Vorrichtung zur Einstellung einer gewünschten Nursriehtung von Luftfahrzeugen bei Wind. Die Erfindung bezweckt die mechanische Bestimmung jenes Winkels, welchen die Längsachse eines Luftfahrzeuges gegen die Kompassweisung einschliessen muss, um bei beliebiger Windrichtung und Windstärke eine gewünschte Kursrichtung einstellen und einhalten zu können.
Dieser Zweck wird erfindungsgemäss da durch erreicht, .dass in einem Skalenring, der in einer Grundplatte drehbar und feststell bar gelagert ist, eine 'konzentrische, mit einer Kreisteilung als Abtriftskala versehene Scheibe drehbar und feststellbar gelagert ist, die mit einem radialen Schlitz versehen ist,
neben dem eine Längsteilung als Eigen- geschwindigkeitsskala vorgesehen ist und in welchem ein Gleitstück mit einer Zeiger marke zur Einstellung der Eigengeschwin digkeit und einer Kreisteilung zur Ablesung der relativen Windrichtung verschiebbar an geordnet ist, welches Gleitstück einen zur - Scheibe senkrechten Zapfen für .ein darüber drehbar angeordnetes, mit einer Längsteilung als Windgeschwindigkeitsskala versehenes Lineal trägt,
das bei Verdrehung .der Schlitzscheibe gegen die Grundplatte durch Mittel parallel zu sich selbst gehalten wird, während zur Winkeleinstellung. der Schlitz scheibe ein um deren Achse verdrehbar ge lagertes, mit einer Längsteilung als Kurs- geschwindigkeitsskala versehenes Radial lineal vorgesehen ist, .das selbst mittelst einer Zeigermarke nach der äussern Kreis teilung des Skalenringes eingestellt werden kann.
Die Erfindung ist in der Zeichnung- in einer beispielsweisen Ausführungsform .dar gestellt, und zwar zeigt:- - Fig. 1 die geometrische Grundlage -Dein Erfindung bei einzuhaltender Kursgeschwin- digkeit,' Fig. 2 desgleichen bei einzustellender Kursrichtung, Fig. 3 einen Diametralschnitt im Aufriss,
Fig.4 eine Draufsicht.
In Fig. 1 ist F die Momentanlage des Luftfahrzeuges, FA = c, die in dessen Ach senrichtung aufgetragene Eigengeschwindig keit,<I>4</I> AFO <I>= a</I> der Achsenwinkel des Luftfahrzeuges gegen die Nullrichtung (Kompassweisung) <I>F0;</I> FB <I>= c</I> die von der Windstärke und Windrichtung abhängige Fluggeschwindigkeit in der Kursrichtung FB unter -#:
OFB <I>=</I> ss gegen die Nullrich tung, so dass 5@ AFB <I>= y =</I> ss -J a als Ab triftwinkel erscheint.
Soll nun das Luftfahrzeug eine neue Kursrichtung FB' unter < # ss'_ gegen die Null richtung F0 einschlagen, so wird die Ände rung des mittelst Kompasses einzustellenden Achsenwinkels a' .dadurch gefunden, dass man .durch Verdrehung von A um F die Strecke <I>AB</I> parallel zu sich selbst so ver schiebt, dass der Punkt B auf .die neue Kurs richtung FB' und der Punkt A auf dem um F gezogenen Kreisbogen<I>AA'</I> mit dem Ra dius AF <I>=</I> A'F <I>=</I> c" zu liegen kommt.
Ist jedoch nur die Kursrichtung FB unter ss gegen F0 oder .durch < # y gegen FA bekannt, nicht aber .die Geschwindigkeit <I>c =</I> FB in dieser Richtung, so muss nach Fig. 2 zunächst zwecks Bestimmung der Richtung und Geschwindigkeit des Windes die Luftfahrzeugächse FA in die bisherige Kursrichtung FB, also um den Abtrift- winkel y @ gedreht werden,
wodurch sich eine neue Kursrichtung FB' unter < # y1 gegen die Lüftfahrzeugachse FA' ergibt. Trägt man nun auf einem in. dieser Richtung FA' ein gestellten Lineal die Eigengeschwindigkeit Co <I>=</I> FA' auf und verstellt die Verbindungs- linie <I>AA.'</I> -parallel zu sich durch Radial verschiebung des.
Drehpunktes A' des zwei armigen Lineals AA'Bo soweit, dass der zu A in bezug auf A' symmetrisch gelegene Punkt Bo in die - neue- Kursrichtung FB' fällt, so kommt A' nach B und B" nach B', wodurch sich die Geschwindigkeit w = A'B' <B><I>#</I></B> _AB des Windes und seine Richtung unter -:# <B>!U</B> gegen die Nullrichtung ergibt.
