AT113793B - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Bahnelemente nicht sichtbarer Luftfahrzeuge auf rein akustischer Grundlage. - Google Patents

Description

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    Verfa. hren und Vorrichtung zur Bestimmung   der Bahnelemente nicht sichtbarer Luft. fahrzeuge auf rein akustischer Grundlage. 



   Die Erfindung bezweckt die Bestimmung des augenblicklichen Ortes, der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit nicht sichtbarer Luftfahrzeuge als Schallquelle auf rein akustischer Grundlage, also ohne Zuhilfenahme von Scheinwerfern, Fernrohren oder andern optischen Instrumenten, unter der Voraussetzung eines   gleichförmigen,   geradlinigen und horizontalen Fluges. 



   Der gesuchte augenblickliche Ort einer bewegten Schallquelle ist infolge der endlichen Schall- 
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 naturgemäss ein ganz anderer, als jener Ort, in welchem sich die Schallquelle zur Zeit der Erregung jener Schallwellen befand, die im Zeitpunkte der Wahrnehmung in der   Horchstation   eintreffen, da sieh während der Zeit der Fortpflanzung der Schallwellen deren Erreger mit seiner sehr   beträchlichen   Eigengeschwindigkeit weiter bewegt hat.

   Die Richtung der in einer Horehstation eintreffenden   Schallstrahlen schliesst   demnach infolge dieser als Schallverzug bezeichneten Dauer der   Schallfortpflanzung   mit dem Vektor zum augenblicklichen Ort der Schallquelle, der praktisch mit dem   optischen Vektor zusammenfällt,   einen Winkel ein, der als akustische Parallaxe bezeichnet wird, und nicht nur von der Geschwindigkeit der Schallquelle, sondern auch von dem Höhenwinkel der einfallenden Schallstrahlen, von der Ent- 
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 entfernte, ein Basisdreieck im Gelände bildende Horchstationen, von denen eine als Zentralstation gewählt ist, mit geeigneten   Horchgcräten     (Richtungshörern)   ausgestattet sind, die es den Beobachtern ermöglichen,

   ihre akustische Hauptachse in die Richtung der ankommenden Schallstrahlen rasch und genau einzustellen und dabei so eingerichtet sind, dass nicht nur der Höhen-und der auf eine beliebige horizontale Nullrichtung bezogene Seitenwinkel der jeweilig gepeilten Schallrichtung abgelesen werden kann, sondern auch auf Grund stetig aufeinanderfolgender Schallrichtungspeilungen jene Ebene mechanisch eingestellt wird, die durch zwei aufeinanderfolgende Lagen der akustischen Hauptachse eines Richtungshörers gelegt werden kann, wobei die   räumliche   Lage dieser Sehallvektorebene sowohl durch ihren Neigungswinkel gegen den Horizont, als auch durch den Seitenwinkel ihrer horizontalen Spur gegen die gewählte Nullrichtung (z. B.

   Nordriehtung) als Kurswinkel festgelegt wird, worauf durch Übertragung der drei Neigungswinkel und des gemeinsamen Kurswinkels auf die entsprechenden Teilkreise einer in der Zentralstation befindlichen Vorrichtung, bei der das jeweilige Basisdreieck im Gelände durch drei in einem   kartenmassstäblirh     ähnlichem   Dreiecke eingestellte Drehpunkte nachgebildet ist, die metrische Höhe der Flugbahn durch den gemeinsamen Schnittpunkt dreier die Neigungen der Schallvektorebenen darstellenden Richtungsmarken mechanisch bestimmt werden kann.

   Aus dieser metrischen Höhe der Schallquelle und den durch den   Zentra1richtungshörer   ermittelten   Höhen-und Seitenwinkeln   
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 Horizontalprojektion des   akustischen   Ortes der Schallquelle bestimmt, so ergibt sich eine Projektion-   versehiebung   von e m, die einer gewissen   Sehallverzugsänderung     (A     6 t se/ ; ;.) entspricht.   Diese während der Messdauer auftretende Schallverzugsänderung ist in erster Linie davon abhängig, ob sich die Schallquelle der Horchstation nähert oder sich von dies. er entfernt.

   Eine einfache Überlegung zeigt, dass sich 
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Die Wirkungsweise dieses   Riehtungshörers   ist nun folgende :
Der   Seitenbeachter,   dessen Ohren an den inneren Öffnungen 2a i des Seitenhorchsystems 1-1'-2', 2 liegen, stellt beständig nach der jeweiligen Schallempfindung den Seitenwinkel des Schallvektors durch Verschwenken des Lagerrahmens 4 ein, der auf einer mit diesem fest verbundenen Kreisteilung 4 a mittels des an der Stativsäule befestigten Zeigers 6a abgelesen werden kann.

