Schiessziel
Die Erfindung betrifft ein Schiessziel mit elektroni scher Schlusslage-Ermittlung.
Schiessziele werden für sportliche und militärische
Zwecke verwendet. Verbreitet sind Schiessziele in 50 Meter- und 300-Meter-Schiessanlagen. Für militärische
Zwecke gibt es feste und bewegliche Schiessziele unterschiedlicher Grösse. Schiessziele für Fliegerschiessen oder für Artillerie-Beschuss haben bis zu einigen 100 Meter Länge und Breite. Schiessziele, welche hinter
Flugzeugen geschleppt werden, bewegen sich mit hoher
Geschwindigkeit. Die Ermittlung der Schusslage erfolgt bisher durch visuelle Beobachtung bei grossen und beweglichen Schiesszielen.
Für kleine ortsfeste Schiess ziele sind Einrichtungen vorgeschlagen worden, die eine elektrische Schusslage-Ermittlung erlauben. Bekannt sind elektrische Schiessziele, bei denen das Geschoss zwischen elektrisch leitenden Schichten während des
Druchschusses einen elektrischen Kontakt herstellt. Die
Schichten sind geometrisch so geformt, dass über Ab griffe auf elektrischem Wege eine Lokalisierung des Durchschusses nach Wert und Lage möglich ist. Nach teilig ist bei dieser Ausführung, Idass das Auflösungsvermögen gering ist und dass sie nur als ortsfestes und kleines Schiessziel geeignet ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Schiessziel mit elektronischer
Schusslage-Ermittlung zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Schiessziele vermeidet.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass das Schiessziel von einem mit akustischen Wandlern besetzten Messkreis umgeben ist, wo die vom Geschoss ausgehende Stosswelle in elektrische Impulse gewandelt wird, deren zeitliche Differenz der Schussiage-Ermittlung dient.
Nachfolgend, wird anhand von Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Schiesszieles erläutert. Es ist:
Fig. 1 die Klärung der physikalisch-mathematischen Zusammenhänge,
Fig. 2 zeigt als Beispiel ein 300-Meter-Schiessziel,
Fig. 3 einen Schnitt E-E zu Figur 2.
In Figur 1 ist 0 der Mittelpunkt eines Schiessziels und des Messkreises mit dem Durchmesser D. Auf dem Messkreis sind diametral die beiden akustischen Wand ler A und B. Ein Geschoss durchdringt in S dieses Schiessziel. Der Abstand OS ist R. R ist kleiner als D/2.
Die vom Geschoss ausgehende Stosswelle erreicht den akustischen Wandler A nach der Zeit t. Von da aus vergeht weiter die Zeit T bis die Stosswelle in B eintrifft.
Es herrscht im Schiessziel die Schallgeschwindigkeit c.
Es gelten folgende Beziehungen: 2.(R+ct) = D oder 2R+2ct = D und
Tc + 2 ct = D folglich 2R-Tc = o oder
R Tc
2
Wählt man nun eine Impulsfolgefrequenz, die 1/2 des nummerischen Wertes der im Schiessziel herrschenden Schallgeschwindigkeit beträgt, so ist die Zahl der während der Zeit T abgelaufenen Impulse gleich dem Zahlenwert von R, unter Wahrung der für c eingesetzten Dimension. Die weitere elektronische Schusswert-Ermittlung erfolgt in bekannter Weise so, dass die von den akustischen Wandern A und B gelieferten elektrischen Impulse Schwellwertschalter und Impulsformer durch laufen, um dann eine Torschaltung für die Impulsfolgefrequenz während der Zeit T zu öffnen.
Die durchgegangenen Impulse werden in einer Zählschaltung gezählt und zur Anzeige gebracht; sie entsprechen dem Zahlenwert R.
Die Figur 2 zeigt ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes. Es ist von aussen das bekannte 300-Meter
Schussziel mit Holzrahmen 1. Die Vorderseite zeigt das Zielbild 2 aufgezogen auf Textilgewebe. Die Rückseite 3 ist ebenfalls mit Textilgewebe bespannt. Innerhalb des Holzrahmens 1, zwischen Vorder- und Rückseite 2 und 3 ist ein 10-teiliger akustischer Wandler eingebaut.
