[0001] Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der Internationalen Patentanmeldung Nr. PCT/EP2007/060 024, die am 21. September 2007 eingereicht wurde.
[0002] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Uhr mit Machzahl-Anzeige. Die Uhr umfasst: Ein Gehäuse, das aus einer rückseitigen Abdeckung und einem Mittelteil gebildet ist, wobei das Gehäuse mit einem Glas abgeschlossen ist; eine Zeitanzeige; eine auf dem Mittelteil montierte und die Zeitanzeige umrundende Lünette, die einen drehbaren Teil mit einer kreisförmigen ersten Kante umfasst; ein im Gehäuse angeordneter Zeithalte-Schaltkreis, der die Zeitanzeige steuert und mindestens eine Energiequelle, die den Zeithalte-Schaltkreis mit Energie versorgt.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Armbanduhr oder eine Taschenuhr, die einen Anwender - insbesondere einen Piloten - befähigt, die Machzahl in Bezug auf ein Flugzeug am Boden oder in der Luft abzuschätzen.
[0003] Es gibt viele Faktoren im Flugwesen, die ein Pilot in Betracht ziehen muss. Ein spezieller Punkt von besonderem Interesse, mit dem sich die vorliegende Erfindung beschäftigt, ist die "wahre Fluggeschwindigkeit" ("True Airspeed" oder T.A.S.). Wie ausgebildete Piloten wissen, ist der Input für einen handelsüblichen Fluggeschwindigkeits-Anzeiger sowohl der Druck der Stauluft, als auch der statische Luftdruck. Das Instrument im Cockpit zeigt die Differenz zwischen dem Druck der Stauluft und dem statischen Luftdruck, wobei diese Differenz dann in "Angezeigte Fluggeschwindigkeit" ("Indicated Airspeed" oder I.A.S.) übertragen wird.
Somit ist ein Fluggeschwindigkeits-Anzeiger ein Druckdifferenz-Messer, der den Druck eher in Geschwindigkeitseinheiten als in Druckeinheiten anzeigt. Die Fluggeschwindigkeit wird von der Differenz zwischen dem Druck der Stauluft von dem oder den Pitot-Rohren und dem statischen Luftdruck abgeleitet. Der statische Luftdruck wird häufig an statischen Öffnungen ermittelt, die sich an einer oder beiden Seiten des Flugzeugs befinden.
[0004] Die angezeigte Fluggeschwindigkeit (I.A.S.) ist jedoch der unberichtigte Fluggeschwindigkeits-Anzeige-Messwert für Instrumenten-Position und andere Fehler.
Angezeigte Fluggeschwindigkeit bedeutet die Geschwindigkeit eines Flugzeugs, wie an seiner Pitot-Anzeige für statische Fluggeschwindigkeit angezeigt, die geeicht ist, um gewöhnliche atmosphärisch-adiabatische kompressible Strömungen auf Meereshöhe unberichtigt für Fluggeschwindigkeits-Systemfehler zu widerspiegeln. Daher gibt es keine Korrektur für (Luft)Temperatur oder (Luft)Druck.
[0005] Die wahre Fluggeschwindigkeit (T.A.S.) ist die Geschwindigkeit eines Flugzeugs relativ zu der Luftmasse, in der es fliegt, d.h. der Grösse der Vektordifferenz der Geschwindigkeit des Flugzeugs und der Geschwindigkeit der Luft. Unter Windbedingungen gleich null und in horizontalem Flug, ist dieses gleich mit der Geschwindigkeit über dem Boden.
Unter Windbedingungen wird eine Schätzung des Windes verwendet, um eine Windgeschwindigkeits-Vektorberechnung zu machen, die eine geschätzte Bodengeschwindigkeit von der wahren Fluggeschwindigkeit berechnet und einen Windkorrektionswinkel, um den gewünschten Bodenkurs beizubehalten.
[0006] Angezeigte Fluggeschwindigkeit (I.A.S.) wird von der wahren Fluggeschwindigkeit bei anderen Luftdichten als etwa einer Referenzdichte abweichen. Luftdichte wird beeinflusst durch Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt und Höhe. Angezeigte Fluggeschwindigkeit wird beim Betrieb eines Flugzeugs als die Strömungsabriss-Geschwindigkeit und strukturelle Höchstgeschwindigkeit verwendet, ungeachtet der wahren Fluggeschwindigkeit.
Wie auch immer, korrekte Navigation via Kopplung (ohne konstante Bodenreferenz) erfordert die Verwendung der wahren Fluggeschwindigkeit und Windkorrekturen, falls erforderlich.
[0007] Die "Machzahl" ist die Geschwindigkeit eines sich durch Luft oder jeder flüssigen Substanz bewegenden Objekts, geteilt durch die Schallgeschwindigkeit in jener Substanz. Die Machzahl ist somit definiert durch die Gleichung
<EMI ID=2.0>
<tb>in der<sep>M<sep>die Machzahl ist,
<tb><sep>vo<sep>ist die Geschwindigkeit des Objekts relativ zu dem Medium und
<tb><sep>vs<sep>ist die Schallgeschwindigkeit in dem Medium.
[0008] Da die Schallgeschwindigkeit mit der Temperatur zunimmt, wird die aktuelle Geschwindigkeit eines mit Mach 1 reisenden Objekts von der Temperatur des es umgebenden Fluidums abhängen. Die Machzahl ist nützlich, weil das Fluidum sich bei der gleichen Machzahl ähnlich verhält. So wird ein Flugzeug die überwiegend gleiche Art Schockwellen erfahren, wie wenn es mit Mach 1 bei 11 000 m (36 000 Fuss) reist, obwohl es mit 295 m/s reist (654.6 mph, T062 km/h, 86% von seiner Geschwindigkeit auf Meereshöhe).
[0009] Wenn ein Flugzeug steigt, wird ein Abfall sowohl in der Lufttemperatur (-2 deg. C pro 1000 Fuss oder ungefähr 300 m) als auch in dem Luftdruck (37 mbar pro 1000 Fuss oder ungefähr 300 m) erfahren. Für Referenzzwecke wird die Länge eines Fusses auf 0.3 m angenähert.
Im Folgenden wird auf die Bedingungen der Internationalen Standard Atmosphäre (ISA) Bezug genommen, wie sie weitgehend bekannt und akzeptiert ist. Die ISA ist ein atmosphärisches Modell der Veränderung von Druck, Temperatur, Dichte und Viskosität der Erdatmosphäre über einen weiten Bereich von Höhen. Die ISA besteht aus Tabellen mit Werten bei unterschiedlichen Höhen, plus einiger Formeln, mit denen diese Werte abgeleitet wurden. Die Internationale Standardisierungs-Organisation (ISO) veröffentlicht die ISA als einen internationalen Standard ISO 2533:1975. Andere Standardisierungs-Organisationen, wie z.B. die Internationale Zivile Aeronautik-Organisation (ICAO) und die Regierung der Vereinigten Staaten veröffentlichen Erweiterungen oder Teilsätze des gleichen atmosphärischen Modells unter ihrer eigenen standardgebenden Autorität.
