Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10511
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_349989.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=349989&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB349989A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 31 декабря 1929 г. № 39,908/29 349,989. Завершено: 12 сентября 1930 г., Завершено: 1
июня 1931 г.
Спецификация PRIO 1 Visional.
Усовершенствования в устройствах управления орудиями, в частности, в самолете VL; орудия.
W Ve,,Sn JA 1 r ES BLACKLOCI( IHENDERSON, D.bc, e i S, 3 Blackheathl Park, London, S.i 83, anid ARTHIUR
LIONEL PEI Itk M, of 2 i 3, xilrdler's lioad, London, W 14, both being british subjects, do do realy say the nature of this
invention is as following: Our invention relates to improvements in apparatus for, and methods of, controlling guns,
and more particular on the anti-avcraft guns, although it is also applicable to other types of ordenance.
В нашей параллельно рассматриваемой патентной заявке № 4838 от 1929 года (номер заявки 381896) мы уже
описали некоторые усовершенствования в той же области, и настоящее изобретение относится к дальнейшим
усовершенствованиям описанного в ней механизма, направленным на удешевление и упрощение
конструкции, а также на общее повышение эффективности механизма при поражении движущейся цели в
любом положении от горизонта до верхней зоны и через нее.
Хотя наше изобретение применимо к любому типу боеприпасов, мы опишем его применение в производстве
зенитного вооружения, поскольку связанные с этим проблемы являются наиболее сложными.
Вкратце, наше решение проблемы заключается в следующем: Прежде всего, мы получаем данные о текущем
положении цели относительно наблюдателя, и с помощью этих данных объединяем информацию о
траектории движения цели во время полета снаряда, получая таким образом данные о будущем или
прогнозируемом положении цели, на которую необходимо навести и направить орудие. Мы определяем
прогиб траектории, а также отклонение траектории из-за ветра, и сопоставляем эти отклонения, чтобы
определить положение, которое должна занимать ось Солнца.
Мы воплощаем это положение в настройках элемента, который мы называем идеальным орудием, и на его
основе определяем угловые настройки реального орудия на его валах или стрелах таким образом, чтобы оно
было параллельно направлению идеального орудия.
Для регистрации направлений в пространстве относительно наблюдателя, таких как текущая линия
визирования на цель, мы используем систему из трех координатных осей, скажем, OX, OY и OZ, из которых
OX и OY являются горизонтальными и взаимно перпендикулярными, а OZ — вертикальной, причем начало
координат O находится в точке C 555 у наблюдателя. Мы регистрируем направление любого вектора
относительно системы координат с помощью двух плоскостей, вращающихся вокруг двух осей OX и (которые
мы будем называть плоскостями наклона X и Y соответственно), которые мы наклоняем вокруг их
соответствующих осей на 60 градусов до тех пор, пока они не пересекутся вдоль требуемого вектора. Угловые
повороты плоскостей наклона X и Y относительно вертикали затем дают запись положения вектора.
Азимут осей OX и OY произвольно устанавливается по усмотрению операторов, которые могут направлять их
вокруг оси OX, но, особенно на борту судна, ими можно управлять с помощью компаса по основным или
другим фиксированным точкам, удобным для наблюдателя.
Мы предлагаем механизм выравнивания осей úX, OY и OZ для устранения влияния наклона пьедестала, на
котором установлены Sy 75, или корабля или платформы, на которой установлен пьедестал, а также
обеспечиваем, чтобы этот механизм выравнивания, устраняя влияние наклона пьедестала или платформы,
не изменял ось осей OX и OY, т.е.
Если опора наклоняется, азимут осей OX и OY после применения коррекции наклона остается таким же, каким
он был до наклона. Мы также обеспечиваем, чтобы до тех пор, пока наклон оси вращения опоры остается
постоянным, коррекция наклона сохраняется для любого угла вращения опоры.
В прицеле мы используем цапфы для представления осей OX и OY и элемент линии прицеливания, или
«прицельный рычаг», для представления направления линии прицеливания. Этот прицельный рычаг
управляется элементами, наклоняющимися вокруг осей OX и OY, а также цапфами для представления
плоскостей наклона X и Y. Механизм прицеливания устроен таким образом, что прицельный рычаг постоянно
направлен на цель и при этом измеряет и передает предсказателю угловое смещение этих элементов или
плоскостей относительно осей OX и OY соответственно.
Эти углы мы назовем углами X и Y, причем угол X — это угловое вращение плоскости X, вращающейся вокруг
оси OX, а угол Y — это вращение плоскости Y, вращающейся вокруг оси OY, причем оба угла измеряются
относительно вертикали.
Мы устанавливаем два телескопа, закрепленных на поворотном столе прицела, расположенных соосно и
направленных внутрь, к 0; их оси коллимации отклоняются отражателями, управляемыми прицельным
рычагом, так что при управлении телескопами на цели операторы фактически удерживают прицельный рычаг
направленным на цель и передают углы X и Y на предсказатель.
