geräte wird
in der Regel mit eintretender Dämmerung unmöglich, weil dann die Beleuchtung des
Zieles, dessen Entfernung bestimmt werden soll, nicht mehr genügt, um das von dem
optischen System des Gerätes abgebildete Ziel deutlich genug erkennen zu können.
Nur dann, wenn das Ziel während einer genügend langen Zeitspanne selbst Licht ausstrahlt,
können unter diesen Umständen noch Messungen erfolgen. Dieser Fall liegt jedoch
praktisch nur selten vor; häufig ist dagegen der Sonderfall, daß das Ziel zwar selbst
Licht ausstrahlt, die Ausstrahlungszeit jedoch so kurz ist, daß sie abgelaufen ist,
bevor es gelingt, die gewünschte Messung ganz durchzuführen. Beispielsweise genügt
das nur einen Bruchteil einer Sekunde sichtbare Mündungsfeuer eines feindlichen
Geschützes nicht, um ein Fernrohr genau auf dieses Geschütz zu richten und einen
Entfernungsmesser danach einzustellen.
-
Die Erfindung gibt einen Weg an, um in dem genannten Sonderfalle dennoch
eine ;Messung möglich zu machen, und beruht auf dem Gedanken, in optische Systeme,
die den genannten Geräten entsprechen, Mittel einzuschalten, welche die Abbildung
des aufleuchtenden Zieles wenigstens für eine Zeitspanne festhalten, innerhalb deren
der Meßvorgang durchführbar ist. Dabei kann man zur Bestimmung der Richtung des
Zieles folgendermaßen verfahren. Man bringt in der Bildebene eines Fernrohres eine
Schicht nachleuchtenden Stoffes an und richtet dieses Fernrohr ungefähr auf das
Ziel. Alsdann beobachtet man das Aufleuchten des Zieles im Fernrohre und mißt'die
seitliche Abweichung des durch das Aufleuchten des Zieles erregten Punktes der nachleuchtenden
Schicht von einer bekannten Richtung, vorzugsweise von der Richtung der Achse des
eintretenden Abbildungsstrahlenbündels oder, wenn diese infolge der Bauart des Fernrohres
nicht damit zusammenfällt, von der optischen Fernrohrachse, indem man den seitlichen
Abstand des nachleuchtenden Punktes vom Schnittpunkte der optischen Fernrohrachse
mit der Schicht bestimmt. Aus der gemessenen Größe und den Größenverhältnissen des
Gerätes läßt sich die gesuchte Richtung leicht ermitteln und, falls die Entfernung
des Zieles bekannt ist, auch die Lage des Zieles, beispielsweise in Polarkoordinaten,
bezogen auf den Standort und die Richtung der Magnetnadel eines Kompasses, ohne
Schwierigkeit ableiten. Dagegen ist ein photographisches Verfahren zur Festlegung
der Richtung des aufleuchtenden Zieles gegenüber einer Bezugsrichtung meist deshalb
nicht brauchbar, weil die Behandlung der belichteten, lichtempfindlichen Schicht
eine gewisse Zeit erfordert, bevor die Auswertung vorgenommen werden kann.
Entfernungsmessungen
beruhen meist auf der Bestimmung zweier Richtungen bzw. ihres Schnittpunktes. Demgemäß
kann man das neue Verfahren auch zur Bestimmung der Entfernung eines kurz aufleuchtenden
Zieles benutzen, indem man von zwei wie oben zur Bestimmung der Richtung ausgestatteten
Fernrohren Gebrauch macht, die Achsen der in diese Fernrohre eintretenden Abbildungsstrahlenbündel
mit einem endlichen Basisunterschiede zueinander parallel und ungefähr auf das Ziel
richtet und den seitlichen Abstand der beiden durch das Aufleuchten des Zieles erregten
Punkte der nachleuchtenden Schichten mißt. Aus der gemessenen Größe, dem Basisunterschiede
und den Größenverhältnissen der Geräte läßt sich die gesuchte Entfernung wiederum
rechnerisch leicht ermitteln. Auch läßt sich die Lage des Zieles in Polarkoordinaten
in entsprechender Weise unschwer bestimmen.