   Gleichzeitig stellt der Höhenbeachter, dessen Ohren an den inneren Öffnungen 11a des   Höhenhorchsystems     9-9'-10-10'-   
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 durch Verdrehen des mit Handgriffen versehenen Kettenrades 13'ein, welche Verdrehung nicht nur auf das Seitenhorchsystem, sondern auch auf den Zeichenstiftarm 15 übertragen wird. Dadurch verzeichnet der Zeichenstift auf der   Halbkugeloberfläche   bei geradliniger Bewegung der Schallquelle einen grössten Kreis, der den Schnitt der Sehallvektorebene mit der Kugel anzeigt.

   Verdreht nun ein dritter Bedienungsmann den Äquatorring 19 derartig, dass ein mit dem Gleitstein fest verbundenes, auf der Kugeloberfläche aufsitzendes Diopterfüssehen in die Richtung der aufgezeichneten Linie fällt, dann stellt sich der kardanisch gelagerte   Halbkreisbügel 21 in   die Sehallvektorebene ein, weshalb der auf der Vertikalkreisskala 22 abgelesene Winkel die Neigung der Schallvektorebene, der auf der Horizontalkreisteilung 19 
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 also den Kurswinkel der bewegten Schallquelle anzeigt. Neben diesen beiden Koordinaten der Schallvektorebene kann auch jederzeit der Höhenwinkel des akustischen Ortes auf der Skala 18 und dessen Seitenwinkel auf der Skala 19 abgelesen werden. 



   Erfindungsgemäss sind von drei im Gelände in einem beliebigen Dreieck verteilten Horchstationen   I,     II   und III (in Fig. 2 axonometriseh dargestellt) die Neigungswinkel   {2, ra   der Schallvektorebene der bewegten Schallquelle x und den gemeinsamen Kurswinkel K, deren   Bewegungsrichtung   gegen eine angenommene horizontale   Nullriehtung   zu bestimmen. Denkt man sieh diese drei parallelspurigen 
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 ist.

   Projiziert man auf diese letztere die Punkte II", III", so ergeben sich die Punkte (II),   (III),   welche die   Höhenunterschiede/   = 11", (II) und ha = 111"', (111) der beiden Nebenstationen in bezug auf die Zentralstation anzeigen. 
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 drehbar gelagert ist, auf der beiderseits eine Teilkreisscheibe 32, 32'drehungssicher aufsitzt und aussenseits je einen mittels der Kopfschraube 35 drehungssicher verspannbaren Kurbelarm 33,33'trägt. Jeder 
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 profil und trägt einen verschiebbaren Markenträger 36 (Fig. 6 und 7), zwecks Einstellung der Kurbeln nach den   Basisdreieckswinkel     Ts, < ps   in bezug auf die Nullmarke der Skalenscheibe 32 und hält je ein in der Nut verschiebbares Gleitprisma 37, das mit dem Hohlzapfen 38 mittels der Kopfschraube 39 verspannt werden kann.

   Das Gleitprisma 37 trägt eine Marke 37 a zwecks Einstellung des Hohlzapfenmittels von der Kurbellagerachse mittels der Radialskala 34a. Die Mittel Bund C der beiden nach Seitenwinkel   1'3 und   nach Lagerabstand entsprechend 1,   11'und     I,   111'festklemmbaren Hohlzapfen 38 verkörpern die beiden Nebenstationen   11'und   III' des horizontalen Basisdreieckes 1, II', Ill'gegen das der jeweilige Kurswinkel   K (Ablesung 19, 23, Fig. 1)   mittels des am Lagerboek 31 befestigten 
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 geschlitzter und senkrecht dazu in den Lagern 40,   47 geführten Schienen 42,   42'infolge des Eintrittes der Hohlzapfen 38 und mittels der Schubstange 43, 43' übertragen auf die Mittelpunkte 44, 44'zweier Halbkreisteilbogen 45, 45'.