Durch diese Massnahme wird jeder Seitenwind von den Wandlern abgehalten; eine Kompensation erübrigt sich.
Die Figur 3 zeigt einen Schnitt E-E der Figur 2. Der Aufbau der akustischen Wandler ist derart, dass sie durchschiessbar sind, ohne ihre Funktionsfähigkeit zu verlieren. Der Träger ist Innenleiter und besteht aus einer mit leitfähigem Russ gefüllte Weich-PVC-Platte 4 von 2 mm Dicke. Die Platte ist quadratisch entsprechend dem Holzrahmen und hat ein Loch vom Durchmesser D, welcher grösser ist als das Zielbild. Der Druchmesser D entspricht dem Messkreisdurchmesser D in Figur 1. Die Weich-PVC-Platte 4 ist mit einer 0,1 mm starken Hart-PVC-Folie 5 kaschiert, und zwar so, dass die Lochkarte der Platte 4 freibleibt; der Lochdurchmesser ist jedoch D minus 2 mm.
Auf der freien Lochkante der Weich-PVC-Platte 4, teilweise eingebettet von Hart-PVC-Folien, liegt eine mit Graphit imprägnierte Glasfaserschnur 6 von 2 mm Durchmesser.
Eine mit leitfähigem Russ gefüllte, 0,4 mm starke Weich-PVC-Folie 7 fixiert die Glasfaserschnur 6 und ist im Querschnitt U-Förmig mit der Hart-PVC-Folie 5 verklebt. Aus der Weich-PVC-Folie 7 werden radial 20 mm breite Streifen 8 alle 360 ausgeschnitten; so entstehen 10 gleiche Sektoren am Umfang. Die Streifen 8 sind mit isolierendem PVC ausgefüllt, welches mit Lösungsmittel verdünnt eingebracht wird. Die 10 Sektoren der leitfähigen Weich-PVC-Folie 7 sind mit breiten Streifen aus gleichem Material mit den am unteren Holzrahmenteil befindlichen elektrischen Anschlüssen elektrisch verbunden. Die Weich-PVC-Platte 4 erhält durch die Hart-PVC-Folie 5 hindurch einen elektrischen Anschluss, welcher auch an 9 zu liegen kommt. Es sind somit 10 lineare akustische Wandler entstanden, welche funktionsmässig den bekannten Kohlemikrophonen entsprechen.
Die Richtcharakteristik hat ihr Maximum in Richtung Schiesszielmitte; damit werden Störungen von Nachbar-Schiesszielen unterbunden. Die 10 akustischen Wandler arbeiten paarweise diametral zusammen wie in Figur 1 durch das akustische Wandlerpaar A und B dargelegt. Trifft ein Schuss das Schiessziel, so wird durch die Stosswelle ein akustischer Wandler beaufschlagt.
Dieser öffnet 1.) einen zu jedem akustischen Wandler gehörigen Markierer und sperrt die anderen, 2.) öffnet das mit den diametralgegenüber liegenden akustischen Wandler gemeinsame Tor für die Zeit T, 3.) sperrt die restlichen 4 Tore. Ein auf die Impulsfolgefrequenz c/2 einstellbarer Impulsgenerator gibt durch das während der Zeit T offene Tor eine dem Schusswert zahiengleiche Impulszahl, die von einer Zählschaltung ausgezählt und vom Festwert des Schiesszieis subtrahiert wird, da der nummerische Wert Null das Maximum ist. Der offene Markierer wird ebenfals ausgezählt und das Ergebnis zur Anzeige gebracht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein Schiessziel grosser Flächenausdehnung für den Beschuss durch schwere Waffen. Um den Scbiesszielmittelpunkt sind auf einem Messkreis mit 1000 Meter Durchmesser in gleichen Abständen akustische Wandler angebracht. Um die Eindeutigkeit zu wahren, ist der Messkreisdurchmes ser so gross gewählt, dass sicher alle Schüsse innerhalb dieses Messkreises liegen. Als akustische Wandler die nen kleine niederigempfindliche piezoelektrische Mikrophone. Die von der Geschossdetonation ausgehende
Stosswelle beaufschlagt diese akustischen Wandler. Je der akustische Wandleramplituden moduliert einen klei nen batteriebetriebenen Sender. Jeder der 6 Sender arbeitet auf einer anderen Frequenz und gibt über eine
Antenne die Signale an die in der Geschützstellung befindlichen Empfänger.