-
Zur Ausübung des neuen Verfahrens zur Bestimmung der Richtung kann
man sich grundsätzlich eines beliebigen Fernrohres bedienen, welches auf große Entfernung
einzustellen und mit einem in der Brennebene des abbildenden Systems angebrachten
Schichtträger mit einer Schicht aus nachleuchtendem Stoffe sowie mit einer Vorrichtung
zum Messen des seitlichen Abstandes eines beliebigen Punktes der Schicht von einem
bestimmten Punkte derselben, vorzugsweise dem Schnittpunkte der optischen Fernrohrachse
mit der Schicht, ausgestattet ist.
-
Geeignete nachleuchtende Stoffe sind bekannt und mit verschiedener
Lichtempfindlichkeit im Handel. Bei den am besten geeigneten Stoffen wurde die Zeit,
innerhalb deren das Nachleuchten der beim Aufleuchten des Zieles belichteten Schichtteile
für das normale, auf Dunkelheit adaptierte Auge abklingt, durch Versuche als etwa
eine halbe Minute ermittelt. Diese Zeitspanne genügt vollkommen für eine sorgfältige
Durchführung der Messung. Als Schichtträger kommt in erster Linie Glas in Frage.
Die mit der Schicht versehene Oberfläche des Schichtträgers ist in der Brennebene
des abbildenden Systems anzuordnen. Der Meßvorgang selbst braucht sich nicht innerhalb
des Fernrohres abzuspielen; der Schichtträger kann innerhalb der für das Abklingen
der Lichteinwirkung benötigten Zeit aus dem Fernrohre ent-' nommen und außerhalb
desselben ausgewertet werden. Unter Umständen kann es zur Vermeidung von Parallaxefehlern
angebracht sein, ein weiteres abbildendes System einzuführen, welches die Schicht
in der Meßebene der Meßvorrichtung abbildet. Findet die Auswertung der Nachleuchterscheinung
ohne Ortswechsel. des Schichtträgers statt, dann kann man im allgemeinen beim Messen
so verfahren, daß man die nachleuchtende Schicht im Sinne der Fernrohrbeobachtung
durchblickt. Jedoch empfiehlt es sich, wegen der stärkeren Wirkung des Lichteindruckes
beim Aufleuchten des Zieles an der diesem Ziele zugekehrten Oberfläche der Schicht,
beim Meßvorgange auf diese Schichtseite zu blicken, was mit Hilfe eines vor dem
Schichtträger angeordneten geeigneten Spiegelsystems ohne weiteres möglich ist.
-
Zur Ausübung des neuen Verfahrens zur Bestimmung der Entfernung eines
Zieles kann man zwei der zur Bestimmung der Richtung geeigneten Fernrohre benutzen,
bei denen die Achsen der eintretenden Abbildungsstrahlenbündel mit einem endlichen
Basisunterschiede zueinander parallel und die mit einer Vorrichtung zum Messen seitlicher
Abstände auf den Schichtträgern ausgestattet sind. Es kann also beispielsweise jedes
Doppelfernrohr Anwendung finden. Wegen des geringen Basisunterschiedes, den die
eintretenden, abbildenden Strahlenbündel bei derartigen Fernrohren haben, ist es
jedoch zweckmäßig, beide Einzelfernrohre zu einem Geräte nach Art der Standwinkelentfernungsmesser
zu vereinigen und beispielsweise einen der üblichen Raumbildentfernungsmesser zu
benutzen.
-
Das Verfahren läßt sich bei sinngemäßer Anwendung des Erfindungsgedankens
auch mit einem Zweistandentfernungsmesser und schließlich auch mit einem Zielwinkelentfernungsmesser
durchführen. Es ist jedoch am einfachsten, wenn man einen Stand"vinkelentfernungsmesser
für einäugigen Gebrauch benutzt, bei welchem die Bildebenen beider abbildender Systeme
zusammenfallen. Demgemäß erfüllt bei einem solchen Entfernungsmesser ein mit einer
nachleuchtenden Schicht versehener Schichtträger, der in der gemeinsamen Brennebene
der abbildenden Systeme angeordnet ist, den gewollten Zweck. Dabei ist es grundsätzlich
gleichgültig, ob der Entfernungsmesser ein Schnittbildentfernungsmesser oder ein
Kehrbildentfernungsmesser oder schließlich ein für den vorliegenden Zweck besonders
ausgestalteter Entfernungsmesser ist, der zwei sich auf der ganzen Fläche des Bildfeldes
überdeckende Bilder des Zieles und seiner Umgebung dem Beobachter darbietet.
