DE299617C - - Google Patents

Description

Vorrichtungen zum Messen und Registrieren der direkten Entfernungen fester und beweglicher Objekte mit z\vei Beobachterstellen sind bekannt. Bei diesen Vorrichtungen geht die Beobachtungsebene durch die jeweiligen Sichtlinien der angewandten Fernrohre oder deren Parallelen und durch die stets horizontale Basislinie, die die bekannten Beziehungen zwischen Linien und ihren einschließenden

ίο Winkeln ergeben. Diese nach dem planimetrischen Prinzip gebauten Vorrichtungen sind jedoch nicht allein beschränkt in ihren Resultaten, sondern sie sind auch meistens nur in beschränktem Maße anwendbar, da die Grundbedingung für dieselben, nämlich, daß die beiden Beobachter in gleicher Höhe stehen müssen, um ein sicheres und richtiges Resultat zu geben, in den meisten Fällen der Geländeschwierigkeiten wegen nicht zu erhalten ist. Deshalb werden durch solche Vorrichtungen nur die direkten Entfernungen ermittelt.

Für die Jetztzeit, in welcher es sich besonders um die Beobachtung beweglicher Objekte, z.B. der Flugzeuge, der Ballone u. dgl., handelt, sind diese Resultate zweifellos ungenügend, da es nicht allein auf die Ermittelung der direkten Entfernungen bis zu den Objekten ankommt, sondern zur näheren Be-Stimmung von Gegenständen der bezeichneten Art auch noch auf die Ermittelung der Höhe, der Flugrichtung und der Fluggeschwindigkeit, um durch deren unmittelbar ablesbare Erkennung die Schutzmittel, z. B. Geschütze, als Abwehr solcher Objekte augenblicklich einstellen zu können.

Es sind auch -Vorrichtungen bekannt, die gleichfalls auf dem planimetrischen Prinzip aufgebaut sind, welche bei der direkten Entfernung auch die Höhe ermitteln lassen. Es soll hierbei die Bestimmungsebene aus der Horizontalebene heraustreten können, woraus sich ergebe, daß "z.B. die Höhe eines Objektes über dem Meeresspiegel festzustellen sei. Hierbei ist jedoch zu bemerken, daß eine derartige Höhenbestimmung nur in Ablehnung an die bereits gefundene direkte Entfernung stattfinden kann, weil eben die Ermittelung ebenfalls planimetrisch ist. Es ergeben sich in diesem Falle zwei Aufgaben, die aber nacheinander zu lösen sind, d. h. zuerst die Ermittelung der direkten Entfernung und alsdann die der Höhe, da letztere ohne die erstere nicht zu bestimmen ist.

Diesen bekannten Vorrichtungen gegenüber nimmt der Flugzeug- und Ballonortsbestimmer nebst Geschwindigkeitsmesser gemäß der Erfindung eine fortschrittliche Stellung ein. Er fußt in der Bauart und den aufzufindenden Resultaten auf dem stereometrischen Prinzip. Dadurch ergibt sich schon der Vorteil, daß die beiden Beobachter, entgegen den bekannten Vorrichtungen, nicht auf gleicher Höhe zu stehen brauchen, was bei diesen Vorrichtungen, wie schon bemerkt wurde, eine Bedingung ist, der wegen des unterschiedlichen Geländes in den meisten Fällen nicht Genüge geleistet werden kann oder nur durch Aus- ·.

führung von Anlagen unter beträchtlichen Kosten- und namentlich Zeitverlusten.

Zugleich ergibt sich bei dem Gegenstande der Anmeldung der Vorteil, daß die Höhe und die direkte Entfernung, z. B. eines Flugzeuges, zu gleicher Zeit und auf Grund einer einzigen Winkeleinstellung sofort ablesbar sind. Bei den bekannten Vorrichtungen, wobei die Höhe nicht ohne die vorhergehende

ίο Ermittelung der direkten Entfernung des Objektes gefunden werden kann und deshalb zwei Aufgaben nacheinander zu lösen sind, sind schon zwei Winkeleinstellungen für die Ermittelung der direkten Entfernung allein notwendig. Es kommt dies daher, daß, wie erwähnt, bei der Bestimmung der Entfernung durch diese bekannten Vorrichtungen die Bedingung zugrunde liegt, daß die beiden Beobachter auf gleicher Höhe stehen, während die ..Bestimmung der Höhe stets in einer vertikalen Ebene geschieht, wobei jedoch die vorhin ermittelte Entfernung zur Grundlage zu nehmen ist.