Для определения текущего положения цели нам необходимо знать, помимо углов X и Y, либо дальность, либо
высоту цели, которые определяются с помощью дальномера или высотомера соответственно. Когда цель
находится на малой высоте, дальность может быть более точным ориентиром, в то время как высота может
быть предпочтительнее в зоне над головой. Поэтому мы строим нашу механику таким образом, чтобы в
качестве фактора, определяющего положение цели, принимали либо дальность, либо высоту, но для целей
описания мы будем предполагать, что высота известна.
В программе прогнозирования мы получаем углы X и Y линии визирования, и на их основе, вместе с заданной
высотой (или дальностью, в зависимости от ситуации), мы определяем координаты x и y текущей целевой
позиции, то есть координаты этой позиции, спроецированные на горизонтальную плоскость XOY.
Целевая скорость и курс относительно воздуха устанавливаются на циферблате, определяемые либо путем
наблюдения, либо приблизительно. При установке этого циферблата кривошип перемещается по диску на
радиус, представляющий скорость, и в фазе — направление относительно осей X и Y курса цели
относительно воздуха. Затем этот вектор разлагается на компоненты вдоль осей OX и OY, и каждая
компонента передается на направляющую через рычажный механизм, точка опоры которого смещается
пропорционально времени полета снаряда (эта величина определяется по шкале барабана на
предсказательном устройстве), обеспечивая перемещение направляющих пропорционально x- и
y-компонентам траектории цели во время полета. Затем эти компоненты объединяются с двумя координатами
текущего положения цели, чтобы получить x- и y-координаты будущего или прогнозируемого положения цели.
Последние координаты затем объединяются для получения вектора, представляющего горизонтальную
проекцию на плоскость XOY линии визирования на будущее положение цели, определяющего компонент
горизонтальной дальности этого положения и его азимут относительно Измерение горизонтального диапазона
будущей целевой позиции по осям OX и OY используется для управления барабанными шкалами, с которых
получают данные о времени полета, а также другими барабанными шкалами, используемыми в процессе
прогнозирования, как будет показано далее.
Координаты будущего положения цели, определенные описанным выше способом, могут быть объединены с
высотой цели для определения будущего положения цели или для получения соответствующих углов X и Y,
которые будут определять будущую линию визирования как вектор в пространстве, если это необходимо для
каких-либо целей. Однако для целей артиллерийской стрельбы нам необходимо знать не положение будущей
линии визирования, а положение оси орудия, необходимое для попадания в цель в ее будущем положении, и
при определении этого мы должны учитывать провисание траектории и влияние ветра. В отсутствие ветра и
пренебрегая сносом, ось орудия пересекает вертикаль в будущем положении цели. Точка пересечения
находится выше цели и для удобства может быть названа «положением оси орудия», а ее высота, которую мы
называем «высотой орудия» или Hg, чтобы отличать ее от высоты цели H, определяется выражением Hg = R
tan ± R, где R — горизонтальная составляющая. Дальность определения будущего положения цели, где O —
угол возвышения орудия в квадранте при наведении на цель на дальности R и высоте H. Зная IR и 95 H, Jig
можно построить на барабанной шкале кривых как функцию R, причем кривые обозначены в терминах
различных значений HI, а барабан механически вращается на угол, пропорциональный R, с помощью уже
упомянутой векторной настройки R.
Поэтому для определения направления идеальной оси орудия мы используем такую шкалу, чтобы получить
правильное значение ртути, соответствующее ситуации, и таким образом в полной мере учесть провисание
траектории при t05.
В случае учета ветра, чтобы избежать громоздких и неточных поправок, которые необходимо делать для
учета влияния ветра на цель и снаряд, если кажущаяся скорость и курс цели применяются к предсказателю,
как это обычно делается, мы исходим из принципа, что после того, как снаряд покидает орудие, он становится
частью консервативной системы воздуха, снаряда и цели, движущейся со скоростью ветра. По этой причине
мы, как уже говорилось, устанавливаем курс и вектор скорости цели на предсказателе в терминах движения
цели относительно воздуха. Единственный эффект ветра, с которым нам приходится иметь дело, — это
эффект, производимый на снаряд, а не на цель, а именно гироскопическое отклонение траектории
относительно воздуха сразу после того, как снаряд покидает дуло орудия, причем это отклонение происходит
вдоль направления относительной скорости снаряда и воздуха. Чтобы учесть в предсказателе это отклонение
положения оси орудия, мы определяем W и y (I O ' ). 349 989 компонентов горизонтального перемещения на
высоте орудия Hg (т. е. высоте положения оси орудия), обусловленных этим угловым отклонением
траектории, т. е.