   Diese Mittelpunkte können mittels der auf vertikalen Armen 43a, 43b der beiden Schubstangen geführten und festklemmbaren Lagerschlitten 44a, 44b entsprechend den Höhen- 

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 differenzen h2, h3 (Fig. 2) eingestellt werden. Die Horizontalentfernung dieser beiden Teilkreismittelpunkte von den Mittellinien der zugehörigen Schienenschlitze ist gleich gross und gleich der Entfernung 
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 Als Einstellmarke dient hier ein feiner Stahldraht 48x, der radial mit dem Mittelpunkt des betreffenden Teilkreises drehbar verbunden ist ;

   Auf der genuteten Grundplatte G, die zwei parallele Nuten zur Führung der-beiden vertikalen Schubstangenarme 42, 42'enthält, ist noch eine dritte parallele Nut zur Führung der verschiebbaren Säule 49 vorgesehen, auf der eine verdrehungssicher geführte Hülse 50 mittels eines 
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 mit welchem der gemeinsame Kreuzungspunkt der drei Markendrähte 48 durch Seitenverschiebung   der-Dioptersäule   49 und Höhenverstellung der Hülse 50 genau einvisiert werden kann.

   Zur Ablesung der eingestellten Höhe dieses Kreuzungspunktes als mechanische Abbildung des Schnittpunktes der Schallquellenbahn bx mit der zu ihr senkrechten durch die Zentralstation   1   gelegten Vertikalebene 1,   N",   III" dient eine an der Dioptersäule 49 vorgesehene Höhenskala, während als Höhenmarke der untere Rand der Hülse 50 verwendet werden kann. 



   Aus der so ermittelten Höhe H = aa'der Schallquellenbahn bx über dem Horizont der Zentralstation 1 und aus den von letzterer an der   Höhenwinkelablesung @ (Skala 18"-Zeiger 4b)   und an der Seitenwinkelabmessung    < ;   (Skala   4 e-Zeiger 6 a)   erhaltenen Angaben wird nun die Lage des Fusspunktes und die direkte Entfernung des akustischen Schallquellenortes durch folgende Einrichtung nach Fig. 8 bis 10 gefunden. 



   Um die Aehse 51 der durchsichtigen Zellonkreisscheibe 52 ist der   Höhenteilkreisquadrant     53 -   
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 winkels des akustischen Schallquellenortes auf der Kreisteilung 52 a eine Marke 55 a und trägt die Lager 55 b, 55 e einer Schraubenspindel 56 zur Radialverschiebung einer Schraubenmutter 57, die am Armbügel 55 drehungssieher geführt ist. -Diese Schraubenmutter dreht eine auf der Scheibe 52 anliegende Zeigerspitze 57a und ein-geschlitztes mit einer Höhenteilung versehenes Führungslineal 57 b, das ein Gleitprisma 58 mit einer   Höhenzeigermarkss,   in dem ein Doppelzapfen 59   mittels Flügelmutter 59 a eingespannt   ist.

   Auf dem Doppelzapfen ist ein Schlitten 60 drehbar gelagert, der in dem auf der Nabe der Scheibe 52 
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 am Schlitten 60 vorgesehenen Zeigermarke 60 a abgelesen werden kann. Die Einstellung des Höhenwinkels erfolgt durch Radialverschiebung der Schraubenmutter 57, also durch Verdrehung der auf der Schraubenspindel 56 befestigten Griffscheibe 56a, nachdem auf dem Höhenlineal 57b die ermittelte Höhe des Schallquellenortes durch Festklemmen des   Gleitstüc. kes 5S eingestellt   wurde. 



   ZwecksErmittlungderSchallverzugsänderungwährendeinergewähltenMessdaueristandemSchlitten 60 beiderseits von derZeigermarke 60 a je eine Zeitskala angebracht, der folgende Überlegung zugrundeliegt. 



   In Fig. 12 sei 1 die Zentralhorchstation, S0 der Schallquellenort zur Zeit der Absendung der Schallimpulse, Sox die horizontale Flugrichtung in einer beliebig geneigten Schallvektorebene, Eo die direkte Entfernung der sich der Horchstation nähernden Schallquelle in Metern,   v   die Geschwindigkeit 
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 ort zur Zeit der Schallwahrnehmung ist. Beginnt in diesem Augenblicke die Geschwindigkeitsmessung, so wird sich nach Ablauf der gewählten Messdauer von T sec die Schallquelle in S2 befinden, wobei 
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   sprünglichen   akustischen Schallquellenort So, jedoch um die Strecke e verschoben erscheint.

   Aus der Figur ergibt sich 
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 daraus folgt 
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 der Ablesemarke eine Längsteilung angebracht, die infolge ihrer radialen Lage direkte Entfernung- änderungen anzeigen würden, wenn sie nach Längeneinheiten skaliert wäre.