Die ICAO veröffentlichte ihre "ICAO Standard Atmosphäre" als Dokument 7488-CD in 1993. Es hat das gleiche Modell wie die ISA, aber es erstreckt die Höhenabdeckung auf 80 Kilometer (262 500 Fuss).
[0010] Das ISA-Modell teilt die Atmosphäre in Schichten mit linearen Temperatur-Aufteilungen. Die anderen Werte werden von grundlegenden physikalischen Konstanten und Beziehungen berechnet. Somit besteht der Standard aus einer Tabelle mit Werten bei unterschiedlichen Höhen. Der Standard gibt beispielsweise bei Meereshöhe einen Druck von 1013 bar und eine Temperatur von 15 deg. C und ein anfängliches Temperaturgefälle von -6.5 deg. C/km. Oberhalb von 12 km ist die tabellarisierte Temperatur im Wesentlichen konstant. Die Tabellarisierung fährt bis zu 18 km fort, wo der Druck auf 0.075 bar und die Temperatur auf -56.5 deg. C gefallen sind.
Das ISA-Modell basiert auf Durchschnittsbedingungen bei mittleren Breiten, wie von dem technischen Komitee TC 20/SC 6 der ISO bestimmt. Es wurde seit der Mitte des 20-ten Jahrhunderts von Zeit zu Zeit überarbeitet.
Tabelle 1
Standard-Atmosphäre 1976
[0011]
<tb>ISA- Schicht<sep>Höhenlagen-
Name<sep>Basisgeo-
potentiale Höhe h (in km)<sep>Basis-
geometrische Höhe z (in km)<sep>Temperaturgefälle (in deg. C/km)<sep>Basis-Tempe-
ratur 7 (inoC)<sep>Basisatmos-
phärischer Druck p
(in Pa)
<tb>0<sep>Troposphäre<sep>0.0<sep>0.0<sep>-6.5<sep>+ 15.0<sep>101,325
<tb>1<sep>Tropopause<sep>11.000<sep>11.019<sep>+0.0<sep>-56.5<sep>22,632
<tb>2<sep>Stratosphäre<sep>20.000<sep>20.063<sep>+ 1.0<sep>-56.5<sep>5,474.9
<tb>3<sep>Stratosphäre<sep>32.000<sep>32.162<sep>+2.8<sep>-44.5<sep>868.02
<tb>4<sep>Stratopause<sep>47.000<sep>47.350<sep>+0.0<sep>-2.5<sep>110.91
<tb>5<sep>Mesosphäre<sep>51.000<sep>51.413<sep>-2.8<sep>-2.5<sep>66.939
<tb>6<sep>Mesosphäre<sep>71.000<sep>71.802<sep>-2.0<sep>-58.5<sep>3.9564
<tb>7<sep>Mesopause<sep>84.852<sep>86.000<sep>-<sep>-86.2<sep>0.3734
[0012] Das ISA-Model hat gewiss einen bedeutenden Einfluss auf die Anzeige eines Fluggeschwindigkeits-Instruments. Daher wird der Instrumentenfehler mit einer Zunahme in Höhe (besser gesagt einer Abnahme von Temperatur und/oder Druck) zunehmen. Als eine Folge wird die Differenz zwischen angezeigter Fluggeschwindigkeit und wahrer Fluggeschwindigkeit grösser werden. Wie gesagt, ist die angezeigte Fluggeschwindigkeit sehr bedeutend für Belange des Flugzeugs, wie z.B. Strömungsabrissgeschwindigkeit und strukturelle Grenze. Wie auch immer, bei einem normalen Flug, mit erledigten Vorflug-Vorbereitungen, kann man gut auf beide verzichten.
Aus diesem Grund ist jeder Pilot an der wahren Fluggeschwindigkeit interessiert.
[0013] Während Routine-Flugvorbereitungen ist der mit dem anstehenden Flug beauftragte Pilot verantwortlich für eine akkurate, aber geschätzte/erwartete wahre Fluggeschwindigkeit, weil diese Daten für den Flugplan benötigt werden. In dem Fall, dass die aktuelle wahre Fluggeschwindigkeit mehr als 10 Knoten abweicht, (+ oder -), muss die Flugverkehrskontrolle informiert werden. Normalerweise findet man die wahre Fluggeschwindigkeit, indem man die angezeigte Fluggeschwindigkeit, Reiseflughöhe und Temperatur (auf Reiseflughöhe) in ein Diagramm in dem Flugzeug-Flughandbuch einsetzt.
[0014] Die Bedeutung der wahren Fluggeschwindigkeit wird am besten während der Flugplanungsphase eines Fluges verstanden. Während die angezeigte Fluggeschwindigkeit sehr wichtig für Angelegenheiten wie z.B.
Strömungsabrissgeschwindigkeit und strukturelle Grenze ist, ist es die wahre Fluggeschwindigkeit, die für Anwendung für Flugzeit und Distanzberechnungen benötigt wird. Es sollte beachtet werden, dass dieses Luftdistanz ist. Natürlich, wenn ein Pilot zu wissen wünscht, wie lange es dauern wird, um von einem Punkt zum nächsten über dem Boden zu fliegen, muss er die Kurs-Wind-Komponente (TWC) zu der Gleichung dazuzählen.
[0015] K.T.A.S. ist die in Knoten (Knoten = Seemeilen pro Stunde, 1 Seemeile 1852 Meter) angegebene wahre Fluggeschwindigkeit. Die wahre Fluggeschwindigkeit kann für einfachere Lesbarkeit als "T.A.S." angezeigt werden und die Einheit "Knoten" kann zusätzlich angezeigt werden.
Alle internationalen Flugkalkulationen basieren auf dem Fliegen mit der geplanten wahren Fluggeschwindigkeit, die generell als die Geschwindigkeit des Flugzeugs durch die relativ ungestörte Luftmasse definiert wird. K.I.A.S. ist in Knoten angegebene angezeigte Fluggeschwindigkeit.
[0016] Aus dem Stand der Technik sind viele Methoden bekannt, um die wahre Fluggeschwindigkeit in einem einfachen Flugzeug ohne Flugdatencomputer oder Machmeter zu berechnen. Die wahre Fluggeschwindigkeit kann als eine Funktion der lokalen Luftdichte (oder statischen Lufttemperatur und Höhendruck, die die Luftdichte bestimmen) berechnet werden. Manche Fluggeschwindigkeits-Anzeiger umfassen einen Rechenschieber-Mechanismus, um diese Berechnung durchzuführen.
Andererseits kann die Beurteilung der wahren Fluggeschwindigkeit mit einem Rechner wie dem E6B "Whiz Wheel" oder "asa E6-B Flugcomputer" in Form eines kreisförmigen, manuellen Rechenschiebers durchgeführt werden.
[0017] Zusätzlich und über die Kenntnis der wahren Fluggeschwindigkeit hinaus, ist die Abschätzung der Machzahl von besonderem Interesse für einen Piloten. Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Uhr mit Machzahl-Anzeige anzubieten.
[0018] Gemäss einem ersten Aspekt, wird diese Aufgabe durch eine wie vorhin beschriebene und den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 entsprechende Uhr erreicht.