Компоненты горизонтального поперечного угла, образованного углом между осью орудия в отсутствие ветра и
направлением относительной скорости снаряда и воздуха на дульном срезе орудия в присутствии ветра,
точно определяются выражением Hg.
cosec A W/V, где W — скорость ветра, а V — начальная скорость оболочки. Для получения x- и y-компонентов
этой величины мы задаем вектор ветра, представляющий направление и скорость ветра относительно осей
OX и OY, и разлагаем этот вектор на компоненты вдоль OX и OY, комбинируя каждую из них с механизмом с
переменным рычагом, точку опоры которого мы регулируем пропорционально Hg cosec 9/V с помощью
третьей барабанной шкалы, несущей кривые, обозначенные в терминах H и вращающиеся пропорционально
R. Поскольку Hg=R.
tan qf, где V — константа; каждая кривая на барабане может быть расположена таким образом, чтобы дать
соответствующее значение Ha cosec ó /V для каждого значения R при заданном значении V, = 30 отдельных
барабанов, предназначенных для разных значений V.
Таким образом, мы получили координаты x и y текущего положения цели, а также компоненты v и y
траектории цели и поправки на ветер. С помощью дифференциальных направляющих мы алгебраически
складываем все координаты x и их компоненты, а также, отдельно, все координаты y и их компоненты,
получая результирующие компоненты W и y горизонтальной дальности положения оси орудия. Мы могли бы
объединить их с высотой Hg, чтобы получить направление оси орудия в виде двух углов X и Y, но поскольку
положение оси орудия, как правило, значительно отклоняется по азимуту от текущего положения цели, и
поскольку исходные оси OX и OY были выбраны в соответствии с текущим положением цели так, чтобы
текущая линия визирования попадала в зону действия механизма, управляющего линией визирования
телескопов, мы также считаем удобным ввести вторую систему координатных осей OWX', O'Y' и OWZ',
соответствующую орудию, причем OWZ', как и OZ, является вертикальной, а O'X' и O'Y' отклонены по азимуту.
относительно OX и OY под таким углом, который позволит с помощью механизма, аналогичного
используемому в прицеле, управлять элементом оси орудия, который мы называем «идеальным орудием»,
так чтобы оно было направлено на положение оси орудия.
Идеальный карданный подвес устанавливается в так называемом преобразовательном блоке,
предназначенном для преобразования углов в пространстве в углы наклона орудия.
Он состоит из рычага, универсально закрепленного на карданном подвесе с центром O', который является
точкой пересечения двух взаимно перпендикулярных и горизонтально стабилизированных цапф O'X' и O'Y',
представляющих две из второй системы координат O', упомянутой выше, и управляется в направлении двумя
элементами, представляющими плоскости наклона X' и Y', наклоняющиеся соответственно вокруг цапф O'X' и
O'Y'. Эти элементы плоскостей наклона управляются с помощью предиктора углами X' и Y', определяемыми
механизмом, который, за исключением того, что вместо H используется Hg, является обратным механизму,
используемому для преобразования углов X' и Y' и высоты H в координаты x и y текущего положения цели.
Таким образом, углы X' и Y' определяются предсказателем, и их применение к элементам наклонной
плоскости, управляющим идеальным стрелочным механизмом 85°, заставляет последний указывать прямо на
ось -un на высоте H1g.
«Макет орудия», представляющий собой механическую уменьшенную копию настоящего орудия, и его
карданный подвес конкретного типа расположены концентрично с идеальным орудием, то есть центры
карданных подвесов находятся в точках 01. Если теперь ствол макета орудия будет соосно повернут со
стволом идеального орудия, при этом карданные подвесы будут свободны, очевидно, что движения
карданных подвесов относительно друг друга и платформы, если они будут переданы настоящему орудию,
выровняют его параллельно идеальному орудию. Однако есть одно возражение против такого расположения,
а именно, что при фиксированной только оси ствола макета орудия существует множество положений,
которые могут занимать его карданные подвесы. Поскольку нам нужно только одно положение настоящего
орудия для каждого положения идеального орудия, то есть мы хотим единственного решения проблем, а не
множества альтернатив, даже если каждая из этих альтернатив приведет к... Желаемый результат –
наведение реального орудия на ось орудия. Поэтому требуется дополнительное ограничение для макета
орудия. 1. Мы можем ограничить наведение макета орудия таким образом, чтобы он всегда находился под
одним и тем же углом наведения относительно поворотного стола прицела, при котором координатные оси O,
O, X' и O, O'Y' соотносятся с осями OX и OY, или мы можем использовать метод, описанный в нашей
параллельно рассматриваемой патентной заявке №.
4838/29 в котором цапфы вертикального наклона макета орудия соединены аксиально с цапфами идеального
орудия таким образом, что они наклонены на угол X', или мы можем использовать любую другую подходящую
систему двойного ограничения макета орудия.
Если цапфы вертикального наклона ограничены, то любой наклон орудийной установки, как правило,
потребует корректировки, которая может быть обеспечена, как описано в нашей заявке на патент № 4838/29,
путем передачи данных с макета орудия на устройство прогнозирования. Наиболее подходящее решение,
скорее всего, будет зависеть от типа карданного подвеса, используемого в реальном орудии.
Азимут осей OX' и O'Y' фактически определяется в предикторе вектором, представляющим плоскость
идеальной оси орудия, и на малых высотах относительно положения оси орудия ось O'X 1 будет совпадать с
этим вектором, но в зоне поражения они, как правило, будут разными.