   Jeder Längeneinheit entspricht aber als Schallweg eine ganz bestimmte Schallzeit, so dass eine Längeneinteilung als Schallzeitteilung nach Sekunden skaliert die gesuchten   Schallzeitänderungen A t   anzeigt, wenn nach Einstellung von   ç   ;   a und H   zu Beginn der Messdauer an dem Radiallineal 61 nach der jeweiligen Länge der Zeigermarke   60a     ein Zeiehenstrieh Mb gemacht   wird, und zu Ende der Messdauer nach Neueinstellung von    K   und H die diesem Zeichenstrich entsprechende Zeit am Schlitten 60 abgelesen wird.

   Gleichzeitig kann durch Markierung der Zeichenspitze 57 a auf der Zellonscheibe 52, die während der Messdauer zurückgelegte zur Gesehwindigkeitsmessung erforderliche Schallquellenverschiebung e mittels eines Massstabes gemessen werden. 
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 richtung nach Fig. 13 dienen, die im Wesen aus einem rechten Winkel 62 in Verbindung mit einem bei 63 drehbaren Lineal 64 und einem Schieber 65 besteht. Der eine Schenkel 62 a dieses rechten Winkels trägt die Geschwindigkeitsskala, während am zweiten Schenkel   62b   eine Messzeitskala aufgetragen ist. 



  Dieser Sehenkel trägt auch das Lager 63 für ein verschwenkbares Lineal 64 und bildet gleichzeitig auch die Führung für einen Schieber 65, der die Skala   65 n der Sehallverzugsänderungen A < auf weist,   wobei der eine Skalenteil   + A t für   die Geschwindigkeitsmessung von sich nähernden, der andere Skalenteil-A t für die von sieh entfernenden Schallquellen bestimmt ist. Mit diesem Schieber ist ein rechter Winkel 66 starr verbunden, der in der Höhe des Nullpunktes der Skala 65a eine zu dieser senkrechte
Skala   66a,   der Messstrecken trägt. Die Verwendungsart dieser Vorrichtung ist nun sehr einfach : Wird z.

   B. die Messdauer für eine sich nähernde Schallquelle mit 8 sec. gewählt, und wird mit der Vorrichtung nach Fig. 8 bis 10 die   Schallverzugsdifferenz   + A t = 2 sec, der akustische Messweg der Schallquelle c = 600 met. ermittelt, dann wird der Schieber 65 mit dem Teilstrich + A t = 2 sec auf den Teilstrich T = 8 sec der Messzeitskala 62 b eingestellt, das Lineal 64 so verdreht, dass es auf der Skala 66a den Teilstrich e = 600 anschneidet, so schneidet es auf der Gesehwindigkeitsskala 62a den Teilstrich   v =   60   mfsec   an. Dieselbe Schiebereinstellung ergäbe sich auch für sich entfernende Schallquellen, z.

   B.   beidergewähltenMesszeit   T = 13 sec und einer ermittelten   Schallverzugsänderung A t   = 3 sec oder für senkrecht zur Sehallpeilung sich bewegende (um den Beobachter kreisende) Schallquellen, in welchem Falle naturgemäss der Schallverzug konstant ist, also t = 0, bei einer Messdauer T = 10 sec. 



   Wurde auf diese Weise die Geschwindigkeit v der Schallquelle ermittelt, dann kann auch der wahre (optische Ort der letzteren bestimmt werden, wozu sich zweckmässig eine Einrichtung nach Fig. 14 und 15 eignet, die an der Stativsäule des Richtungshörers der Zentralstation an Stelle der Einrichtung 16 bis 23 (Fig. 1) angeordnet ist. Die an der Säule 6 des Richtungshörerstatives befestigte Halbkugel 68 bildet an ihrem Äquator die Führung eines mit Handgriffen versehenen, azimutal verdrehbaren Ringes 69, der die beiden diametral angeordneten Lager 69a für die horizontalen Schildzapfen 70 eines Lagerrahmens 71 trägt. Letzterer ist mit einem halbkreisförmigen Bügel 71 a versehen, der in der Ebene der Schildzapfen einen bis knapp an diese heranreichenden Mittelsehlitz aufweist.