Der Gegenstand der Erfindung ergibt die Resultate, die sofort in Ziffern ablesbar sind, unmittelbar im Anschlüsse an die Basislinie allein und deshalb auch beide Resultate, das ist die direkte Entfernung und die Hohe gleichzeitig. Ebenso auch die weiteren Resultate, die bei Flugzeugen u. dgl. in Betracht kommen, das sind die horizontale Entfernung, die Flugrichtung und die Fluggeschwindigkeit.

Die Vorrichtung besteht in ihren Hauptteilen aus einem Theodoliten a, der als Visierinstrument bei derartigen Messungen gebraucht wird, mit einem Kompaß und einer Dosenlibelle, , einer Schiene oder einem Lineal b, einer durchsichtigen, um eine Seitenachse g drehbaren Scheibe d aus Glas oder ähnlichem Material und aus einem Karton mit einer Einteilung oder an dessen Stelle einem Meßtisch oder einer ähnlichen Unterlage c mit solcher Einteilung.

Die Basislinie für die beiden Beobachter, welche bei solchen Messungen vorhanden sind, vertritt hierbei das Lineal oder die Schiene b. Sollte es für den zweiten Beobachter, den Hilfsbeobachter, nicht möglich sein, des Geländes wegen in ■ der Horizontallinie des Lineals Aufstellung zu nehmen, so kann trotzdem die Vorrichtung in dieser Lage ruhen, sofern dieser Hilfsbeobachter in der vertikalen Richtungsebene des Lineals b steht, da es nämlich für den Hauptbeobachter auf den Azimut in bezug auf die Linealrichtung des Hilfsbeobachters ankommt. Das Lineal oder die Schiene b.besitzt eine Teilung-, auf welcher beliebige Strecken, etwa bis 4 oder 5 km, in verkleinertem Maßstabe eingestellt werden können. In dem Nullpunkte der Linealoder Schienenteilung ist die senkrechte Achse des Theodoliten α dreh- und einstellbar eingesetzt. Dieser dient zur Anvisierung z. B. eines Flugzeuges und läßt bekanntlich den entsprechenden Höhenwinkel bestimmen als

! mich den Winkel, den die vertikale Projektionsebene der Visierlinie mit einer bestimm- " ten Himmelsrichtung bildet. Zu diesem Zweck ist unter dem Teilrade e, d. h. in der senkrechten Theodolitenachse, das Lineal b in

■ dein Nullpunkte seiner Einteilung angebracht, wodurch die Einstellung des Theodoliten ver- · mittels eines Triebes geschehen kann. Auf dem anderen Ende des Lineals b ist für be- 75" stimmte Teilstrecken durch eine Marke /' an einer vertikalen Achse g eine durchsichtige

! Scheibe d dreh- und einstellbar. Ihre genaue

^; Einstellung gegen das Objekt, Flugzeug o. dgl. erfolgt durch das Teilkreiszahnrad h mittels des Triebes i. Die Verschiebung des Zahnrades//, der Achse g mit der Scheibe d auf dem Lineal b erfolgt durch die Gleitung k, die sich in ihm führt und feststellbar ist. Die Scheibe d besitzt Teilungen m in ihrer wagerechten Richtung, die in gleichen Abständen zueinander stehen und die mit den Teilungen cles Lineals übereinstimmen. Diese Teilungen der Scheibe sind von unten auf mit Zahlen markiert, ebenso auch diejenigen des Lineals von der Theodolitenachse angefangen. Das Zahnrad //■ kann gegen eine Drehung durch einen Schnepper / festgestellt werden.

