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Vorrichtung zur Bestimmung der Höhe eines Punktes über der Erde von diesem Punkte aus mittels Scheinwerfers und eines zur Beobachtung der reflektierten Strahlen dienenden optischen
Instrumentes.
Für die Landung von Flugzeugen bei Nacht benutzt man ausser den Landungssignalen, die fest oder transportabel zur ebenen Erde angebracht sind, am Flugzeug befestigte Scheinwerfer, die zum Ableuchten des Geländes dienen. Solche Scheinwerfer erleichtern das Landen auch auf unbekantem Gelände, der Führer ist aber noch darauf angewiesen, die jeweilige
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Beleuchtung des Erdbodens sehr unsicher ist. Für Tiefenmessung unter Wasser ist es ferner bekannt, mittels eines fest am Fahrzeug angebrachten Scheinwerfers je nach der Tiefe eine Verschiebung des erzeugten Lichtfleckes auf dem Meeresgrunde zu bewirken.
Der Erfindungsgegenstand soll im besonderen dem Flugzeugführer ermöglichen, dass er, ohne au ; Schätzungen angewiesen zu sein, auch im fremden Gelände die jeweilige Höhe über dem Erdboden an einer Vorrichtung ablesen kann, bzw. so, wie er in eine bestimmte Höhenlage gelangt, dies erkennt. Auf Grund dieser Beobachtung kann er richtig landen bzw. wasser.
In Fig. i der Zeichnung ist die Einrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt. An der unteren Seite eines Flugzeuges ist in dem Rumpf desselben der Parabolscheinwerfer A eingebaut, welcher einen Lichtkegel mit geringer Streuung in bestimmtem Winkel, beispielsweise schräg nach unten vor das Flugzeug wirft. Vor dem Führersitz C ist ein Beobachtungsspiegel B angebracht, dessen spiegelnde Fläche einen bestimmten Winkel mit der Sichtlinie vom Führersitz aus bildet.
Bei der in der Abbildung dargestellten Anordnung ist z. B. die Einstellung des Scheinwerfers A und des Beobachtungsspiegels B so getroffen, dass das erste Aufleuchten des Gesichtsfeldes im Spiegel in dem Augenblick beginnt, wenn die Propellermitte sich in einer Höhe a über dem Erdboden befindet. Zu diesem Zeitpunkte beleuchtet der Lichtkegel des Scheinwerfers A die in der relativen Stellung 11 zum Flugzeug befindliche Erdober- fläche an der Stelle F, die in dem Sichtwinkel des Spiegels B liegt und somit vom Flugzeugführer im Beobachtungsspiegel B gesehen wird.
Befindet sich die Erdoberfläche tiefer unter dem Flugzeug, z. B. in der relativen Stellung 1, so beleuchtet der Lichtkegel die Stelle E, die von dem Führer in dem Spiegel nicht wahrgenommen werden kann, da dieselbe ausserhalb des Gesichtswinkels im Spiegel liegt.
Das Aufleuchten des Gesichtsfeldes im Spiegel ist demnach für den Führer das Zeichen, dass sich sein Flugzeug in einer bestimmten, vorher durch Einstellung von Scheinwerfer und Spiegel festgesetzten Höhe über der Landungsstelle befindet.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung die Anwendung eines Planspiegels B ; hierbei ist das Gesichtsfeld durch die Grösse des Spiegels begrenzt. Die Abbildung lässt erkennen, dass der Lichtflecke beim Auftreffen in F und G und in allen dazwischen liegenden Lagen von der Beobachtungsstelle C aus gesehen wird. Bei der Lage des Lichtfleckes in E fallen die vom Spiegel reflektierten Strahlen in Richtung 3 und sind daher für den Beobachter nicht mehr sichtbar.
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Wird zur Beobachtung ein Konvexspiegel benutzt, der dem Führer ein verkleinertes Bild der betrachteten Erdoberfläche zeigt, so kann in weiteren Grenzen ein Wandern des Lichtfleckes im Spiegel, entsprechend der Veränderung der Höhe des Flugzeuges über dem Erdboden, beobachtet werden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird durch den Konvexspiegel B der Lichtflecken bei seinem Auftreffen in F in Sichtlinie 1, beim Auftreffen in G in Sichtlinie 2 und bei E in Richtung 3 reflektiert, demnach in allen Lagen zwischen F und E für den Beobachter erkennbar. Durch Anbringen einer Visiereinrichtung vor dem Beobachtungspiegel wird dem Führer hierbei die jeweilige Lage des Flugzeuges und der für die Landung günstigste Augenblick erkenntlich.
Bei Anwendung eines Konkanpiegels kann die Beobachtung auch mittels Fernrohres und Fadenkreuzes statt des Visiers, oder auf einer Mattscheibe erfolgen. In Fig. 4 ist der Strahlengang mit Sammelspiegel B und Mattscheibe 111 dargestellt. Das vom Hohlspiegel B in F aufgenommene Bild des Lichtfleckes wird auf der Mattscheibe Af in F abgebildet- ebenso das Bild G in < und E in EI. Der Beobachter in C sieht demnach (bei Ver, änderung der Höhenlage des Flugzeuges) auf der Mattscheibe ein Wandern des verkleinert abgebildeten Lichtfleckes.