   In diesem Lagerrahmen 71 ist senkrecht zur Schildzapfenachse und zum   Bügelschlitz   die Achse 72 befestigt, um welche eine Gabel73 verschwenkbar gelagert ist. Diese trägt an ihrem unteren Ende einen Zeichenstift 74, dessen Spitze 
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 zweiter Ring   15   a drehbar gelagert ist. Letzterer ist am bogenförmigen Arm 15 (vgl. Fig. 1) befestigt, der auf der Achse 14 festsitzt. Letztere ist, wie schon aus Fig. 1 hervorgeht, im Anguss   4a   des Rahmens 4 gelagert. Im Rahmen 71 ist konzentrisch zur Achse 72 das Stirnradsegment 76 befestigt, das mit einem gleich grossen zweiten in der Gabel 73 um den Stirnzapfen 77 drehbar gelagerten Stirnradsegment 78 mittels eines ebenfalls in der Gabel um den Stirnzapfen 79 drehbar gelagerten Zwischenrad 80 in Eingriff steht.

   Durch diese Verzahnung wird bewirkt, dass trotz der Versehwenkung der Gabel um die Achse 72 jede auf der Scheibe des Rades 78 festgelegte Gerade in sich selbst parallel gerichtet bleibt. 



  Auf dieser Radscheibe 78 ist die Lagerung 81 einer horizontalen Schraube 82 befestigt, durch deren Verdrehung mittels der   Griffscheibe   83 die mit einem Zapfenlager versehene Schraubenmutter 85 ver- 

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 schoben werden kann. Diese Horizontalverschiebung des in das Zapfenlager eingreifenden Stirnzapfens 84, der an einer Hülse 87 befestigt ist, kann mittels der Marke 85 a nach einer am Schraubenlager 81 vorgesehenen Einerskala 81 a und nach der Bruchteilskala 83 a genau eingestellt werden. In der Hülse 87 
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 kreisbügels 71a geführt wird. Dieser Radialarm ? hat an seinem äusseren Ende einen Zapfen    & S  ',   der sich mittels des Gleitprismas 89 in dem Mittelschlitz eines zum Kugelmittelpunkt konzentrischen Quadrantenarmes 90 führt.

   Dieser ist um den Horizontalzapfen 91 verschwenkbar gelagert und letzterer in einem azimutal um die Stativsäule 6 drehbar gelagerten mit einem Handgriff versehenen Arm   ?   befestigt. Die Vertikalverdrehung des Armes 90 kann mittels der Kreisskala   90 a   und dem Zeiger 92 abgelesen werden, wie auch die Azimutalverdrehung des Armes 92 mittels des Zeigers 92b und der an 
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 gesehen, der sich mit einem am Quadrantenarm 90 vorgesehenen Markenstrich 90 genau deckt, wenn der Radialarm 88 genau vertikal steht. Bei jeder andern Lage des letzteren kann die Deckung der beiden Markenstriche durch eine geeignete Azimutalverdrehung des Armes 92 erzielt werden, da dabei durch die Schlitzführung auch eine Vertikalverdrehung des Armes 90 um den Zapfen 91 erzwungen wird. 



  An Stelle der Markenstriche können auch   Zeigerspitzen verwendet   werden, von denen die eine 88c am Radialarm, die zweite 90 e am Bügel 90 angeordnet ist. In diesem Falle ist die Erzielung der Spitzenkoinzidenz nicht zwangläufig, da die Sehlitzführung des Radialarmes 88 im Arm 90 entfallen kann, sondern es werden Spitzen durch Betätigung der beiden Handgriffe 90b und 92b zur Deckung gebracht. 



  Die Wirkungsweise dieser Vorrichtungen ist folgende :
Von den drei im Gelände in einem Basisdreieck verteilten Horchstationen, von denen eine als Zentralstation gewählt ist, wird die unsichtbare Schallquelle beständig mittels der Richtungshörer nach Fig. 1 bzw. 14, 15 in akustischer Peilung gehalten und in einem gewissen Zeitpunkte vor Beginn der Messdauer auf dem   Horizontalkreis 19   der Kurswinkel   7c,   auf dem Vertikalteilkreis 22 der Neigungswinkel v der Schallvektorebene abgelesen und nun in der Zentralstation ausgewertet, indem hier die metrische   Schallquellenhöhe   dadurch bestimmt wird, dass zunächst das Basisdreieck im Gelände kartenmassstäblich verkleinert wird durch die Vorrichtung laut Fig.