Рассматриваемый вектор в предикторе разлагается на прямоугольные компоненты с помощью механизма,
эквивалентного муфте Олдхема, а относительное трение скользящих и вращающихся пар механизма
определяет азимут направляющих, которые фиксируют положение осей O'X' и O'Y' относительно OX и OY.
Компоненты, полученные этим механизмом, объединяются с высотой орудия Hg для определения углов X' и
Y' с помощью механизма, идентичного тому, который фиксирует компоненты линии прицеливания от углов X и
Y и текущей высоты цели Ht, но работающего в обратном порядке. Определенные таким образом углы X' и Y1
передаются в блок преобразования для фиксации положения идеального орудия с помощью механизма,
аналогичного используемому в прицеле. Любое азимутальное отклонение между осями OX и O'X',
определенное предиктором, передается в блок преобразования или к самому орудию в качестве
тренировочного смещения.
Для передачи тренировочного сигнала требуется особое внимание. При использовании на борту кораблей
прицельная стойка обычно крепится к палубе, а блок преобразования размещается внутри нее, чтобы
избежать дублирования механизма коррекции наклона. Если блок преобразования наводится под углом
между OX и 0'X', то идеальное орудие всегда будет направлено в требуемое положение оси орудия, а макет
орудия будет показывать смещения своих карданных подвесок относительно друг друга и палубы корабля,
которые, если их передать указателям направления реального орудия, сделают его ось параллельной оси
идеального орудия. Затем прицельная стойка устанавливается на поворотном столе орудия, который мы
будем называть «башней», как это удобно в зенитных орудиях, используемых на автомобилях или танках, и
тренировочное движение башни исключается с поворотного стола прицела и с цапф OX и OY. В таком случае
мы можем аналогичным образом исключить это тренировочное движение и с блока преобразования в целом,
когда идеальное орудие всегда будет направлено в положение оси орудия, и действие будет идентично
случаю, когда Аппарат установлен на палубе корабля. Однако в таких случаях может быть проще отказаться
от идеи постоянно направлять идеальное орудие b на требуемое положение оси орудия, при условии, что оно
направлено таким образом, когда все указатели орудия выровнены. В этом случае идеальное орудие не будет
иметь никаких движений для выравнивания, кроме движения башни, и тренировочная передача XOX' будет
двигаться непосредственно от предсказателя к тренировочному указателю башни, а макет орудия и оси O'X' и
O'Y' не будут иметь свободы выравнивания относительно опоры орудия. Такая схема работает, если макет
орудия вращается вокруг оси идеального орудия и если вся коррекция поперечного выравнивания
обеспечивается движениями карданных подвесов орудия En, а не выравниванием.
Когда цапфы макета орудия соосны с цапфами идеального орудия, как описано в находящейся на
рассмотрении заявке № 4838/29, g 9, эти цапфы фиксируются в пространстве независимо от наклона башни, и
этот наклон, как правило, вызывает тренировочное смещение макета орудия относительно башни, и 95, если
это смещение применяется к тренировочному указателю башни, то тренируемая башня будет смещать
идеальное орудие по азимуту на равную величину. Башня, очевидно, должна быть 100 отрегулирована
посредством этого тренировочного смещения для правильного наведения реального орудия, но идеальное
орудие не должно участвовать в этом. По этой причине в находящейся на рассмотрении спецификации,
касающейся установки идеального орудия 105, оно может быть отрегулировано относительно башни и
приводится в движение двигателем для следования за тренировочным движением макета орудия
относительно башни.
Это тренировочное смещение передается на предиктора и добавляется к углу 110 XOX', а сумма передается
на указатель тренировочной башни, так что, когда башня тренируется, чтобы выровнять свои указатели,
орудие правильно устанавливается на ось орудия, и идеальное и макетное орудия также устанавливаются на
то же положение.
Как уже говорилось, в нашем предикторе мы используем дифференциальные направляющие для
суммирования всех координат и компонентов вдоль каждой из опорных осей, но конкретный метод, который
мы используем, содержит, как мы полагаем, новую особенность. Вместо того чтобы разлагать вектор
установки кривошипного пальца на компоненты вдоль двух основных диаметров кривошипного диска с
помощью 125 щелевых направляющих, перемещающихся вдоль этих диаметров, а затем соединять одну из
этих направляющих с третьей направляющей с помощью коромысла таким образом, чтобы два компонентных
смещения были в одном направлении, скажем, по обеим опорным осям, движения направляющих были тогда
правильно синхронизированы и представляли компоненты установки и перемещения кривошипного пальца,
увеличенные в соотношении 1:/2. Это увеличение может быть применено либо ко всем другим
коррелированным частям механизма, либо масштаб радиуса для установки кривошипного пальца может быть
уменьшен в соотношении 2:1. Механизм, путем исключения коромыслов или подобных устройств,
Преобразование вертикальных движений в горизонтальные значительно упрощается и облегчается, а
снижение трения делает его работу легче и надежнее.