Das Bild des Lichtfleckes auf der Mattscheibe behält auch bei veränderter Lage auf der Mattscheibe annähernd die gleiche Grösse, da die durch die
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der Erdoberfläche durch die gleichzeitig stattfindende Verlängerung des Strahlenwegs bis zur Mattscheibe ausgeglichen wird.
Als weiterer Vorteil bei dieser Anordnung kann der Umstand angesprochen werden, dass mit abnehmender Höhe der Weg wächst, den der abgebildete LichtHecken auf der Mattscheibe zurücklegt. Eine auf der Mattscheibe angebrachte Skalenteilung, welche die absolute Höhe des Flugzeuges direkt ablesen lässt, weist demnach in den unteren Werten die für die Landung wichtige Bedingung bedeutend grösserer Genauigkeit als in ihren oberen Werten auf. Durch das Zwischenschalten einer Mattscheibe zwischen Führer und Beobachtungspiegel wird gleichzeitig ein Blenden des Führers durch die plötzlich auftretenden Lichteindrücke vermieden.
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Der Hohlspiegel B ist in das zylindrische wasserdichte Gehäuse K eingebaut, welches unten zur Hälfte durch eine Klarglasplatte/verschlossen ist.
Die Mattscheibe M, welche
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abgebildet. Der durch die Schraube 0 verstelbare Hilfsspiegel L befindet sich in einem kastenförmigen Ansatz P, der durch die Klarglasplatte N verschlossen ist, so dass das Spiegelbild der Mattscheibe M hierdurch betrachtet werden kann. Der Beobachtungsapparat wird mittels der Befestigungsschelle S an passender Stelle am Flugzeug so befestigt, dass die Achse des Sammelspiegels und die Achse des Scheinwerferstrahles annähernd in einer Vertikalebene des Flugzeuges liegen, wobei der Neigungswinkel
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bestimmt.
An Stelle eines Sammelspiegels kann auch eine Sammellinse derart angewendet werden, dass in gleicher Weise wie mit dem Sammelspiegel ein reelles Bilde der Erdoberfläche und des auf derselben wandernden Lichtfleckes, beispielsweise auf einer Mattscheibe, beobachtet
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die Beobachtungsscheibe treffen.
Fig. 6 zeigt als Ausführungsbeispiel die Anwendung der Linse B und Mattscheibe D vor dem Führersitz beim Einbau in den Rumpf des Flugzeuges, um jeden Luftwiderstand durch den Beobachtungsapparat zu vermeiden. Bei dieser Anordnung kann die Öffnung im Boden des Flugzeuges entsprechend dem Linsendurchmesser kleiner sein, als bei Anwendung eines Beobachtungsspiegel für den gleichen Zweck.
Das auf der Mattscheibe entstehende verkleinerte Bild des Lichtfleckes kann von dem Führer direkt betrachtet werden, wobei gegebenenfalls auf einer entsprechenden Skala die jeweilige Höhenlage des Flugzeuges abgelesen werden kann.
Bei Anbringung der Linse und Beobachtungsscheibe an anderer Stelle im Flugzeug kann mit Hilfsspiegeln die Beobachtungsscheibe dem Führer sichtbar gemacht werden.
Fig. 8 zeigt die Einrichtung gemäss Fig. 6 im grösseren Massstabe im Schnitt und Fig. 7 dieselbe in der Aufsicht. B ist die Sammellinse. D die Beobachtungsscheibe mit der Skala H und K das Gehäuse, welches die Sammellinse mit der Mattscheibe vereinigt.
Da der Abstand zwischen der Sammellinse B (siehe Fig. 6) und dem Lichtflecke E bzw. F, der vom Scheinwerfer A auf dem Erdboden 1 bzw. 11 gebildet wird, je nach
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kennzeichnet, dass ein Beobachtungsspiegel, Plan-, Konvex-oder Konkavspiegels vor oder in der Nähe des Führersitzes und ein Scheinwerfer nach unten gerichtet am Flugzeug so angebracht sind, dass die vom Scheinwerfer beleuchtete Stelle des Geländes im Spiegel direkt beobachtet werden kann.
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Device for determining the height of a point above the earth from this point by means of searchlights and an optical device used to observe the reflected rays
Instrument.
For landing aircraft at night, in addition to the landing signals, which are fixed or transportable to the ground, headlights attached to the aircraft are used to illuminate the terrain. Such headlights make landing easier even on unfamiliar terrain, but the guide is still dependent on the respective
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Illumination of the ground is very unsafe. For depth measurement under water, it is also known to effect a shift of the generated light spot on the sea floor by means of a headlight fixedly attached to the vehicle, depending on the depth.
The subject of the invention is intended in particular to enable the pilot, without au; To be instructed to make estimates, to be able to read the respective height above the ground on a device even in unfamiliar terrain, or to recognize this as he gets to a certain altitude. On the basis of this observation he can land or water correctly.