Die erfindungsgemässe Uhr ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lünette Markierungen für die Flughöhe (F.L.) umfasst und Markierungen für die Machzahl (MACH), die jeweils radial zu der ersten Kante des drehbaren Teils der Lünette gerichtet sind und sich gegenseitig diametral gegenüberliegen. Die Uhr umfasst einen Anzeige-Ring mit einer kreisförmigen ersten Kante, die konzentrisch angeordnet ist und sich nahe an der ersten Kante des drehbaren Teils der Lünette befindet.
Der Anzeige-Ring ist an dem Mittelteil der Uhr befestigt und umfasst Markierungen für wahre Fluggeschwindigkeit (K.T.A.S.) und Markierungen für Flughöhe (F.L.), die jeweils radial zu der ersten Kante des Anzeige-Rings ausgerichtet sind und die sich gegenseitig in so einer Weise diametral gegenüberliegen, dass die (F.L.)-Markierungen des drehbaren Teils der Lünette den (K.T.A.S.)-Markierungen des Anzeige-Rings gegenüberliegen und dass die (MACH)- oder (MACHZAHL)-Markierungen des drehbaren Teils der Lünette den (F.L.)-Markierungen des Anzeige-Rings gegenüberliegen.
[0019] Gemäss einem zweiten Aspekt wird diese Aufgabe durch eine wie vorhin beschriebene und den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 4 entsprechende Uhr erreicht.
Die erfindungsgemässe Uhr ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lünette Markierungen für wahre Fluggeschwindigkeit (K.T.A.S.) und Markierungen für Flughöhe (F.L.) umfasst, die jeweils radial zu der ersten Kante des drehbaren Teils der Lünette ausgerichtet sind und die sich gegenseitig diametral gegenüberliegen. Die Uhr umfasst einen Anzeige-Ring mit einer kreisförmigen ersten Kante, die konzentrisch angeordnet ist und die sich nahe an der ersten Kante des drehbaren Teils der Lünette befindet.
Der Anzeige-Ring ist am Mittelteil der Uhr befestigt und umfasst Markierungen für Flughöhe (F.L.) und Markierungen für Machzahl (MACH), die jeweils radial zu der ersten Kante des Anzeige-Rings ausgerichtet sind und die sich gegenseitig diametral in so einer Weise gegenüberliegen, dass (K.T.A.S.)-Markierungen des drehbaren Teils der Lünette den (F.L.)-Markierungen des Anzeige-Rings gegenüberliegen und dass die (F.L.)-Markierungen des drehbaren Teils der Lünette den (MACHZAHL)-Markierungen des Anzeige-Rings gegenüberliegen.
[0020] Zusätzlich bevorzugte und erfinderische Elemente und Merkmale ergeben sich jeweils von den abhängigen Ansprüchen.
Ebenso offenbart sind Verwendungen der erfinderischen Uhr für Beurteilungen der Machzahl eines Luftfahrzeugs, das ausgestattet ist mit einem Höhenmesser und einem Fluggeschwindigkeits-Anzeiger und zum Abschätzen der erwarteten Machzahl eines Flugzeugs, vom Boden aus.
[0021] Die erfindungsgemässe Uhr wird nun detaillierter an Hand von beispielhaften Ausführungsformen und mit Hilfe von begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen und die nicht beabsichtigt sind, den Umfang der Erfindung zu beschränken. Es wird gezeigt in:
<tb>Fig. 1<sep>eine Draufsicht von einer Uhr mit einer analogen Zeitanzeige und einer integrierten Machzahl-Anzeige gemäss einer ersten Ausführungsform der Anordnung der Lünette und des Anzeige-Rings;
<tb>Fig. 2<sep>einen Querschnitt durch eine Uhr mit einer ersten und zweiten Variante zu der ersten Ausführungsform der Anordnung der Lünette und des Anzeige-Rings, wie in Fig. 1 gezeigt.
[0022] Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer Uhr 1 mit einer analogen Zeitanzeige und einer integrierten Machzahl-Anzeige gemäss einer ersten Ausführungsform der Anordnung der Lünette 7 und des Anzeige-Rings 12. Die Uhr 1 umfasst ein Gehäuse, geformt aus einer rückseitigen Abdeckung 2 und einem Mittelteil 3, wobei das Gehäuse mit einem Glas 5 abgeschlossen ist (siehe Fig. 2). Die Uhr umfasst weiterhin eine Zeitanzeige 6; eine an dem Mittelteil 3 montierte und die Zeitanzeige 6 umrundende Lünette 7. Die Lünette 7 umfasst einen drehbaren Teil 8 mit einer kreisförmigen ersten Kante 9.
Die Uhr umfasst auch einen Zeithalte-Schaltkreis (Zeiterfassungsvorrichtung) 10, der in dem Gehäuse angeordnet ist und die Zeit anzeige 6 steuert und mindestens eine Energiequelle 11, die den Zeithalte-Schaltkreis 10 mit Energie versorgt (siehe Fig. 2).
[0023] Die Lünette 7 der erfindungsgemässen Uhr 1 - gemäss der ersten Ausführungsform - umfasst Markierungen für Flughöhe (F.L.) und Markierungen für Machzahl (MACH), die jeweils radial zu der ersten Kante 9 des drehbaren Teils der Lünette 7 gerichtet sind und die sich gegenseitig diametral gegenüberliegen. Die erfinderische Uhr 1 umfasst einen Anzeige-Ring 12 mit einer kreisförmigen ersten Kante 13, die konzentrisch angeordnet ist und die sich nahe an der ersten Kante 9 des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 befindet.
Der Anzeige-Ring 12 ist an dem Mittelteil 3 der Uhr 1 befestigt und umfasst Markierungen für wahre Fluggeschwindigkeit (T.A.S.) oder (K.T.A.S.) und Markierungen für Flughöhe (F.L.) und die jeweils radial gegen die erste Kante 13 des Anzeige-Rings 12 gerichtet sind und die sich jeweils in so einer Weise gegenseitig diametral gegenüberliegen, dass die (F.L.)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 den (T.A.S.)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 gegenüberliegen und dass die (MACHZAHL)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 den (F.L)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 gegenüberliegen.
[0024] Die Uhr 1 umfasst vorzugsweise eine analoge Zeitanzeige 6 mit zwölf Stundenpositionen und mit einem Stundenzeiger 14 und einem Minutenzeiger 15 und einer Krone 4 an der Drei-Uhr-Position.
An dieser beispielhaften Uhr 1 befinden sich die (F.L.)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 und die gegenüberliegenden (K.T.A.S.)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 auf einer Oberseite 18 der Uhr 1, vorzugsweise zwischen den Zehn-Uhr- und Zwei-Uhr-Positionen. Die (MACHZAHL)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 und die gegenüberliegenden (F.L.)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 dieser beispielhaften Uhr 1 befinden sich auf einer Unterseite 19 der Uhr 1, vorzugsweise zwischen den Vier-Uhr- und Acht-Uhr-Positionen.
[0025] Alternativ (nicht gezeigt), umfasst die Uhr 1 eine digitale Zeitanzeige 6.