Дата: 31 декабря 1929 года.
Чарльз Х. Берджесс, Краун Хаус, Олдвич, Западный округ 2, представитель заявителей.
В горизонтальном направлении мы получаем этот эффект непосредственно за счет специального
расположения направляющих. Если оси отсчета для установки кривошипного пальца, скажем, горизонтальные
и вертикальные, и мы хотим, чтобы обе наши направляющие перемещались горизонтально пропорционально
горизонтальным и вертикальным составляющим установки кривошипного пальца, мы располагаем обе
направляющие так, чтобы они перемещались вдоль горизонтального диаметра кривошипного диска, и
вставляем кривошипный палец в пазы двух направляющих, вырезанных под прямым углом друг к другу, но
под углом 45° к горизонтали. Перемещения направляющих тогда дают требуемые составляющие установки
кривошипного пальца, увеличенные в соотношении 1:/2, а также перемещения направляющих,
рассматриваемые как простые гармонические колебания, в 1/2 раза превышают перемещения кривошипного
пальца и также находятся в противофазе. Поэтому мы устанавливаем кривошипный палец в противофазе с
диаметрами диска, представляющими CO Mi. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в устройствах управления орудиями, особенно зенитными орудиями.
Мы, сэр Джеймс Блэклоу, II, доктор наук, проживающий по адресу: Блэкхит-парк, 38, Лондон, по адресу: S E 3,
и Артур Ли, II, Лондон, по адресу: Гирдлерс-роуд, 23, Западная 14, оба являющиеся подданными
Великобритании, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно
быть выполнено, что будет подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Наше изобретение относится к усовершенствованию устройств и методов управления орудиями, и, в
частности, к усовершенствованию механизмов типа, известного как предикторы, для определения кольцевых
перемещений, которые необходимо приложить к орудию, чтобы обеспечить его точное наведение на цель.
Таким образом, изобретение особенно применимо к зенитной артиллерии, но также применимо и к другим
видам артиллерийской стрельбы.
Изобретение представляет собой часть полной системы управления оружием, включающей прицельный блок,
устройство прогнозирования и блок преобразования, которые мы в общих чертах описали в нашем
предыдущем патенте № 331895, в котором мы подробно описали и заявили о патентоспособных новинках в
прицельном и блоке преобразования. Настоящее изобретение относится к той же системе, но более
конкретно к ее части, отвечающей за прогнозирование.
Хотя наше изобретение применимо к любому типу боеприпасов, мы опишем его в контексте зенитной
артиллерии, поскольку оно особенно приспособлено и разработано для решения сложных проблем,
возникающих в этой области артиллерии как на кораблях, так и на суше. Однако, прежде чем подробно
объяснить изобретение, необходимо кратко напомнить полную систему, частью которой оно является и
которую мы уже описали в общих чертах, а также подробно в отношении других ее частей в патенте №
331895.
Вкратце, наш новый метод решения задач определения требуемого направления зенитных орудий
заключается в следующем: Сначала мы получаем запись текущего положения цели относительно
наблюдателя, и с помощью этой записи объединяем данные о траектории цели во время полета снаряда,
получая таким образом запись будущего или прогнозируемого положения цели, в которую должен попасть
снаряд. Мы определяем провисание траектории и отклонение траектории из-за ветра и учитываем эти
отклонения для определения положения, которое должна занимать ось орудия. Затем мы воплощаем это
направление в настройках элемента, который мы называем «идеальным орудием», и на основе этого
выводим фактические настройки, которые должны быть применены к реальному орудию, чтобы оно было
направлено в том же направлении, что и идеальное орудие.
Для регистрации направлений в пространстве относительно наблюдателя, таких как текущая линия
визирования на цель, мы используем систему из трех координатных осей, OX, OY и OZ, из которых OX и OY
горизонтальны и взаимно перпендикулярны, а OZ вертикальна, причем начало координат O находится в точке
? _ 349,989 349; 989 наблюдатель Мы регистрируем направление любого вектора относительно этой системы
координат с помощью двух плоскостей, закрепленных на осях OX и OY, которые мы будем называть
соответственно плоскостями A и ', которые мы наклоняем вокруг их осей до тех пор, пока они не пересекутся
вдоль требуемого вектора.
Угловые повороты плоскостей X и Y относительно вертикали, или, как мы будем их называть, углы X и Y, дают
представление о направлении вектора. Азимут осей OX и OY произвольно устанавливается для удобства
операторов визирования, которые могут наводить их вокруг оси OX, но, особенно на борту судов, их можно
контролировать с помощью компаса относительно основных или других фиксированных точек, удобных для
наблюдателя.
Мы предлагаем механизм выравнивания двух цапф, представляющих оси OX и OY, для устранения влияния
наклона опоры, на которой они установлены, или судна или платформы, на которой установлена опора. Мы
также обеспечиваем, чтобы этот механизм выравнивания не изменял азимут осей, т.е. если опора
наклоняется, азимут осей OX и OY после применения коррекции наклона останется таким же, каким он был до
наклона. Мы также обеспечиваем, чтобы до тех пор, пока наклон оси ориентации опоры остается постоянным,
как на наземной установке, коррекция наклона сохраняла свою эффективность при любом угле ориентации
опоры, в то время как на судах, где наклон постоянно меняется, мы непрерывно изменяем коррекцию наклона
с помощью гироскопического управления.