-
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. r gibt das erste Beispiel, ein Gerät zum Bestimmen der Entfernung, in einem
Mittelschnitt im Grundriß wieder; Abb.2 zeigt das dein Beobachter beim Einblick
in die Meßvorrichtung sich darbietende Bild. Das zweite Beispiel, ein Gerät zum
Bestimmen der Richtung.
ist in Abb. 3 in einem Mittelschnitt im
Grundriß dargestellt, während Abb. 4 das dem Beobachter beim Einblick in die Meßvorrichtung
dieses Beispiels sich darbietende Bild angibt.
-
Das erste Beispiel (Abb. i und 2) ist ähnlich wie ein Schnittbildentfernungsmesser
gebaut und hat ein Gehäuse i mit zwei Lichteintrittsprismen 2, 3; die Achsen der
in diese Prismen 2, 3 eintretenden Abbildungsstrahlenbündel sind parallel gerichtet,
und ihr Abstand stellt die Basis q. des Gerätes dar. Hinter den Prismen 2, 3 sind
Objektive 5, 6 eingebaut, welche mit Hilfe eines aus zwei gleichschenklig-rechtwinkligen
Prismen 7, 8 bestehenden Strahlenvereinigungssystems in großer Entfernung liegende
Objekte auf der ihnen zugekehrten Fläche 9 einer planparallelen Glasplatte io abbilden,
die demnach die hintere Brennebene beider Objektive ist, wobei sich die von beiden
Objektiven 5, 6 entworfenen Bilder auf der ganzen Fläche 9 überdecken. Die Fläche
9 ist mit einer dünnen Schicht eines nachleuchtenden Stoffes überzogen und liegt
in der vorderen Brennebene eines zweilinsigen, hinter der Glasplatte io eingebauten
Okulars i i.
-
An das Gehäuse i ist ein zweites Gehäuse 12 angegossen, welches die
Form eines rechtwinklig gebogenen Rohres hat und an seinem Ende eine kastenförmige
Erweiterung 13 trägt. An das Strahlenvereinigungssystem 7, 8 ist ein Prisma 1.1
angekittet, welches seine unter 450 geneigte Fläche 15 der Glasplatte io zukehrt.
An der Fläche 15 ist wiederum ein gleichschenklig-rechtwinkliges Prisma 16 angekittet,
wobei die Kittfläche 15 halbdurchlässig versilbert ist. Diesem Prisma entspricht
ein gleiches Spiegelprisma 17 in der Biegung des Gehäuses 12. Zwischen beiden Prismen
16 und 17 ist ein sammelndes System 18 in das Gehäuse 12 eingesetzt. Die kastenförmige
Erweiterung 13 enthält zwei Schlittenführungen i9, 2o, deren jede mit einem rahmenförmigen
Schlitten 21 bzw. 22 ausgestattet ist. Die Schlitten 21; 22 enthalten planparallele
Glasplatten 23, 24. In den Schlitten 21, 22 sind Schraubenspindeln 25 bzw. 26 drehbar
gelagert, denen entsprechende Muttergewinde in den Wandungen der kastenförmigen
Gehäuseerweiterung 13 zugeordnet sind und die an ihren Enden Teilscheiben 27 bzw.