Die (F.L.)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 und die gegenüberliegenden (K.T.A.S.)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 befinden sich bei dieser alternativen Variante vorzugsweise auf einer Oberseite 18 der Uhr 1, wobei die (MACHZAHL)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 und die gegenüberliegenden (F.L.)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 sich vorzugsweise auf einer Unterseite 19 der Uhr 1 mit einer digitalen Zeitanzeige befinden.
[0026] Gemäss einer zweiten Ausführungsform der Anordnung der Lünette 7 und des Anzeige-Rings 12 (nicht gezeigt), umfasst die Uhr 1 die gleichen Grundelemente, ein Gehäuse, das von einem Glas 5 abgeschlossen ist und von einer rückseitigen Abdeckung 2 und einem Mittelteil 3 geformt ist; eine Zeitanzeige 6; eine einen drehbaren Teil 8 mit einer kreisförmigen ersten Kante 9 umfassende Lünette 7;
einen Zeithalte-Schaltkreis 10, der in dem Gehäuse angeordnet ist und die Zeitanzeige 6 steuert; und mindestens eine den Zeithalte-Schaltkreis 10 mit Energie versorgende Energiequelle 11 (siehe Fig. 2).
[0027] Die Lünette 7 der erfindungsgemässen Uhr 1 - gemäss der zweiten Ausführungsform - umfasst Markierungen für wahre Fluggeschwindigkeit (K.T.A.S.) und Markierungen für Flughöhe (F.L.), die jeweils radial zu der ersten Kante 9 des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 ausgerichtet sind und die sich gegenseitig diametral gegenüberliegen. Die erfinderische Uhr 1 umfasst einen Anzeige-Ring 12 mit einer kreisförmigen ersten Kante 13, die konzentrisch zu der ersten Kante 9 des drehbaren Teils der Lünette 7 angeordnet ist und die sich nahe an dieser ersten Kante 9 befindet.
Der Anzeige-Ring 12 ist an dem Mittelteil 3 der Uhr 1 befestigt und umfasst Markierungen für Flughöhe (F.L.) und Markierungen für Machzahl (MACH), die jeweils radial zu der ersten Kante 13 des Anzeige-Rings 12 gerichtet sind und die sich gegenseitig diametral in so einer Weise gegenüberliegen, dass die (T.A.S.)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 den (F.L.)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 gegenüberliegen und dass die (F.L.)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 den (MACHZAHL)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 gegenüberliegen.
[0028] Die Uhr 1 umfasst vorzugsweise eine analoge Zeitanzeige 6 mit zwölf Stundenpositionen und mit einem Stundenzeiger 14 und einem Minutenzeiger 15 und einer Krone 4 an der Drei-Uhr-Position.
An dieser beispielhaften Uhr 1 befinden sich die (K.T.A.S.)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 und die gegenüberliegenden (F.L.)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 auf einer Oberseite 18 der Uhr 1, vorzugsweise zwischen den Zehn-Uhr- und Zwei-Uhr-Positionen, wobei sich die (F.L.)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 und die gegenüberliegenden (MACHZAHL)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 auf einer Unterseite 19 der Uhr 1 befinden, vorzugsweise zwischen den Vier-Uhr- und Acht-Uhr-Positionen.
[0029] Alternativ (nicht gezeigt), umfasst die Uhr 1 eine digitale Zeitanzeige 6 und die (K.T.A.S.)-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 und die gegenüberliegenden (F.L.)- Markierungen des Anzeige-Rings 12 befinden sich auf einer Oberseite 18 der Uhr 1, wobei sich die (F.L.)
-Markierungen des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 und die gegenüberliegenden (MACHZAHL)-Markierungen des Anzeige-Rings 12 auf einer Unterseite 19 der Uhr 1 befinden.
[0030] Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Uhr 1 mit einer ersten und zweiten Variante zu der ersten Ausführungsform der Anordnung der Lünette 7 und dem Anzeige-Ring 12, wie in Fig. 1 gezeigt. Alle grundlegenden und alle erfinderischen Elemente einer Uhr 1 sind hier gezeigt: Das Gehäuse ist mit einem Glas 5 abgeschlossen und von einer rückseitigen Abdeckung 2 und einem Mittelteil 3 geformt. Es hat eine Zeitanzeige 6 und eine einen drehbaren Teil 8 mit einer kreisförmigen ersten Kante 9 umfassende Lünette 7. Ein Zeithalte-Schaltkreis (Zeiterfassungsvorrichtung) 10 ist in dem Gehäuse angeordnet und steuert die Zeitanzeige 6.
Auch in dem Gehäuse ist mindestens eine Energiequelle 11 angeordnet, die den Zeithalte-Schaltkreis 10 mit Energie versorgt.
[0031] In dieser Fig. 2 sind zwei alternative Varianten der Anordnung der Lünette 7 und des Anzeige-Rings 12 offenbart. Auf der Linken ist der Anzeige-Ring 12 visuell ein Teil der Lünette 7 der Uhr 1 und oberhalb des Glases 5 angeordnet. Trotzdem ist auch in diesem Fall der Anzeige-Ring 12 fixiert und kann nicht gedreht werden. Demzufolge kann nur der drehbare Teil 8 der Lünette 7 in Bezug auf den Anzeige-Ring 12 gedreht werden. Diese Variante gemäss der linken Seite in Fig. 2 hat den Vorteil, dass sich die zwei kreisförmigen Kanten 9,13 des drehbaren Lünettenteils 8 und des Anzeige-Rings 12 in sehr enger Nachbarschaft befinden.
Dieses ermöglicht präzises Ausrichten der Skalen des drehbaren Lünettenteils 8 und des Anzeige-Rings 12 und Ablesung des Wertes der Machzahl (MACH) ohne optischen Parallaxenfehler.
[0032] Auf der Rechten, ist der Anzeige-Ring 12 ein Teil des Mittelteils 3 und unterhalb des Glases 5 angeordnet. Wie es in diesem Fall offensichtlich ist, ist der Anzeige-Ring 12 fixiert und kann nicht gedreht werden und nur der drehbare Teil 8 der Lünette 7 kann in Bezug auf den Anzeige-Ring 12 gedreht werden. Diese Variante gemäss der rechten Seite in Fig. 2 hat den Vorteil, dass der Bereich des drehbaren Lünettenteils 8 und des Anzeige-Rings 12 in jedem Fall grösser sein kann.
Dieses erlaubt grössere und besser lesbare Skalen und Buchstaben, die auf den drehbaren Teil 8 und auf den Anzeige-Ring 12 angebracht werden und somit ein leichteres Ablesen des Wertes der Machzahl (MACH).
[0033] Es ist bevorzugt, dass der drehbare Teil der Lünette 7 der erfindungsgemässen Uhr 1 eine Oberfläche umfasst, die eine Oberfläche mit verbesserter Griffigkeit darstellt. Diese Oberfläche kann geriffelt oder gerippt sein, allerdings ist eine an mindestens einem Teil des Umfangs 17 des drehbaren Teils 8 der Lünette 7 befestigte Gummiapplikation 16 bevorzugt. Auch Kombinationen von gerippten Flächen und Stücken von Gummiapplikationen sind denkbar.
Besonders bevorzugt ist eine ringähnliche Gummiapplikation 16 rund um den Umfang 17 des drehbaren Lünettenteils 8, wie in Fig. 1 gezeigt.