В прицельном устройстве установлены выравнивающие цапфы, представляющие оси OX и OY, и с ними
используется карданный подвес, или «прицельный рычаг», для обозначения направления линии визирования.
Этот прицельный рычаг управляется двумя элементами, наклоняющимися вокруг цапф OX и OY, что
соответствует наклону плоскостей X и Y. Прицельный механизм устроен таким образом, что при наведении на
цель операторы направляют прицельный рычаг прямо на цель и, таким образом, передают на указатель углы
X и Y, измеренные наклоном элементов плоскостей X и Y вокруг их цапф OX и OY.
Для определения положения цели нам необходимо знать, помимо углов X и Y, либо дальность, либо высоту
цели, которые получаются соответственно с помощью дальномера или высотомера. Когда цель находится на
малой высоте, мы предпочитаем использовать дальность в качестве опорной точки, а на средней и большой
высоте более удобна высота цели. Наш предсказатель положения цели позволяет использовать как высоту,
так и дальность, но для предварительного объяснения системы мы рассмотрим случай, когда используется
высота, при этом цель находится на значительной угловой высоте.
В предикторе мы получаем углы X и Y линии визирования по передаче 70 от прицельного устройства, и на
основе этих данных, вместе с заданной высотой X, мы вычисляем соответственно координаты y и x текущего
положения цели, т.е. координаты этого положения 75, спроецированные на горизонтальную плоскость XOY,
где x = H tan Y и y = 1 H.
Целевая скорость и курс относительно воздуха устанавливаются на циферблате, определяемые либо
наблюдением, либо оценкой, и путем установки этого циферблата кривошип перемещается по диску на
радиус, представляющий скорость, и в фазе, представляющий направление относительно OY, движения цели
относительно воздуха. 85 Затем этот вектор разлагается на x и y компоненты, и каждая из них применяется к
отдельным направляющим через механизм умножения с переменным рычагом, точка опоры которого
смещается пропорционально времени полета снаряда, причем эта величина определяется по шкале
барабана в предсказателе, для создания перемещений направляющих, пропорциональных x и y компонентам
горизонтального перемещения цели в течение времени полета. Затем эти компоненты объединяются с
координатами текущего положения цели, чтобы получить координаты W и y будущего или прогнозируемого
положения цели относительно воздуха, и эти координаты объединяются для создания вектора,
представляющего компонент горизонтальной дальности будущего положения цели и ее азимут относительно
OX и OY.
Координаты будущей позиции цели 105 можно объединить с высотой цели H для определения этой позиции
или получения соответствующих углов X и Y, но для целей настройки орудия нас интересует не столько
будущая позиция цели 110, сколько направление оси орудия, необходимое для попадания в цель в этой
позиции, и при определении этого направления мы должны учитывать провисание траектории и влияние
ветра 115. В отсутствие ветра и пренебрегая сносом, создаваемая ось орудия пересекает вертикаль,
проходящую через будущую позицию цели. Точка пересечения находится выше цели и для удобства может
быть названа «положением оси орудия», а ее высота, которую мы будем называть «высотой орудия»,
обозначая ее символом Hg, чтобы отличать ее от высоты цели H, определяется выражением I Hg = R tan I, где
R — горизонтальная составляющая дальности будущей позиции цели, а θ — угол возвышения орудия в
квадранте. Зная R и I, Hg можно нанести на барабан. Масштаб кривых как функция R, при этом 130 349 989
кривых обозначены различными значениями hl, а барабан механически вращается на угол,
пропорциональный R, с помощью векторной настройки R, упомянутой выше. Поэтому для определения
направления идеальной оси орудия мы используем такой масштаб, чтобы получить значение Hg,
соответствующее ситуации, и таким образом в полной мере учесть просадку траектории.
В случае учета ветрового воздействия, чтобы избежать обычных поправок на влияние ветра как на снаряд,
так и на цель, мы исходим из принципа, что после выхода из орудия снаряд становится частью
консервативной системы снаряд, воздух и цель, движущейся вместе со скоростью ветра.
По этой причине мы, как уже говорилось, задаем курс и вектор скорости цели на предсказателе в терминах
движения цели относительно воздуха, и при этом не учитываем отклонение снаряда и цели по ветру.