   3, mittels der die beiden radial 
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 geklemmt werden, dass ABC als Verkleinerung der Horizontalprojektion des Basisdreieeks   ähnlich   ist. Hierauf wird die Teilung der   Kurswinkelscheibe   32 oder 32'auf den gemeinsamen Kurswinkel K mittels der Zeiger   31 cl   eingestellt.

   Durch den Eingriff der beiden Hohlzapfen 38 (B und C) in die geschlitzten Querarme 42, 42a der beiden horizontalen Schubstangen   43,     43'werden   letztere samt den mit ihnen fest verbundenen Teilkreisen 45, 45'gegen den festen der Zentralstation 1 zugehörigen Kreis 46'   derartig verschoben, dass die horizontalen Mittelpunktsentfernungen   den zur Kursrichtung senkrechten 
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 mit Hilfe der Schieber 47 sinngemäss eingestellt, so kann durch das Diopter 50b die Höhe des gemeinsamen Kreuzungspunktes der Radialmarken 48 über dem Mittelpunkt 46 des   Zentralteilkreises 46'     ermittelt werden und liefert die metrische Höhe R des Schallquellenortes.

   Nunmehr erfolgt die Bestimmung   der Schallquellengeschwindigkeit auf Grund der vorhergehenden Ermittlung der während einer gewählten Messdauer T zurückgelegten Messstrecke e das akustischen Schallquellenortes und der zugeordneten   Schallverzugsänderung   A   t   mittels der Vorrichtung nach Fig. 8 bis 11, indem sowohl zu Beginn, als auch zu Ende der Messdauer T in der Zentralstation auf der Kreisskala 52 a mittels der Marke 55a der 
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 der Marke 61a eingestellt wird, letzteres nach Einstellung der metrischen Höhe H auf der Höhenskala des Schlitzarmes   57   undParallelverschiebung des letzteren mittels der   Griffscheibe 56 a ;

     dann ergibt sich die Verschiebung e des akustischen Schallquellenortes durch Abmessen der zwischen den Markierungen der Zeigerspitze 57a auf der Zellonscheibe 52 zu Beginn und zu Ende der Messdauer gelegenen Strecke. Gleichzeitig wird die   Schallverzugsänderung   A t auf der Skala des Schlittens 60-wie geschildertbestimmt und aus T, A t und e die Schallgeschwindigkeit mittels der Vorrichtung Fig. 13 mechanisch bestimmt. Die so bestimmte Schallquellengeschwindigkeit v wird in einem geeigneten   Massstabe   als Länge auf der Teilung 81 a-83a eingestellt, ohne die akustische Peilung zu unterbrechen.

   Nach dem 
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 wird die durch Kugelmittelpunkt, Zeichenspitze und Radialarmspitze (Marke) gelegte Ebene in die Sehallvektorebene verschwenkt, indem das am Zeichenstift in erstgenannter Ebene festgeklemmte Diopter mit der gezeichneten Linie durch Azimutalverdrehung des Ringes 69 zur Deckung gebracht wird. Dadurch wird bereits der durch Kugelmittelpunkt und   Radialarmspitze (Marke)   gelegte Richtung in die Richtung des augenblicklichen (optischen) Schallquellenortes gelenkt. Diese Richtung kann nun durch Deckung der Markenstriche   88 bund 90 d   bzw. der Zeigerspitze 88 c und 90 e entweder durch Ablesung des Höhenwinkels 90a, 92a und Seitenwinkels 92 b, 93 festgelegt, oder unmittelbar ohne Ablesung, mittels geeigneter Winkelübertragungsvorrichtungen auf sonstige Geräte (Scheinwerfer, Fernrohre, Treffpunkt- 
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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : EMI7.1 Grundlage, dadurch gekennzeichnet, dass von den drei in einem Basisdreieck (1, 11, 111) des Geländes verteilten Horchstationen mittels geeigneter Schallriehtungsanzeiger in drei Schallvektorebenen durch Ermittlung ihrer Neigungswinkel f'Yi, 2, gegen den Horizont und des Richtungswinkels ihrer parallelen horizontalen Spuren gegen eine horizontale Nullriehtung (Kursriehtungswinkel K) festgelegt werden, EMI7.2 mässiger Verkleinerung mechanisch durch ein Aehsendreieek (ABC) nachgebildet ist, die metrische Höhe der Schallquellenbahn über dem Horizont der Zentralstation gefunden wird, und aus dieser Höhe und dem von der Zentralstation (1) aus zu Anfang und Ende der Messdauer (T)

   akustisch gepeilten EMI7.3 sowie die Schallverzugsänderung (A t) während der Messdauer ermittelt und aus diesen beiden Werten und der Messdauer die Schallquellengesehwindigkeit bestimmt wird, worauf aus den so ermittelten EMI7.4 2.

   Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Zentralstation (1), dem akustisehen und dem wahren Sehallquellenort gebildete Dreieck verkleinert mechanisch dargestellt wird und in dieser Nachbildung die konstante Länge der die Zentralstation mit dem akustischen Schallquellenort verbindenden Dreieckseite der Schallgeschwindigkeit und die Länge der den akustischen mit dem wahren Schallquellenort verbindenden Dreieckseite der EMI7.5 station zum wahren Schallquellenort angibt (Fig. 1).

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden von der Zentralstation ausgehenden Seiten dieser Nachbildung um ihren Schnittpunkt als den Mittelpunkt einer Projektionskugel kardanisch gelagert sind, und die die Schallgeschwindigkeit darstellende Seite du] eh eine zwangs- EMI7.6 durch Horizontalhaltung die zweite Seite, deren Länge proportional zur Schallquellengeschwindigkeit ist, die Richtung der dritten Seite ergibt.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein kardaniseh zum Mittelpunkt (0) der Projektionskugel gelagerter Arm (91) eine Zeigerspitze trägt, die mit der den angeblichen (optischen) Schallquellenort anzeigenden Radialarmspitze durch Azimutalverdrehung und Vertikalverschwenkung des Armes in Deckung gehalten wird, wodurch die jeweiligen Höhen-und Seitenwinkel des räumlichen Deckungspunktes auf zweckmässig angeordneten Kreisteilungen und Zeigermarken abgelesen oder auch direkt durch geeignete elektromechanische Winkelübertragungsvorriehtungen auf weitere Geräte zur optischen Beobachtung oder zur mechanischen, die Geschossflugzeit berücksich- tigenden Treffpunktbestimmung übertragen werden können.

   5. Vorrichtung zur Ermittlung des Neigungswinkels der Schallvektorebene und des Richtungwinkels ihrer horizontalen Spur für das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhen- und Seitenverschwenkung eines Schallaufnahmesystems zwangläufig auf einen um den Mittelpunkt (0) einer Projektionskugelfläche kardanisch gelagerten Lenkarm (75) Übertragen wird, der mittels eines zur Kugelfläche radial stehenden, zur akustischen Achse des Schallaufnahmssystems parallel gerichteten Kupplungszapfens (16) eingreift, in den Führungsschlitz eines die Kugelfläche halbkreisförmig umfassenden,

   ebenfalls zum Kugelmittelpunkt kardanisch gelagerten Bügels (21), dessen Führungs- EMI7.7 Azimutalverdrehung erfährt, dass die von einem koaxial im Kupplungszapfen eingesetzten Zeichenstifte auf der Kugelfläche bei stetiger Einhaltung der Sehallrichtung verzeichnet Linie von dem Führungsschlitz des Bügels (21) überdeckt bzw. tangiert wird.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die azimutalen und vertikalen Verschwenkungen des halbkreisförmigen Führungsbügels (21) auf zweckmässig angeordneten Kreis- EMI7.8 projektion des Basisdreieckes im Gelände in verkleinertem Massstabe um eine mit einer Teilkreisscheibe (32) versehenen, in einem Lagerblock (31) drehbar gelagerte Kurbelachse A zwei mit radialen Schlitzführungen versehene Kurbelarme (33, 34) verdrehbar und festklemmbar gelagert sind, in deren Schlitzen parallelachsige Stirnzapfen (B, C) radial verschiebbar und festklemmbar angeordnet sind, wobei je ein Stirnzapfen in einen Querschlitz (42, 43) einer Zugstange (42 a, 43 a) eingreift,

   deren Längsverschiebung auf den der Höhe nach verstellbaren Mittelpunkt (44, 45) eines Höhenteilkreises (44 45a) übertragen wird, auf dessen Umfang ein Sehlitten (47) mit einem zum Mittelpunkt gespannten Faden (48) als Einstell- und Ablesemarke verschoben werden kann (Fig. 3 bis 7).