[0034] Der Zeithalte-Schaltkreis (Zeiterfassungsvorrichtung) 10 oder das Werk der Uhr 1 kann mechanisch oder elektronisch sein. Mechanische Werke sind gut bekannt als "Tourbillon" oder als "automatische" Uhrwerke. Ein Tourbillon ist ein 1795 von Abraham-Louis Breguet erfundener Typ einer mechanischen Uhr oder Uhrenhemmung, der ausgelegt ist, den Effekten der Schwerkraft und anderen störenden Kräften zu begegnen, die die Genauigkeit eines Chronometers beeinträchtigen können. In einem Tourbillon dreht sich die gesamte Hemmungs-Baugruppe, einschliesslich der Unruh, dem Hemmungsrad und der Ankerwerks-Gabel. Die Umdrehungsrate variiert pro Ausführung, wurde aber auf eine Umdrehung pro Minute standardisiert.
Auf diese Weise ist in einem Tourbillon die gesamte Hemmungs-Baugruppe die Energiequelle 11. Es gibt viele "Tourbillon"-Fälschungen bzw. Replikate von Premium-Markenuhren, die dieses Merkmal mit der durch das Zifferblatt sichtbaren oszillierenden Unruh nachahmen. Allerdings sind dieses normalerweise konventionelle Hebel-Hemmungen von automatischen Uhrwerken, nicht Tourbillons. Elektronische Werke sind wohlbekannt als Quarz'-Uhrwerke. Eine Quarzuhr ist eine Uhr, die einen elektronischen Oszillator verwendet, der aus einem Quarzkristall zum Einhalten der genauen Zeit gemacht ist. Dieser Kristalloszillator erzeugt ein Signal mit sehr genauer Frequenz. Im Allgemeinen zählt ein Zeithalte-Schaltkreis 10 in irgendeiner Form einer digitalen Logik die Zyklen dieses Signals und beliefert eine numerische Zeitanzeige.
Die Energiequelle 11 in einer Quarzuhr ist üblicherweise eine als eine Batterie oder ein Akkumulator eingebaute elektrische Quelle.
[0035] Ungeachtet des Typs des Zeithalte-Schaltkreises bzw. der Zeiterfassungsvorrichtung 10 oder Werks und der Energiequelle 11 der Uhr 1, sind die Lünette 7 mit ihren Markierungen für Flughöhe (F.L.) und Markierungen für Machzahl (MACH) und dem Anzeige-Ring 12 mit seinen Markierungen für wahre Fluggeschwindigkeit (K.T.A.S.) und Markierungen für Flughöhe (F.L.) (gemäss der ersten Ausführungsform der Erfindung) verwendbar für die Abschätzung der wahren Fluggeschwindigkeit in einem einfachen Flugzeug ohne einen Luftdatencomputer oder Machmeter.
Das Gleiche ist für die zweite Ausführungsform der Erfindung zutreffend, bei der die Skalen mit den Markierungen für wahre Fluggeschwindigkeit (K.T.A.S.) und Markierungen für Flughöhe (F.L.) sowie mit den Markierungen für Machzahl (MACH) und Markierungen für Flughöhe (F.L.) auf der Lünette 7 und auf dem Anzeige-Ring 12 untereinander vertauscht sind. Dennoch basiert eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Uhr 1 auf einem automatischen Uhrwerk (Zeithalte-Schaltkreis 10) und umfasst eine analoge Zeitanzeige 6 mit einem Stundenzeiger 14 und Minutenzeiger 15.
[0036] Die Uhr 1 ist vorzugsweise als eine Armbanduhr oder als eine Taschenuhr ausgebildet.
Besonders bevorzugt ist die Ausführungsform der erfinderischen Uhr 1 als eine Armbanduhr.
[0037] Die Verwendung der erfindungsgemässen Uhr 1 zum Abschätzen der wahren Fluggeschwindigkeit wird nun an Hand der ersten Ausführungsform der Erfindung, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, erklärt:
[0038] Am Boden:
Der geforderte Wert für Flughöhe (F.L.) und der erwartete Wert für wahre Fluggeschwindigkeit in Knoten (K.T.A.S.) werden auf einer Oberseite 18 der Uhr 1 aufeinander ausgerichtet. Der geforderte Wert für Flughöhe (F.L.) befindet sich vorzugsweise auf der äusseren Skala, d.h. auf dem drehbaren Teil 8 der Lünette 7, und die erwartete wahre Fluggeschwindigkeit (K.T.A.S.) in Knoten ist auf der inneren Skala, d.h. auf dem Anzeige-Ring 12.
Als ein Beispiel, sind ein geforderter Wert für Flughöhe (F.L.) von 400 X 100 (= 40 000) Fuss und die erwartete wahre Fluggeschwindigkeit (K.T.A.S.) von 422 Knoten mit einem gefüllten Pfeil in Fig. 1 angezeigt.
[0039] Dann wird die korrespondierende geforderte Flughöhe (F.L.) auf einer Unterseite 19 der Uhr 1 gefunden. Der Wert für geforderte Flughöhe (F.L.) befindet sich vorzugsweise auf der inneren Skala, d.h. auf dem Anzeige-Ring 12 (siehe ausgezogener Pfeil in Fig. 1). Nun wird, gegenüberliegend der korrespondierenden Flughöhe (F.L.) auf der Unterseite 19 der Uhr 1, vorzugsweise auf der äusseren Skala, d.h. auf dem drehbaren Teil 8 der Lünette 7, die Machzahl (MACH) in Bruchteilen der Schallgeschwindigkeit beurteilt.
Diesem Beispiel entsprechend, wird die erwartete Machzahl auf etwa 0.76 Mal der Schallgeschwindigkeit geschätzt.
[0040] In der Luft, auf dem Flugdeck eines Flugzeugs, das mit einem Höhenmesser und einer Fluggeschwindigkeits-Anzeige ausgerüstet ist:
Die aktuelle, momentane Flughöhe (F.L.) wird von dem Höhenmesser des Flugzeugs abgelesen, der vorher auf die Standardeinstellung (1013 hPa oder 29,92 Zoll Quecksilbersäule) gebracht worden ist. Dann wird die wahre Fluggeschwindigkeit (K.T.A.S.) in Knoten gefunden, indem ein die wahre Fluggeschwindigkeit anzeigendes Gerät verwendet wird. Die aktuellen (F.L.)- und (T.A.S.)-Werte werden vorzugsweise auf einer Oberseite 18 der Uhr 1 aufeinander ausgerichtet.
Der momentane Wert für Flughöhe (F.L.) befindet sich vorzugsweise auf der äusseren Skala, d.h. auf dem drehbaren Teil 8 der Lünette 7, und die momentane wahre Fluggeschwindigkeit (T.A.S.) in Knoten ist auf der inneren Skala, d.h. auf dem Anzeige-Ring 12.
[0041] Dann wird die korrespondierende Flughöhe (F.L.) auf einer Unterseite 19 der Uhr 1 gefunden, vorzugsweise auf der inneren Skala, d.h. auf dem Anzeige-Ring 12.