Единственный эффект ветра, с которым нам остается иметь дело, — это эффект, воздействующий на снаряд,
а не на цель, а именно гироскопическое отклонение траектории сразу после того, как снаряд покидает дуло
орудия. Это отклонение происходит в направлении ветра относительно воздуха и вдоль направления
относительной скорости снаряда и воздуха. Чтобы учесть это отклонение траектории, мы определяем
горизонтальные x и y компоненты горизонтального отклонения траектории, образованного на высоте Hg углом
между осью орудия и направлением относительной скорости снаряда и воздуха на дульном срезе орудия. Для
этого бокового отклонения мы находим удобное выражение Hg cosec I W/V, вывод которого мы объясним
позже, где W — скорость ветра, а V — начальная скорость снаряда. Чтобы получить x и y компоненты этой
величины, мы задаем вектор ветра, представляющий направление и скорость ветра относительно OY, и
разлагаем его на x и y компоненты, комбинируя каждую из них с Механизм с переменным рычагом, точку
опоры которого мы регулируем пропорционально Hg cosec ó/V с помощью третьего барабанного масштаба,
несущего кривые этой величины, обозначенные в терминах H и вращающиеся пропорционально R. Поскольку
t 1 g =R tan q, а V является постоянной, каждую кривую на барабане можно расположить таким образом,
чтобы получить соответствующий диапазон значений Hg cosec ó/V для различных значений R и заданного
значения H; предусмотрены отдельные барабаны для -00 различных значений V. Когда само орудие
находится в движении, как на корабле, мы рассматриваем его линейное движение как дополнительную
составляющую относительного ветра. Скорость и курс корабля относительно t(OY) задаются в виде вектора и
разлагаются на компоненты ax и y, которые затем объединяются с компонентами x и y истинного ветра для
получения соответствующих компонентов относительного ветра, прежде чем быть объединенными с
рычажным механизмом Htg cosec ó/V 70. С помощью описанного выше механизма мы получили перемещения
направляющих, пропорциональные компонентам x и y или координатам (а) текущего положения цели. (b)
наведение на цель относительно воздуха, 75 и (c) горизонтальное отклонение положения оси орудия с учетом
ветра. С помощью простой системы дифференциальных направляющих мы суммируем все координаты и
компоненты a и, отдельно, все координаты и компоненты g 80 O, получая результирующие координаты x и y
отклоненного положения оси орудия. Мы могли бы объединить их с высотой Hig, чтобы получить направление
оси орудия в виде двух углов X и Y 85, но поскольку положение оси орудия может быть значительно
отклонено от текущего положения цели, и поскольку исходные оси OX и OY были расположены по азимуту
для удобства операторов прицела, эти оси могут быть неудобными осями отсчета для отклоненного орудия.
Поэтому мы считаем более удобным ввести второй набор координатных осей O'X', O'Y' и O'Z' для
соответствия орудию, причем OWZ' — вертикальная, а O'X' и O'Y' — горизонтальные и взаимно
Перпендикулярные оси O'X' и OY'y обычно совпадают с OX и OY, но могут смещаться по азимуту
относительно них в зависимости от обстоятельств момента, определяемых предсказателем, но во всех
случаях являются удобными осями отсчета для орудия. Затем мы используем механизм, аналогичный тому,
который используется в прицеле, для управления элементом оси орудия в блоке преобразования,
называемым «идеальным орудием», так чтобы оно указывало на положение оси орудия, определяемое
предсказателем. Его перемещения связаны с двумя цапфами 01 X' t 110 и O'Y', азимут которых определяется
исключительно предсказателем. Для управления перемещениями идеального орудия нам необходимо
определить в предсказателе не только азимут осей O'X' и O'Y', но и углы X' и Y' плоскостей, вращающихся
вокруг этих осей и повернутых относительно вертикали так, чтобы они пересекались вдоль направления
положения оси орудия. Для этой цели мы применяем векторную настройку. Полученные значения для
горизонтальной дальности 120 и азимута положения оси орудия относительно OX и OY относительно двух
других векторов или кривошипных пальцев, скользящих под прямым углом друг к другу на двух дисках,
которые могут одинаково вращаться вокруг своих центров 12 к. Смещения двух кривошипных пальцев затем
дают соответственно координаты x и y положения оси орудия относительно осей O'X 1 и O OY 1,
расположенных по азимуту относительно OX и OY под любым углом 320, на который диски могли быть
вынуждены качаться вокруг своих центров.
Вращение дисков передается на идеальное орудие в виде тренировочного перемещения; перемещения
кривошипных штифтов используются в предикторе для определения требуемых углов X' и Y1, которые
должны быть приложены к элементам, управляющим идеальным орудием. Кривошипы соединены с
механизмом, который создает линейные перемещения двух направляющих, пропорциональные
перемещениям кривошипных штифтов на соответствующих дисках, т.е. пропорциональные координатам
положения оси орудия.
Эти движения мы объединяем с движением ползунка, перпендикулярного им, который мы перемещаем на
расстояние, пропорциональное Hg, полученному от второй шкалы барабана, упомянутой выше, вращающейся
на угол, пропорциональный R, и несущей кривые Hg, обозначенные в единицах HI. Каждая пара ползунов
создает радиальную настройку на кривошипном штифте, который перемещает указатель на угол, тангенс
которого в одном случае равен x/'Hg, а в другом — y'/1lg, т.е. углам Y' и X' соответственно. Следящие
указатели передают эти углы в блок преобразования, где они применяются к управляющим элементам
идеального пистолета.