Da zwischen Geschützstellung und Schiessziel grosse Distanzen und Höhendifferenzen liegen, wird von jedem der 6 Sender laufend die örtliche Schallgeschwindig,lkeit als Impulsfolgefrequenz in Frequenzmodulation übertragen. Die akustischen Wandler sind nahezu punktförmig, ihre Zahl beträgt nur 6; dadurch ist die Schusslage-Ermittlung nicht sehr präzise.
Je näher der Schuss dem Schiesszielmittelpunkt liegt, um so genauer wird der Wert für R. Die weitere Schusslage
Ermittlung ab Empfängern entspricht den Beispielen wie unter figur 1 bis 3 beschrieben.
Für präzise Schusslagen-Ermittlung grossflächiger Schiessziele ist es erforderlich, den Vektor der Windtrift zu kompensieren. Das gleiche gilt für Schiessziele, welche durch Flugzeuge geschleppt werden.
Die Kompensation der Windtrift erfolgt dadurch, dass jedem Paar der akustischen Wandler ein akustisch rückgekoppelter Impulsgenerator zugeordnet ist. Die in der freien Luftströmung befindliche Rückkopplungs strecke liegt mit ihrer Längsrichtung parallel zur Verbindungslinie der akustischen Wandler.
Der Impulsgenerator liefert eine Impulsfolgefrequenz, welche die Resultierende aus Schallgeschwindigkeit und Luftströmungsgeschwindigkeit bezüglich der Wandler-Lage ist; gleichzeitig werden alle die Schallgeschwindigkeit bestimmenden Parameter berücksichtigt.
Die weitere Auswertung erfolgt wie vorbeschrieben.
Target
The invention relates to a target with electronic end position determination.
Shooting targets are for athletic and military
Purposes. Shooting targets in 50 meter and 300 meter shooting ranges are common. For military
There are fixed and movable targets of different sizes for purposes. Shooting targets for air shooting or for artillery fire are up to a few 100 meters in length and width. Shooting targets behind
Aircraft being towed move at high rates
Speed. Up until now, the shooting position has been determined by visual observation of large and moving targets.
For small, fixed shooting targets, devices have been proposed that allow electrical shot position determination. Electric shooting targets are known, in which the projectile between electrically conductive layers during the
Establishes electrical contact through it. The
Layers are geometrically shaped in such a way that it is possible to locate the penetration according to value and location by electrical means. The disadvantage of this design is that the resolution is low and that it is only suitable as a fixed and small target. The object of the present invention is a target with electronic
To create a shooting position determination that avoids the disadvantages of the known shooting targets.
According to the invention, this is achieved in that the target is surrounded by a measuring circuit equipped with acoustic transducers, where the shock wave emanating from the projectile is converted into electrical impulses whose time difference is used to determine the shooting position.
An exemplary embodiment of the target according to the invention is explained below with reference to drawings. It is:
Fig. 1 the clarification of the physical-mathematical relationships,
Fig. 2 shows as an example a 300-meter target,
FIG. 3 shows a section E-E to FIG. 2.
In Figure 1, 0 is the center point of a target and the measuring circle with the diameter D. The two acoustic transducers A and B are diametrically on the measuring circle. A projectile penetrates this target in S. The distance OS is R. R is smaller than D / 2.
The shock wave emanating from the projectile reaches the acoustic transducer A after time t. From there, the time T continues until the shock wave arrives in B.
The speed of sound in the target is c.
The following relationships apply: 2. (R + ct) = D or 2R + 2ct = D and
Tc + 2 ct = D consequently 2R-Tc = o or
R Tc
2
If one now chooses a pulse repetition frequency that is 1/2 of the numerical value of the speed of sound prevailing in the target, the number of impulses expired during time T is equal to the numerical value of R, while maintaining the dimension used for c. The further electronic shot value determination is carried out in a known manner such that the electrical impulses supplied by the acoustic wanderers A and B pass through the threshold value switch and pulse shaper in order to then open a gate circuit for the pulse repetition frequency during time T.
The pulses that have passed through are counted in a counting circuit and displayed; they correspond to the numerical value R.