Nun wird, gegenüberliegend der korrespondierenden Flughöhe (F.L.) auf der Unterseite 19 der Uhr 1, vorzugsweise auf der äusseren Skala (des drehbaren Teils 8 der Lünette 7), die Machzahl (MACH) in Bruchteilen der Schallgeschwindigkeit abgeschätzt.
[0042] Währenddem die Skalen auf der erfindungsgemässen Uhr auf den ISA-Bedingungen basieren, können sie praktisch beliebig aus einem weiten Bereich wie folgt ausgewählt werden:
Die Flughöhe (F.L.) wird zwischen 80 und 80 000 Fuss angezeigt.
Die wahre Fluggeschwindigkeit (K.T.A.S.) wird zwischen 200 und 9000 Knoten angezeigt.
[0043] Die besonders bevorzugten Skalen auf der erfindungsgemässen Uhr basieren wie folgt auf den ISA-Bedingungen:
Die Flughöhe (F.L.) wird zwischen 280 X 100 (= 28 000) und 470 X 100 (= 47 000) Fuss angezeigt.
Die wahre Fluggeschwindigkeit (T.A.S.) wird zwischen 350 und 520 Knoten angezeigt.
[0044] Es wird hier ausdrücklich angemerkt, dass die Machzahl eigentlich das Verhältnis der wahren Fluggeschwindigkeit (T.A.S.) und der lokalen Schallgeschwindigkeit ist. Um die Machzahl erfindungsgemäss abzuschätzen (insbesondere in der Luft), muss die wahre Fluggeschwindigkeit (K.T.A.S.) zuerst gefunden werden, indem ein die wahre Fluggeschwindigkeit anzeigendes Gerät verwendet wird.
So ein die wahre Fluggeschwindigkeit anzeigendes Gerät kann zum Beispiel ein konventioneller Flugcomputer oder eine Uhr mit Wahre-Fluggeschwindigkeits-Anzeige sein. Die internationale Patentanmeldung Nr. PCT/EP2007/060024, von der diese Anmeldung die Priorität beansprucht, und von der die gesamte Offenbarung hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme in diese Anmeldung aufgenommen ist, offenbart so eine Uhr mit einer Wahre-Fluggeschwindigkeits-Anzeige. Es wird des Weiteren darauf hingewiesen, dass die relative Ausrichtung der Wertepaare F.L. und K.T.A.S. sowie F.L. und MACHZAHL wie in den begleitenden Zeichnungen sein kann; dennoch sind umgekehrte (F.L. und MACH an etwa Zwölf-Uhr- oder oberer Position und F.L. und T.A.S. an etwa Sechs-Uhr- oder unterer Position) und gedrehte Ausrichtungen (z.B.
F.L. und T.A.S. an etwa Neun-Uhr- oder linken Position und F.L. und MACH an etwa Drei-Uhr- oder rechten Position) gleichermassen durch die vorliegende Erfindung umfasst.
[0045] Jegliche Kombinationen der Merkmale der in dieser Anmeldung offenbarten einzelnen Ausführungsformen gehören zum Umfang der vorliegenden Erfindung.
Die gleichen Bezugszeichen gehören zu den gleichen, in den Zeichnungen gezeigten Merkmalen, selbst wenn sie nicht in jedem Fall in der Beschreibung speziell beschrieben sind.
Bezugszeichenliste:
[0046]
1. : Uhr, Armbanduhr, Taschenuhr
2. : rückseitige Abdeckung
3. : Mittelteil
4. : Krone
5. : Glas
6. : Zeitanzeige
7. : Lünette
8. : drehbarer Teil von 7
9. : kreisförmige erste Kante von 8
10. : Zeithalte-Schaltkreis, Zeiterfassungsvorrichtung
11. : Energiequelle
12. : Anzeige-Ring
13. : erste Kante von 12
14. : Stundenzeiger
15. : Minutenzeiger
16. : Gummiapplikation
17. : Umfang von 8
18. : Oberseite von 1
19. : Unterseite von 1
The present patent application claims the priority of International Patent Application No. PCT / EP2007 / 060 024 filed on Sep. 21, 2007.
The present invention relates to a watch with Mach number display. The watch comprises: a housing formed of a back cover and a center part, the housing being closed with a glass; a time display; a bezel mounted on the central portion and circumscribing the time display, comprising a rotatable member having a circular first edge; a time-keeping circuit disposed in the housing for controlling the time indication and at least one power source for energizing the time-keeping circuit.
More particularly, the invention relates to a wristwatch or pocket watch that enables a user, particularly a pilot, to estimate the Mach number in relation to an aircraft on the ground or in the air.
There are many factors in aviation that a pilot must consider. One particular point of particular interest to which the present invention is concerned is the "True Airspeed" or T.A.S. As trained pilots know, the input for a standard airspeed indicator is both ram air pressure and static air pressure. The instrument in the cockpit shows the difference between the pressure of the ram air and the static air pressure, this difference then being transferred to "Indicated Airspeed" or I.A.S.
Thus, an airspeed indicator is a pressure difference meter that displays the pressure in units of speed rather than in units of pressure. The airspeed is derived from the difference between the pressure of the ram air from the pitot tube (s) and the static air pressure. Static air pressure is often detected at static openings located on one or both sides of the aircraft.
The indicated airspeed (I.A.S.), however, is the uncorrected airspeed indicator reading for instrument position and other errors.
Displayed airspeed means the speed of an aircraft, as indicated on its Pitot static airspeed display, calibrated to reflect ordinary atmospheric-adiabatic compressible sea-level currents uncorrected for airspeed system errors. Therefore, there is no correction for (air) temperature or (air) pressure.
The true airspeed (T.A.S.) is the speed of an aircraft relative to the mass of air in which it is flying, i. the magnitude of the vector difference between the speed of the aircraft and the speed of the air. Under zero wind conditions and in horizontal flight, this is equal to the speed over the ground.
Under wind conditions, an estimate of the wind is used to make a wind speed vector calculation that calculates an estimated ground speed from the true airspeed and a wind correction angle to maintain the desired ground rate.
Displayed airspeed (I.A.S.) will differ from the true airspeed at other air densities than about a reference density. Air density is influenced by temperature, moisture content and altitude. Displayed airspeed is used in the operation of an aircraft as the stall speed and maximum structural speed, regardless of true airspeed.
However, correct navigation via coupling (without constant ground reference) requires the use of true airspeed and wind corrections, if necessary.
The "Mach number" is the velocity of an object moving through air or any liquid substance divided by the velocity of sound in that substance. The Mach number is thus defined by the equation
<EMI ID = 2.0>
<tb> in the <Sep> M <sep> is the Mach number,
<Tb> <Sep> vo <sep> is the speed of the object relative to the medium and
<Tb> <Sep> vs <sep> is the speed of sound in the medium.
As the speed of sound increases with temperature, the actual speed of a Mach 1 traveling object will depend on the temperature of the fluid surrounding it. The Mach number is useful because the fluid behaves similarly at the same Mach number. Thus, an aircraft will experience the predominantly same type of shock waves as traveling with Mach 1 at 11 000 m (36 000 feet), even though it travels at 295 m / s (654.6 mph, T062 km / h, 86% of its speed at sea level).