Soll nun ein neuer Kurs -#: 8 gegen den früheren<I>AB</I> eingestellt werden,- so wird zunächst ein um den radial von<I>B</I> nach<I>A'</I> verschobenen Drehpunkt drehbar gelagertes, die Richtung und Geschwindigkeit des -Win des verkörperndes Lineal in die Richtung A'B' gebracht, in dieser Lage festgehalten und die Windgeschwindigkeit w = A'B' festgestellt, sodann unter selbsttätiger Pa rallelhaltung seiner Richtung die radiale Linealführung so weit um F gedreht,
dass der Endpunkt B' der die Grösse und Rich tung anzeigenden Strecke A'B' -die an gestrebte Kursrichtung in B" anschneidet. Dabei kommt der Drehpunkt A' in die Lage <I>A",</I> welche durch die Richtung FA" die neue Achsenrichtung des Luftfahrzeuges und somit auch. den neuen Achsenwinkel a" gegen die Kompassweisung liefert.
Die nach dieser geometrischen Grundlage ausgebildete Vorrichtung besteht zwecks Verkörperung des Geschwindigkeitsdreieckes FAB bezw. FA"B" aus einer dosenförmigen Grundplatte 1, in der ein mit Kordelrand -2a ausgestatteter, aussen und innen mit iden tischen Teilkreisen (2b, '2e) versehener Ska lenring 2 drehbar und mittelst der Klemm schraube 1b festklemmbar gelagert ist.
In diesem ist die mit einer Zeigermarke 3a und mit der Abtriftwinkelskala 3b versehene Skalenscheibe 3 drehbar und festklemmbar gelagert.
Diese trägt in einem mit einer Längsteilung als Eigengeschwindigkeits- massstab 3e versehenen Radialschlitz, das mit einer Zeigermarke 4a und einer sehr dünnen, den Winkel der Windrichtung gegen die Flugzeugachse anzeigenden Kreisteilungs- scheibe 4b (Fig. 3) ausgestattete Gleitstück 4, in welchem ein vertikaler Zapfen-,5 dreh bar gelagert ist.
Auf dessen unterem Ende ist das Kegelrad 6 befestigt, welches in das gleich grosse, auf der unter dem Radial- schlitz drehbar gelagerten, radial gerichteten Welle<B>7</B> aufsitzende Kegelrad 8 eingreift. Dieses ist mittelst seiner Nabe verschiebungs sicher aber drehbar in dem radialgeführten Gleitstück 4 gelagert und mit der Welle durch Feder und einer über die ganze Länge der ersteren gezogene Nut, also drehungs sicher aber verschiebbar verbunden.
Die Welle 7 ist beiderseits in der Skalenscheibe 3 gelagert und trägt nahe der Scheibenachse ein fest aufgesetztes Kegelrad 9, das in ein zweites gleich grosses, an der Grundplatte 1 zentral befestigtes Kegelrad 10 eingreift. Die vier Kegelräder müssen derartig zu sammenarbeiten, dass ein auf dem Zapfen 5 drehbar und mittelst der Klemmschraube 5a festklemmbares Lineal 11 trotz jeder Relativ verdrehung der Skalenscheibe 3 gegen die Grundplatte 1 stets räumlich parallel zu sich selbst erhalten bleibt. Dieses Lineal 11 ist symmetrisch zu seinem Drehzapfen 5 mit Längsteilungen als Windgeschwindigkeits- massstäbe versehen.
An dem Aussenring <B>je</B> der Grundplatte ist die mit einem rohr- förmigen. Ansatz 12a ausgestattete Deck platte 12 in einer Ringnut des Ansatzes 12a drehbar und mittelst der Klemmschraube 1.2b feststellbar gelagert. Diese Deckplatte hat eine diametral begrenzte, halbkreisförmige Üffnung, deren diametrale Begrenzung mit einer Längsteilung 12c als Kursgeschwindig- keitsmassstab versehen ist.
In jeder Ecke der halbkreisförmigen Deckplattenöffnung ist die diametrale Kante mit einer Zeigerspitze 12a ausgestattet, welche die Ablesung des Kursrichtungswinkels ss an der Aussenskala 2a des Skalenringes 2 gestattet.
Die Arbeitsweise mit der Vorrichtung gestaltet sich wie folgt: Der momentane, etwa durch ein Diopter oder dergleichen bestimmte Achsenwinkel u des Luftfahrzeuges gegen die Kompass- weisung F0 (Fig.l) wird mittelst der an der Grundplattenwand vorgesehenen Zeiger marke 1a auf der äussern Kreisteilung 2c des kalenringes 2 eingestellt und mittelst der S<B>2</B> Druckschraube 1b festgeklemmt.
Hierauf wird die Skalenscheibe 3 derartig eingestellt und mittelst der Druckschraube 1d fest geklemmt, dass die Zeigermarke 3a der Zeigermarke Ja gegenüber steht. Die Ver bindungslinie dieser beiden Zeigermarken gibt die Richtung der Längsachse des Luft fahrzeuges an.