In Fig. I of the drawing, the device according to the invention is shown schematically. On the lower side of an aircraft, the parabolic headlight A is installed in the fuselage of the same, which throws a light cone with little scattering at a certain angle, for example obliquely downwards in front of the aircraft. In front of the driver's seat C an observation mirror B is attached, the reflective surface of which forms a certain angle with the line of sight from the driver's seat.
In the arrangement shown in the figure, for. B. the setting of the headlight A and the observation mirror B made so that the first illumination of the field of view in the mirror begins at the moment when the propeller center is at a height a above the ground. At this point in time, the light cone of the headlight A illuminates the surface of the earth located in the position 11 relative to the aircraft at the point F, which is in the viewing angle of the mirror B and is thus seen in the observation mirror B by the pilot.
Is the surface of the earth deeper below the aircraft, e.g. B. in the relative position 1, the light cone illuminates the point E, which cannot be perceived by the guide in the mirror, since the same is outside the angle of vision in the mirror.
The lighting up of the field of vision in the mirror is therefore a sign for the pilot that his aircraft is at a certain height above the landing site, which has been previously set by setting the headlights and mirrors.
Fig. 2 shows a schematic representation of the use of a plane mirror B; here the field of view is limited by the size of the mirror. The figure shows that the light spot is seen from observation point C when it hits in F and G and in all positions in between. With the position of the light spot in E, the rays reflected by the mirror fall in direction 3 and are therefore no longer visible to the observer.
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If a convex mirror is used for observation, which shows the guide a reduced image of the observed surface of the earth, a wandering of the light spot in the mirror, corresponding to the change in the height of the aircraft above the ground, can be observed within wider limits. As can be seen from Fig. 3, the convex mirror B reflects the light spot when it hits F in line of sight 1, when it hits G in line of sight 2 and at E in direction 3, thus recognizable to the observer in all positions between F and E. . By attaching a sighting device in front of the observation mirror, the driver can see the current position of the aircraft and the most favorable moment for landing.
When using a concave mirror, observation can also be carried out using a telescope and crosshairs instead of the sight, or on a ground glass. 4 shows the beam path with a collecting mirror B and a ground glass screen 111. The image of the light spot recorded by the concave mirror B in F is reproduced on the focusing screen Af in F - as is the image G in <and E in EI. The observer in C therefore sees (when the altitude of the aircraft changes) on the screen the light spot depicted in a reduced size is moving.
The image of the light spot on the ground glass retains almost the same size even if the position on the ground glass is changed, since the
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the earth's surface is compensated by the simultaneous extension of the beam path to the ground glass.
Another advantage of this arrangement is the fact that with decreasing height, the path that the pictured light hedge covers on the ground glass increases. A graduated scale on the ground glass, which allows the absolute height of the aircraft to be read off directly, accordingly has the condition that is important for landing in the lower values, which is significantly more accurate than in the upper values. By interposing a screen between the guide and the observation mirror, the driver is prevented from being dazzled by the sudden light impressions.
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The concave mirror B is built into the cylindrical waterproof housing K, which is half closed at the bottom by a clear glass plate /.
The ground glass M, which
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pictured. The auxiliary mirror L, which can be adjusted by the screw 0, is located in a box-shaped projection P which is closed by the clear glass plate N so that the mirror image of the ground glass M can be viewed through it. The observation apparatus is fastened by means of the fastening clip S at a suitable point on the aircraft such that the axis of the collecting mirror and the axis of the headlight beam lie approximately in a vertical plane of the aircraft, the angle of inclination
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certainly.
Instead of a collecting mirror, a collecting lens can also be used in such a way that, in the same way as with the collecting mirror, a real image of the earth's surface and the light spot moving on it, for example on a ground glass, is observed
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hit the observation disc.
FIG. 6 shows, as an exemplary embodiment, the use of lens B and ground glass D in front of the driver's seat during installation in the fuselage of the aircraft in order to avoid any air resistance from the observation apparatus. With this arrangement, the opening in the floor of the aircraft can be smaller according to the lens diameter than when using an observation mirror for the same purpose.
The reduced image of the light spot produced on the screen can be viewed directly by the driver, and the respective altitude of the aircraft can be read on a corresponding scale, if necessary.
If the lens and observation disc are attached elsewhere in the aircraft, the observation disc can be made visible to the driver using auxiliary mirrors.
FIG. 8 shows the device according to FIG. 6 on a larger scale in section and FIG. 7 shows the same in plan view. B is the converging lens. D the observation disc with the scale H and K the housing which unites the converging lens with the ground glass.
Since the distance between the converging lens B (see Fig. 6) and the light spot E or F, which is formed by the headlight A on the ground 1 or 11, depending on
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indicates that an observation mirror, plane, convex or concave mirror in front of or near the driver's seat and a headlight pointing downwards are attached to the aircraft in such a way that the area of the area illuminated by the headlight can be observed directly in the mirror.