When an aircraft is climbing, a drop in both the air temperature (-2 deg C per 1000 feet or about 300 m) and in the air pressure (37 mbar per 1000 feet or about 300 m) is experienced. For reference purposes, the length of a foot is approximated to 0.3 m.
In the following, reference is made to the conditions of the International Standard Atmosphere (ISA) as it is widely known and accepted. The ISA is an atmospheric model of the change in pressure, temperature, density and viscosity of the Earth's atmosphere over a wide range of altitudes. The ISA consists of tables of values at different heights, plus some formulas that derive those values. The International Standardization Organization (ISO) publishes the ISA as an international standard ISO 2533: 1975. Other standardization organizations, such as The International Civil Aeronautical Organization (ICAO) and the United States Government publish extensions or subsets of the same atmospheric model under their own standard authority.
The ICAO released its "ICAO Standard Atmosphere" as a Document 7488-CD in 1993. It has the same model as the ISA, but it extends the height coverage to 80 kilometers (262,500 feet).
The ISA model divides the atmosphere into layers with linear temperature divisions. The other values are calculated from basic physical constants and relationships. Thus, the standard consists of a table of values at different heights. For example, at sea level the standard gives a pressure of 1013 bar and a temperature of 15 deg. C and an initial temperature gradient of -6.5 deg. C / km. Above 12 km, the tabulated temperature is essentially constant. The tabulation continues up to 18 km, where the pressure is at 0.075 bar and the temperature at -56.5 deg. C have fallen.
The ISA model is based on average conditions at mid-latitudes, as determined by ISO Technical Committee TC 20 / SC 6. It has been revised from time to time since the middle of the 20th century.
Table 1
Standard Atmosphere 1976
[0011]
<tb> ISA layer <Sep> elevating
Surname <Sep> Basisgeo-
potential height h (in km) <Sep> base
geometric height z (in km) <sep> temperature gradient (in ° C / km) <Sep> base-temperature-
temperature 7 (inoC) <Sep> Basisatmos-
pheric pressure p
(in Pa)
<Tb> 0 <Sep> troposphere <Sep> 0.0 <Sep> 0.0 <Sep> -6.5 <sep> + 15.0 <Sep> 101,325
<Tb> 1 <Sep> tropopause <Sep> 11,000 <Sep> 11,019 <Sep> +0.0 <Sep> -56.5 <Sep> 22.632
<Tb> 2 <Sep> stratosphere <Sep> 20,000 <Sep> 20063 <sep> + 1.0 <Sep> -56.5 <Sep> 5,474.9
<Tb> 3 <Sep> stratosphere <Sep> 32,000 <Sep> 32162 <Sep> +2.8 <Sep> -44.5 <Sep> 868.02
<Tb> 4 <Sep> stratopause <Sep> 47,000 <Sep> 47350 <Sep> +0.0 <Sep> -2.5 <Sep> 110.91
<Tb> 5 <Sep> mesosphere <Sep> 51,000 <Sep> 51413 <Sep> -2.8 <Sep> -2.5 <Sep> 66939
<Tb> 6 <Sep> mesosphere <Sep> 71000 <Sep> 71802 <Sep> -2.0 <Sep> -58.5 <Sep> 3.9564
<Tb> 7 <Sep> Mesopause <Sep> 84852 <Sep> 86,000 <Sep> - <Sep> -86.2 <Sep> 0.3734
The ISA model certainly has a significant impact on the display of an airspeed instrument. Therefore, the instrument error will increase with an increase in the amount (better, a decrease in temperature and / or pressure). As a result, the difference between displayed airspeed and true airspeed will increase. As indicated, the indicated airspeed is very important for matters of the aircraft, such as e.g. Stall speed and structural limit. Anyway, on a normal flight, with pre-flight preparations done, you can do without both.
That's why every pilot is interested in the true airspeed.
During routine flight preparations, the pilot in charge of the upcoming flight is responsible for an accurate but estimated / expected true airspeed because that data is needed for the flight plan. In the event that the current true airspeed deviates more than 10 knots (+ or -), the air traffic control must be informed. Normally one finds the true airspeed by inserting the displayed airspeed, cruising altitude and temperature (at cruising altitude) into a chart in the aircraft flight manual.
The importance of true airspeed is best understood during the flight planning phase of a flight. While the indicated airspeed is very important for matters such as e.g.
Stall speed and structural limit is, it is the true airspeed needed for application for flight time and distance calculations. It should be noted that this is air distance. Of course, if a pilot wishes to know how long it will take to fly from one point to the next over the ground, he must add the course wind component (TWC) to the equation.
K.T.A.S. is the true airspeed given in knots (knots = nautical miles per hour, 1 nautical mile 1852 meters). The true airspeed can be called "T.A.S." for easier readability. and the unit "Node" can also be displayed.
All international flight calculations are based on flying at the planned true airspeed, which is generally defined as the speed of the aircraft through the relatively undisturbed air mass. K.I.A.S. is indicated airspeed indicated in knots.
Many methods are known in the prior art to calculate the true airspeed in a simple aircraft without a flight data computer or machmeter. True airspeed can be calculated as a function of local air density (or static air temperature and altitude pressure, which determine air density). Some airspeed indicators include a slide rule mechanism to perform this calculation.
On the other hand, the true airspeed assessment can be done with a computer such as the E6B "Whiz Wheel" or "asa E6-B Flight Computer" in the form of a circular, manual slide rule.
In addition, and beyond the knowledge of true airspeed, Mach number estimation is of particular interest to a pilot. It is therefore an object of the present invention to provide a watch with Mach number indicator.
According to a first aspect, this object is achieved by a clock as described above and corresponding to the features of the independent claim 1.
The timepiece according to the invention is characterized in that the bezel comprises markings for the altitude (F.L.) and marks for the Mach number (MACH), which are each directed radially to the first edge of the rotatable part of the bezel and are diametrically opposed to each other. The watch includes a display ring having a circular first edge concentrically disposed and located near the first edge of the rotatable portion of the bezel.
The display ring is attached to the center of the watch and includes true airspeed markers (KTAS) and fly height markers (FL), each aligned radially with the first edge of the indicator ring and diametrically opposed to each other in such a manner opposite that the (FL) marks of the rotatable part of the bezel face the (KTAS) marks of the display ring, and that the (MACH) or (MACHZAHL) marks of the rotatable part of the bezel correspond to the (FL) marks of the Opposite ring opposite.
According to a second aspect, this object is achieved by a clock as described above and corresponding to the features of independent claim 4.
The timepiece according to the invention is characterized in that the bezel comprises true flight speed markers (K.T.A.S.) and flight altitude markers (F.L.) respectively aligned radially with the first edge of the rotatable part of the steady rest and diametrically opposed to each other. The watch includes a display ring having a circular first edge disposed concentrically and located near the first edge of the rotatable portion of the bezel.
The display ring is attached to the center of the watch and includes altitude (FL) markers and Mach number markers (MACH) each radially aligned with the first edge of the indicator ring and diametrically opposed to each other in such a manner. that (KTAS) marks of the rotatable part of the bezel are opposite to the (FL) marks of the display ring, and that the (FL) marks of the rotatable part of the bezel oppose the (MACHZAHL) marks of the display ring.