28 und Triebknöpfe 29 bzw. 30 tragen. Die auf den Teilscheiben 27, 28 angegebenen
Teilungen geben die zu den betreffenden Drehwinkeln gehörenden Längsverschiebungender
Spindeln 25, 26 an. Zu den Teilscheiben 27, 28 gehören Maßstäbe 31 bzw. 32, die
je eine grobe Längenteilung tragen und an den Wandungen der kastenartigen Gehäuseerweiterung
13 befestigt sind. Die einander zugekehrten Oberflächen der Glasplatten 23, 24.
haben einen nur sehr kleinen Abstand voneinander und tragen je eine Strichmarke
33 bzw. 3.4, die beide somit nahezu in einer Ebene liegen, welche zugleich die hintere
Brennebene eines zweilinsigen Okulars 35 ist. ' Soll beispielsweise mit dem Gerät
die Entfernung eines feuernden feindlichen Geschützes bei Nacht ermittelt werden,
dann richtet man die Lichteintrittsflächen der Prismen 2 und 3 so, daß sie ungefähr
dem Ziele zugekehrt sind, d. h. daß das Ziel unter der Voraussetzung genügender
Beleuchtung von den Objektiven 5 und 6 auf der Fläche 9 der Glasplatte io abgebildet
werden -würde. Im Augenblick des Abfeuerns des Geschützes wird am Ziel das Mündungsfeuer
sichtbar und bildet sich auf der Fläche 9, und zwar als zwei in einer Waagerechten
gelegene leuchtende Punkte, ab. Die vom Mündungsfeuer herrührenden Lichtstrahlen
erregen die entsprechenden Punkte der auf der Fläche 9 befindlichen Schicht, die
nunmehr für eine gewisse Zeit selbst nachleuchten. Das sammelnde System i8 bildet
die Fläche 9 unter zweimaliger Ablenkung der Abbildungsstrahlen ,an den spiegelnden
Flächen der Prismen 16 und 17 auf den einander zugekehrten Oberflächen der Glasplatten
223,24 ab, so daß die nachleuchtenden Punkte der Schicht mit Hilfe des Okulars 35
gleichfalls beobachtet werden können. Nunmehr dreht der Beobachter die Spindeln
25, 26 mit Hilfe der Triebknöpfe 29, 30 und verschiebt damit die Schlitten
21, 22 mit den Glasplatten :23,24 so lange, bis je einer der Striche 33, 34 sich
mit einem der Bilder der nachleuchtenden Punkte der Schicht im Gesichtsfelde des
Okulars 35 deckt. Damit ist der seitliche Abstand dieser beiden Bilder festgelegt,
der in Längenmaß als Summe der an den Maßstäben 31, 32 grob und auf den Teilscheiben
27, 28 fein angezeigten Werte abgelesen werden kann. Der erhaltene Wert wird alsdann
unter Berücksichtigung der Größe der Basis ,4 und des Abbildungsmaßstabes des Gerätes
in die gesuchte Entfernung des Zieles umgerechnet.
-
Das zweite Beispiel (Abb. 3 und 4.) zeigt eine gegenüber einem Teilkreise
36 mit einer Winkelteilung 37 drehbare Platte 38, welche den zur Teilung 37 gehörenden
Zeiger 39 und ein Lager 40 trägt, in welchem ein mit einem Objektiv 4.1 und einem
zweilinsigen Okular .42 ausgerüstetes Fernrohrgehäuse43 gelagert ist. In der hinteren
Brennebene des Objektivs 42 ist eine planparallele Glasplatte 44 eingebaut, auf
deren dem Objektiv zugekehrten Oberfläche .1 .5 eine Schicht aus nachleuchtendem
Stoffe und eine aus lotrechten Strichen bestehende Längenteilung .16 aufgetragen
ist.
Um mit dem Gerät die Richtung eines feuernden Geschützes, bezogen
auf eine beliebige bekannte Richtung, bei Nacht zu ermitteln, stellt man das Fernrohr
durch Drehen der Platte 3ä in die bekannte Richtung ein und richtet es dann ungefähr
nach dem Ziele. In beiden Lagen ist der Winkelwert der Richtungen mit Hilfe des
Zeigers 39 an der Teilung 37 abzulesen. Nunmehr beobachtet man am Okular 42 das
Aufblitzen des Geschützfeuers und bestimmt den seitlichen Abstand des durch das
Aufleuchten erregten Punktes der nachleuchtenden Schicht auf der Glasplatte 44 mit
Hilfe der Teilung 46 beispielsweise gegenüber dem durch den Schnittpunkt der optischen
Fernrohrachse mit der Schicht gelegten mittleren Teilstriche. Aus den abgelesenen
Größen und den Größenverhältnissen des Fernrohres läßt sich die gesuchte Richtung
unschwer bestimmen.