Ist nun z.B. in einem Abstande von 4km

^! auf dem in der gedachten Himmelsrichtung horizontal gelegten Lineal b die vertikale Achse g errichtet, um welche die durchsichtige Scheibe d vermittels des Mikrometergetriebes li, i drehbar ist, so läßt sich diese Scheibe gegen das Lineal b der Vorrichtung unter dem gleichen Winkel einstellen, unter dem der Hilfsbeobachter, der in der angenommenen Entfernung von 4 km in der Richtung- des .Lineals b ebenfalls das Flugzeug beobachtet, an dem horizontalen Teilkreis seines Tlieodo-Ütcn das Flugzeug anvisiert.

Wie schon erwähnt, befindet sich auf dem Karton' oder Meßtisch c, auf welchem der

! Apparat steht, eine Teilung in Form von kon-

! zentrischen Kreisen mit der vertikalen Theodolitenachse als Mittelpunkt. Diese konzentrischen Kreise sind in denselben Ab-

: ständen zueinander angelegt wie die Teillinien der durchsichtigen Scheibe d bzw. der

: Einteilungen des Lineals/;. Außerdem sind die konzentrischen Kreise von radialen Strahlen durchzogen, so daß z. B. 360 Grade entstehen.

Ist nun die Vorrichtung so eingestellt, daß beispielsweise die unterste Linie der durchsichtigen Scheibe d (die Nullinie) in der

j Ebene der horizontalen Fernrohrachse liegt,

so gibt die PiOJektionslinie des Punktes, in welchem die nach dem Flugzeuge "gerichtete Visierlinie des Fernrohres α die Scheibe (/ trifft, gerechnet von diesem Punkte bis zur Nullinie der Scheibe, die Höhe des Flugzeuges an, die an der Markierung der Scheibe ziffernmäßig erkannt wird. Die Entfernung vom Mittelpunkte der konzentrischen Kreise, die ebenfalls numeriert sind, und in welchem

ίο Mittelpunkt die senkrechte Theodolitenachse steht, bis zu dem Punkte, wo die vorher genannte Projektionslinie den Meßtisch beziehungsweise den aufgelegten mit Kreisen und Strahlen versehenen Karton trifft, gibt unmittelbar die horizontale Entfernung des Flugzeuges an. Es sei hier noch bemerkt, daß zu jeder Markierung des Punktes, wo die Projektionslinie den Meßtisch bzw. den Karton trifft, an der Scheibe d ein Bleistift η

so vorhanden ist, der verschiebbar an der Scheibe jeden Punkt der Projektionslinie auf dieser Unterlage angibt. Ebenso ist am Theodoliten in der Projektionsebene, d. i. der Meßtisch. oder der Karton, der Zeiger 0 angebracht.

Die Scheibe ei wird an ihrer freien Seite durch ein Röllchen p unterstützt, das bei ihrer Drehung auf der Unterlage c über diese rollt.

Denkt man sich nun das rechtwinklige

Dreieck, das gebildet wird i. aus der Projektionslinie auf der Scheibe d von der Nulllinie an bis zum Sichtpunkte des Flugzeuges, und 2. aus der horizontalen Linie, d. i. die horizontale Entfernung des Flugzeuges, gemessen auf dem vorhin gekennzeichneten Radius der konzentrischen Kreise, von dem senkrechten Drehpunkte des Theodoliten bis ; zum Markierungspunkte des Bleistiftes, und 3. gebildet aus der Visierlinie als Hypotenuse, ■■ von der Fernrohrsicht bis zum Sichtpunkte des Flugzeuges in der Scheibe; denkt man sich also dieses Dreieck auf dem Meßtisch bzw. auf dem Karton derart umgelegt, daß der radiale Strahl seine Lage als Grundlinie beibehält, so muß notwendig die Visierlinie, hier Hypotenuse, mit einem anderen Strahl auf dem Meßtisch oder dem Karton zusammenfallen, und bilden diese beiden Strahlen alsdann einen Winkel, der dem Höhenwinkel gleich ist. Liest man nun auf dem Meßtisch oder dem Karton an der Spitze I des Dreiecks, das durch die ehemalige Projektionslinie und die Visierlinie gebildet wird, die Zahl des konzentrischen Ringes dieser Stelle ab, so hat man auch die direkte Entfernung, d. i. die Schußweite des Flugzeuges, gefunden.