FIG. 2 shows an example of the subject matter of the invention. From the outside it is the familiar 300-meter
Shot target with wooden frame 1. The front shows the target image 2 mounted on textile fabric. The back 3 is also covered with textile fabric. A 10-part acoustic transducer is built into the wooden frame 1, between the front and rear 2 and 3.
This measure prevents any cross wind from the transducers; no compensation is required.
FIG. 3 shows a section E-E of FIG. 2. The structure of the acoustic transducers is such that they can be shot through without losing their functionality. The carrier is the inner conductor and consists of a soft PVC plate 4, 2 mm thick, filled with conductive carbon black. The plate is square according to the wooden frame and has a hole of diameter D, which is larger than the target image. The diameter D corresponds to the measuring circle diameter D in FIG. 1. The soft PVC plate 4 is laminated with a 0.1 mm thick rigid PVC film 5 in such a way that the punch card of the plate 4 remains free; however, the hole diameter is D minus 2 mm.
A graphite-impregnated glass fiber cord 6 with a diameter of 2 mm lies on the free perforated edge of the soft PVC plate 4, partially embedded in hard PVC films.
A 0.4 mm thick soft PVC film 7 filled with conductive carbon black fixes the glass fiber cord 6 and is glued to the rigid PVC film 5 in a U-shape in cross section. Radially 20 mm wide strips 8 are cut out every 360 from the soft PVC film 7; this creates 10 equal sectors on the circumference. The strips 8 are filled with insulating PVC, which is introduced diluted with solvent. The 10 sectors of the conductive soft PVC film 7 are electrically connected to the electrical connections located on the lower wooden frame part with wide strips of the same material. The soft PVC plate 4 receives an electrical connection through the hard PVC film 5, which also comes to rest on 9. Thus 10 linear acoustic transducers have been created, which functionally correspond to the known carbon microphones.
The directional characteristic has its maximum in the direction of the target center; this prevents interference from neighboring targets. The 10 acoustic transducers work together in pairs diametrically as shown in FIG. 1 by the acoustic transducer pair A and B. If a shot hits the target, an acoustic transducer is acted upon by the shock wave.
This opens 1.) a marker belonging to each acoustic transducer and blocks the others, 2.) opens the gate shared with the diametrically opposite acoustic transducer for the time T, 3.) blocks the remaining 4 gates. A pulse generator adjustable to the pulse repetition frequency c / 2 gives a pulse number equal to the shot value through the gate open during time T, which is counted by a counting circuit and subtracted from the fixed value of the shooting target, since the numerical value zero is the maximum. The open marker is also counted and the result is displayed.
A further exemplary embodiment is a target with a large area for firing with heavy weapons. Acoustic transducers are attached to a measuring circle with a diameter of 1000 meters at equal intervals around the target center point. In order to maintain the uniqueness, the measuring circle diameter is chosen so large that all shots are safely within this measuring circle. The acoustic transducers are small, low-sensitivity piezoelectric microphones. The one emanating from the projectile detonation
A shock wave acts on these acoustic transducers. A small battery-operated transmitter modulates each acoustic transducer amplitude. Each of the 6 transmitters works on a different frequency and transmits via one
The antenna sends the signals to the receivers in the gun emplacement.
Since there are great distances and height differences between the gun position and the target, each of the 6 transmitters continuously transmits the local sound velocity as a pulse repetition frequency in frequency modulation. The acoustic transducers are almost punctiform, their number is only 6; as a result, the shot position determination is not very precise.
The closer the shot is to the center of the target, the more precise the value for R. The further shot position
Determination from recipients corresponds to the examples as described under Figures 1 to 3.
For precise determination of the shooting position of large-area shooting targets, it is necessary to compensate the vector of the wind drift. The same applies to targets that are towed by aircraft.
The wind drift is compensated for by assigning an acoustically fed back pulse generator to each pair of acoustic transducers. The feedback path located in the free air flow is parallel to the connecting line of the acoustic transducer with its longitudinal direction.
The pulse generator delivers a pulse repetition frequency which is the resultant of the speed of sound and the air flow speed with respect to the transducer position; at the same time, all parameters determining the speed of sound are taken into account.
The further evaluation takes place as described above.