   <Desc/Clms Page number 8> EMI8.1 ist, so dass nach Einstellung der drei Neigungswinkel auf den zugeordneten Höhenteilkreisen und nach Einstellung des gemeinsamen Kursrichtungswinkels an der Kurbelkreisteilung (34) mittels einer am Kurbelachsenlager (31) befestigten Zeigermarke (31 a), die drei Radialfäden (48) einen Kreuzungpunkt als Projektion ihrer kürzesten Normalen auf die drei parallelen Teilkreisebenen aufweisen, dessen metrische Höhe über dem Horizont des der Zentralstation entsprechenden festen Höhenkreismittel- punktes zweckmässig mittels eines nach Höhe und Seite verschiebbaren Diopters (50b) durch Ablesung der Höhenverschiebung auf einer vorgesehenen Skala (49a) und Zeigermarke bestimmt werden kann.

   9. Vorrichtung zur Ermittlung der während einer gewählten Messdauer akustisch festgestellten Schallquellenversehiebung und Schallverzugsänderung für das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass um die Mittelachse (51) einer Seitenwinkelkreisteilscheibe (52) ein Höhenwinkelquadrant (53) nebst einem Radial1ineal (61) drehbar gelagert ist, wobei einer der beiden Quadranten- EMI8.2 versehenes Lineal (57b) enthält, in der ein zur Drehungsachse paralleler Zapfen (59) verschieb-und nach einer Höhenteilung feststellbar angeordnet ist, welcher Zapfen mittels eines Schlittens (60) in die Führungsnut des drehbar gelagerten, nach dem akustischen Höhenwinkel K am Quadranten (53)

   einstellbaren Radialarmes (61) eingreift (Fig. 8 bis 11).

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der im Radialarm (61) geführte Schlitten (60) eine Teilung trägt, die nach Schallzeiten skaliert ist, d. h. nach jenen Zeiten, die der Schall braucht, um die einem Teilstrich im gewählten Längenmassstab entsprechende Weglänge zurück- zulegen.

   11. Vorrichtung zur Ermittlung der Schallquellengeschwindigkeit für das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schenkel eines rechten Winkels eine Geschwindigkeitsskala (61a), der andere Schenkel eine Messzeitsskala (62b) trägt, in deren Nullstrich die Drehachse (63) eines Hypotenusenlineales (64) verlegt ist, während gleichzeitig am Zeitskalenschenkel als Schieber ein zweiter rechter Winkel geführt ist, dessen Schenkel ebenfalls Teilungen aufweist, u. zw.

   eine Schallverzugsskala (65a), deren Teilstriche mit denen der Messzeitskala zur Deckung gebracht werden kann, während die zweite, zur Geschwindigkeitsskala parallele Teilung (66a) zur Einstellung der Ablesekante des verdrehbaren Hypotenusenlineals auf die jeweilig während der gewählten Messzeit akustisch festgestellte Sehallquellenverschiebung dient (Fig. 13).

   12. Vorrichtung zur Bestimmung des Höhen- und Seitenwinkels des augenblicklichen Schall- quellenortes für das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass um den Mittelpunkt (0) einer Kugelschale (68) ein Zapfen (72) sowohl azimutal als auch vertikal verschwenkbar gelagert ist, um den zwei Radialarme (73, 88) verschwenkbar angeordnet sind, deren Markierspitzen in einer zur Zapfenachse senkrechten, durch den Kugelmittelpunkt geführten Ebene liegen, wobei diese Radialarme durch eine Lenkstange (82), deren Länge proportional der jeweiligen Schallquellengeschwindigkeit eingestellt und durch geeignete Mittel stetig horizontal gehalten wird, derart miteinander verbunden sind, dass diese Lenkstange einerseits in einem Zapfen (77) der Gabel (73)

   des eine Zeichenspitze tragenden Armes gelagert ist, anderseits mittels eines in einer Längsnut verschiebbaren und nach einer Längsteilung (Geschwindigkeitsskala) feststellbaren Stirnzapfen in einen am Radialarm (88) geführten Schieber (87) eingreift (Fig. 14, 15).

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalhaltung der die beiden Radialarme verbindenden Lenkstange (82) durch Zahnräder ('16, 80, 78) erfolgt.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein um den Mittelpunkt (0) EMI8.3 Zeigerspitze (9Oc) auf einer zweckmässig angeordneten Höhenkreisteilung (90 a) mittels der Zeigermarke (92) als auch der Seitenwinkel dieser Zeigerspitze auf einer Horizontalkreisskala (93) mittels der Zeigermarke (92b) abgelesen werden kann.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze des Radialarmes (88) in einen Umfangsschlitz des Gegenarmes (90) eingreift, so dass dessen Höhenverschwenkung EMI8.4