В блоке переоборудования установлен «макет орудия», представляющий собой механическую уменьшенную
копию настоящего орудия и его установки, расположенный концентрично с идеальным орудием, то есть
центры карданных подвесов обоих орудий находятся в точке O', и мы обеспечиваем коллинеарность оси
макета орудия или его параллельность оси идеального орудия с помощью механизмов следящих задвижек
соответствующего типа.
В тех случаях, когда реальные и макетные орудия имеют карданный подвес или более двух осей вращения,
мы ограничиваем одну из этих осей соответствующей осью карданного подвеса идеального орудия, чтобы
гарантировать, что любое заданное положение идеального орудия будет давать только одно возможное
положение макетного орудия. Перемещения макетного орудия и его оси вращения, очевидно, являются
настройками, которые необходимо применить к реальному орудию, чтобы направить его в положение оси
орудия, и поэтому мы передаем эти перемещения на приемные указатели на орудиях.
Выше приведено общее описание изобретенной нами системы контроля за оборотом оружия, которое служит
для объяснения нашего общего метода прогнозирования и роли, которую играет в этой системе
прогнозирующий субъект.
В патенте № 331 895 мы подробно описали и проиллюстрировали прицельные и конверсионные устройства, и
теперь мы опишем с иллюстрациями предсказатель «0», который является предметом настоящего
изобретения.
На рис. 1 представлена схематическая схема механизма прогнозирования, разработанная таким образом,
чтобы на одном чертеже были показаны все отдельные части. Все части показаны в рабочем отношении друг
к другу, что позволяет легче проследить работу механизма, чем в полной конструктивной схеме. Для
упрощения чертежа рама, на которой установлены части, и направляющие для различных салазок и т. д.,
опущены. Для пояснения системы, адаптированной для использования на борту судна, в правом нижнем углу
также приведена схематическая схематическая уменьшенная плановая модель направляющего прицела,
описанного в патенте № 331895, и гирокомпаса.
На рис. 2 представлена диаграмма, иллюстрирующая вывод величин Hg и Hg cosec 80 0 WIV.
На рис. 3 представлен разрез по оси «целевых» указателей 5 или 6 на рис. 1.
Рис. 4 представляет собой разрез по оси указателей орудия 137 или 138 на рис. 185. Рис. 5 представляет
собой разрез по оси циферблата высоты цели 19 на рис. 1.
Рис. 6 представляет собой сечение по оси циферблата диапазона 105 на рис. 1.
На рис. 7 представлен разрез по оси 90 коленчатых дисков 121 или 122, показанных на рис. 1.
Рис. 8 представляет собой разрез по оси тренировочного циферблата 135 на рис. 1.
На рис. 9 представлен разрез по оси циферблата 31, отображающего целевую скорость и курс, на рис. 95 1,
при этом циферблат 65, отображающий скорость и направление ветра, аналогичен.
Рис. 10 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую альтернативные способы получения величин Hg,
Hg cosec 0/V и времени пролета 100 с помощью автоматических кулачков вместо барабанов с ручным
управлением. На рисунке также показан альтернативный метод получения координат a' и y' положения оси
пушки 105. Рис. 11 показывает механизм, позволяющий исключить гибкий шнур 57 с рис. 1 для вращения шкал
барабана.
Рис. 12 представляет собой разрез по оси кривошипных дисков 258 и 259 на рис. 10, рис. 13 показывает
пантограф, а рис. 14 — механическое расположение направляющих, которое мы можем использовать в схеме
на рис. 11 вместо схемы, показанной на рис. 13. Рис. 15 показывает часть блока преобразования для
иллюстрации метода управления обучением идеального ружья от предиктора.
Прежде чем подробно рассмотреть рис. 1, следует пояснить, что для упрощения чертежа каркас и
направляющие, по которым перемещаются различные направляющие 7, 8, 32, 33 и т. д., были опущены.
Однако следует понимать, что все показанные направляющие 125 перемещаются по неподвижным
направляющим, которые допускают только продольное перемещение направляющих, за исключением
направляющей 111, которая перемещается по подвижной направляющей, что позволяет ей перемещаться как
продольно, так и параллельно самой себе.
Теперь обратимся к рис. 1. Углы Y и X передаются соответственно от прицельной стойки 153, как описано в
патенте № 331895, на два двигателя повторителя 1 и 2, которые приводят в движение зубчатые колеса 8 и 4,
несущие черные указатели 5 и 1. Указатели 5 и 6 расположены таким образом, чтобы следовать за
указателями 5 и 10 соответственно с помощью вертикальных пазов в направляющих 7 и 8, которые входят в
зацепление с кривошипными пальцами 9 и 11, скользящими соответственно в кривошипах с пазами 11 и 12
(11 показан на рис. 1), закрепленных на шпинделях белых указателей 5 и 6 и расположенных на одной линии с
этими указателями. Эти скользящие кривошипные пальцы также входят в зацепление с горизонтальными
Соседние файлы в папке патенты