Macht man bei der ersten Beobachtung des Flugzeuges im Projektionspunkt auf dem Meßtisch oder Karton mittels des Bleistifts η .?ine Marke und nach einem bestimmten Zeitintervall, etwa einer Minute, und nach vorher- !

gehender neuer Einstellung der durchsichtigen Scheibe d wiederum mit dem Bleistifte im Projektionspunkt auf dem Meßtisch oder Karton eine Marke, so kann man mittels eines Lineals, das.dieselbe Teilung wie das Lineal b ~ bzw/ die Scheibe d bzw. der Meßtisch oder Karton c besitzt,: die Entfernung der beiden Punkte sofort ablesen, und rechnet man dieses Maß auf eine Sekunde um, so hat man die Geschwindigkeit des Flugzeuges in dieser Zeit. .

Die Richtung der Verbindungslinie dieser beiden Punkte gibt durch Vergleichung mit dem Kompaß des Theodoliten die Flugrichtung des Flugzeuges an. Die senkrechte Linie vom ersten Projektionspunkt bis zum Strahl durch den zweiten Projektionspunkt wird in derselben Weise, also durch Messung mit dem gleichgeteilten Lineal, die Geschwindigkeit des Flugzeuges senkrecht zur Schußlinie angeben, die etwa ein Geschütz sofort nach der zweiten Ablesung zum Be-. schießen des Flugzeuges einzustellen hat. Ferner gibt die Entfernung von der zweiten Projektionsmarke bis zu dem Punkte, wo die erwähnte Senkrechte den Strahl des zweiten Punktes trifft, die Geschwindigkeit des Flugzeuges in der Schußlinie an.

Diese Resultate zu wissen, ist für die Ver- go folgung von Flugzeugen deshalb vorteilhaft, um der Bedienungsmannschaft des Geschützes für etwaigen Zeitverlust noch Korrekturen angeben zu können.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche :

   I. Vorrichtung zum Bestimmen und Messen der Höhen, der Entfernungen und der Geschwindigkeiten von Luftfahrzeugen mittels zweier Beobachterstellen, gekennzeichnet durch folgende Einrichtung: Ein mit gleicher Einteilung versehenes Lineal dient als Basislinie und liegt mit seinem Nullpunkt in der Mittellinie auf dem Mittelpunkte einer Unterlage, z. B. eines Meßtisches, eines Kartons usw., die um diesen Mittelpunkt konzentrische Kreise in gleichen Abständen \vie die Teilungen des Lineals und von diesem Punkte ausgehende Strahlen mit gleichen Drehwinkeln besitzt. Auf dem Lineal einstellbar ist eine verschiebbare, durchsichtige Scheibe aus Glas o. dgl. mit wagerechten Teilungen in Abständen wie diejenigen des Lineals und der Unterlage, so daß, wenn die durchsichtige Scheibe nach dem übermittelten Azimut eingestellt und das Ziel durch die Scheibe hindurch von dem in dem Mittelpunkt der Unterlage stehenden Visierinstrument gesichtet wird, sich durch die Proj ekticjnslinie

   dieses Sichtpunktes bis zur Nullinie auf der Scheibe die Höhe des Flugzeuges und zugleich auf der Unterlage aus der Projektion der Visierlinie die horizontale Entfernung ergibt. Wird hingegen das Dreieck,gebildet aus der gefundenen Höhe, der horizontalen Entfernung und der A^isierlinie bis zum Sichtpunkt in der Scheibe, so umgelegt, daß der radiale Strahl seine Lage beibehält, dann ergibt sich die direkte Entfernung des Flugzeuges.
2. 2. Verfahren zur Ermittelung der Geschwindigkeit und Flugrichtung¹ von Luftfahrzeugen mittels der Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einstellung der durchsichtigen Scheibe und nach der ersten Anvisierung des Flugzeuges der Projektionspunkt auf der Unterlage durch den Markierstift bezeichnet und nach nochmaliger Einstellung der durchsichtigen Scheibe gegen das vorgerückte Flugzeug durch sein zweites Anvisieren in einem bestimmten Zeitintervall eine zweite Markiermarke auf der Unterlage aufgetragen wird, deren Verbindungslinie die horizontale Flugbahn wiedergibt.

   Hierzu ι Blntt Zeichnungen.