Nun wird das Gleitstück 4 mittelst der Zeigermarke 4a auf der Eigen geschwindigkeitsskala 3c durch Radialver- schiebung nach der bekannten - Eigen geschwindigkeit eingestellt und die mit der Kursgeschwindigkeitsteilung 12c versehene Diametralkante der Deckplatte 12 nach dem irgendwie bestimmten Abtriftwinkel y auf der Skala 3b eingestellt und mittelst der Druckschraube 12b festgeklemmt.
Nun ver dreht man bei gelüfteter Klemmschraube 5a das um den Zapfen,5 verdrehbare Lineal 11 so weit, dass die durch das Zapfenmittel gehende Teilungskante auf der Diametral skala 12c die irgendwie vorherbestimmte Flug- oder Kursgeschwindigkeit in der Kurs richtung anschneidet.
Dadurch ergibt sich auf der Teilung des Lineals 11 die Grösse der Windgeschwindigkeit, während deren Richtung unter dem Winkel ss gegen die Achse des Luftfahrzeuges durch Ablesung auf der Kreisteilung 4b .mittelst der Mess- kante des Lineals 11 sich ergibt. Der Wind richtungswinkel 11 gegen die Kompasswei- sung ist die Summe ss + a der Ablesungen auf den Kreisteilungen 4b und 2b.
Analoge Handgriffe hätte man -vorzu nehmen, wenn man gemäss der Beschreibung von Fig.2: die Kursrichtung bei noch un bekannter Kursgeschwindigkeit, also bei noch unbekannter Windrichtung und -geschwin- digkeit um einen beliebigen Winkel ändern wollte.
Nachdem in der vorbeschriebenen Weise der momentane Achsenwinkel .a des Luft fahrzeuges gegen die Kompassweisung F0 mittelst der dazu bestimmten Zeigermarke ja, -3a auf den Kreisteilungen des Skalen ringes 2 und die Eigengeschwindigkeit c" mittelst der Zeigermarke 4a auf der Radial skala 3c -eingestellt worden ist, wird die Linealkante der gursgeschwindigkeitsskala 1-2c auf den durch geeignete Geräte gemes senen Abtriftwinkel y auf der Skala 3b,
ein- gestellt, das Windlineal so verdreht, dass von seiner Ablesekante auf der Skala 12c der Teilstrich c = c" (Eigengeschwindigkeit) an geschnitten wird, worauf es in dieser Rich tung<I>AA'</I> mittelst der Zapfenschraube 5,1 festgeklemmt und die Ablesung AA' am Lineal wird.
Hierauf wird . bei festgeklemmter Deckplatte 1'2 die gelöste Skalenscheibe 3 um den Abtriftwinkel so verdreht, .dass die Zeigermarke 3a mit der Linealkante 12 koinzidiert, wobei das Wind lineal 11 parallel zu sich selbst in der Rich- tung AA'Bo verbleibt.
Nun wird durch Seitensteuerung die Achse .des Luftfahr zeuges um den bisherigen Abtriftwinkel ver dreht, so dass sie in die bisherige Kursrich tung fallen würde. Dadurch ergibt sich aber ein neuer Kurs FB' unter dem neuen Ab- triftwinkel y,
welcher nun gemessen wird. Auf diesem wird nun bei festgehaltener Skalenscheibe 3 und gelöster Deckplatte 12 die Linealkante von 12c auf der Abtrift- skala 3b eingestellt und wieder festgeklemmt. Nun wird das Gleitstück 4 und dadurch auch das Lineal 11 parallel zu sich radial nach innen so weit verschoben (um A'B),
dlass die Linealkante 1-2c auf der Windskala die vorher abgelesene Strecke<I>AA' =</I> BB' im Punkte B' anschneidet. Nun verschiebt man wieder das Gleitstück 4 in die der Eigen geschwindigkeit entsprechende Anfangslage Ä', lüftet die Klemmschraube 5a, verdreht das Windlineal auf den eben erhaltenen Punkt<B>B',</B> wodurch sich die Windgeschwin digkeit w <I>=</I> A'B' und ihr Winkel gegen die Flugzeugachse auf der Skala 4b ergibt,
wäh rend der Winkel if der Windrichtung gegen die Kompassweisung auf der Skala 2b- ab gelesen werden kann, wenn man die Skalen scheibe 3 so weit verdreht, bis die Kante des zwangläufig parallel gehaltenen Lineals 11 in die Richtung des Schlitzes fällt, also mit der Zeigermarke .3a koinzidiert. Ist einmal die Windgeschwindigkeit w bekannt, so kann man infolge der zwangläufigen Pa rallelhaltung des Windlineals 11 jede Navi gationsaufgabe leicht lösen.