Additionally preferred and inventive elements and features will be apparent from the dependent claims, respectively.
Also disclosed are uses of the inventive watch for Mach number estimates of an aircraft equipped with an altimeter and an airspeed indicator and for estimating the expected Mach number of an aircraft from the ground.
The timepiece according to the invention will now be described in more detail by means of exemplary embodiments and with the aid of accompanying schematic drawings, which represent a preferred embodiment of the present invention and are not intended to limit the scope of the invention. It is shown in:
<Tb> FIG. 1 <sep> is a plan view of a clock with an analog time display and an integrated Mach number display according to a first embodiment of the arrangement of the bezel and the display ring;
<Tb> FIG. 2 <sep> is a cross-section through a timepiece with a first and second variant of the first embodiment of the arrangement of the bezel and the display ring, as shown in Fig. 1.
Fig. 1 shows a plan view of a clock 1 with an analog time display and an integrated Mach number display according to a first embodiment of the arrangement of the bezel 7 and the display ring 12. The clock 1 comprises a housing, formed from a back cover 2 and a central part 3, wherein the housing is closed with a glass 5 (see Fig. 2). The clock further includes a time display 6; a bezel 7 mounted on the central part 3 and circumscribing the time display 6. The steady rest 7 comprises a rotatable part 8 with a circular first edge 9.
The clock also includes a time keeping circuit (time detecting device) 10 disposed in the housing and controlling the time display 6 and at least one power source 11 that powers the time keeping circuit 10 (see FIG. 2).
The bezel 7 of the inventive clock 1 - according to the first embodiment - includes markers for altitude (FL) and markers for Mach number (MACH), which are respectively directed radially to the first edge 9 of the rotatable part of the bezel 7 and the are diametrically opposed to each other. The inventive watch 1 comprises a display ring 12 having a circular first edge 13 arranged concentrically and located close to the first edge 9 of the rotatable part 8 of the bezel 7.
The display ring 12 is attached to the central portion 3 of the timepiece 1 and includes True Airspeed (TAS) or (KTAS) and Flight Level (FL) markers, each directed radially against the first edge 13 of the display ring 12 and which are mutually diametrically opposed to each other in such a way that the (FL) marks of the rotatable part 8 of the bezel 7 oppose the (TAS) marks of the display ring 12 and that the (MACHENCE) marks of the rotatable part 8 the bezel 7 the (FL) marks of the display ring 12 are opposite.
The clock 1 preferably comprises an analog time display 6 with twelve hour positions and with an hour hand 14 and a minute hand 15 and a crown 4 at the three o'clock position.
In this exemplary clock 1, the (FL) marks of the rotatable part 8 of the bezel 7 and the opposite (KTAS) marks of the display ring 12 are on a top 18 of the timepiece 1, preferably between the ten o'clock and two -Uhr positions. The (MACHZAHL) marks of the rotatable part 8 of the bezel 7 and the opposite (FL) marks of the display ring 12 of this exemplary clock 1 are located on a bottom 19 of the clock 1, preferably between the four o'clock and eight o'clock. o'clock positions.
Alternatively (not shown), the clock 1 comprises a digital time display 6.
The (FL) marks of the rotatable part 8 of the bezel 7 and the opposing (KTAS) marks of the display ring 12 are preferably located on an upper side 18 of the timepiece 1 in this alternative variant, with the (MACHZAHL) marks of the rotatable Part 8 of the bezel 7 and the opposite (FL) marks of the display ring 12 are preferably located on a bottom 19 of the clock 1 with a digital time display.
According to a second embodiment of the arrangement of the bezel 7 and the display ring 12 (not shown), the clock 1 comprises the same basic elements, a housing which is closed by a glass 5 and a back cover 2 and a central part 3 is shaped; a time display 6; a bezel 7 comprising a rotatable member 8 having a circular first edge 9;
a time-keeping circuit 10 disposed in the housing and controlling the time display 6; and at least one energy source 11 supplying power to the time-keeping circuit 10 (see FIG. 2).
The bezel 7 of the inventive clock 1 - according to the second embodiment - includes true flight speed markers (KTAS) and flight altitude markers (FL) aligned respectively radially with the first edge 9 of the rotatable part 8 of the steady rest 7 and which are diametrically opposed to each other. The inventive watch 1 comprises a display ring 12 having a circular first edge 13 which is concentric with the first edge 9 of the rotatable part of the bezel 7 and which is located close to this first edge 9.
The display ring 12 is fixed to the center portion 3 of the timepiece 1 and includes markers for altitude (FL) and markers for Mach number (MACH), which are each directed radially to the first edge 13 of the indicator ring 12 and which are mutually diametrically opposed in such a way that the (TAS) marks of the rotatable part 8 of the bezel 7 oppose the (FL) marks of the display ring 12, and that the (FL) marks of the rotatable part 8 of the bezel 7 indicate the (MACH ) Marks of the display ring 12 are opposite.
The clock 1 preferably comprises an analog time display 6 with twelve hour positions and with an hour hand 14 and a minute hand 15 and a crown 4 at the three o'clock position.
In this exemplary clock 1, the (KTAS) marks of the rotatable part 8 of the bezel 7 and the opposite (FL) marks of the display ring 12 are on a top 18 of the timepiece 1, preferably between the ten o'clock and two Clock positions, with the (FL) marks of the rotatable part 8 of the bezel 7 and the opposite (MACHZAHL) marks of the display ring 12 are on a bottom 19 of the clock 1, preferably between the four o'clock and eight o'clock positions.
Alternatively (not shown), the clock 1 comprises a digital time display 6 and the (KTAS) marks of the rotatable part 8 of the bezel 7 and the opposite (FL) marks of the display ring 12 are on a top side 18 the clock 1, whereby the (FL)
Markings of the rotatable part 8 of the bezel 7 and the opposite (MACHZAHL) marks of the display ring 12 on a bottom 19 of the clock 1 are located.
Fig. 2 shows a section through a clock 1 with a first and second variant of the first embodiment of the arrangement of the bezel 7 and the display ring 12, as shown in Fig. 1. All basic and all inventive elements of a clock 1 are shown here: The housing is finished with a glass 5 and formed by a back cover 2 and a middle part 3. It has a time display 6 and a bezel 7 comprising a rotatable part 8 with a circular first edge 9. A time keeping circuit (time detecting device) 10 is disposed in the housing and controls the time display 6.
Also in the housing at least one energy source 11 is arranged, which supplies the time-keeping circuit 10 with energy.
In this Fig. 2, two alternative variants of the arrangement of the bezel 7 and the display ring 12 are disclosed. On the left of the display ring 12 is visually arranged part of the bezel 7 of the clock 1 and above the glass 5. Nevertheless, the display ring 12 is fixed in this case and can not be rotated. As a result, only the rotatable part 8 of the steady rest 7 can be rotated with respect to the display ring 12. This variant according to the left side in Fig. 2 has the advantage that the two circular edges 9,13 of the rotatable Lünettenteils 8 and the display ring 12 are in very close proximity.
This allows for precise alignment of the scales of the rotatable bezel part 8 and the display ring 12 and reading of the Mach number (MACH) without optical parallax error.
On the right, the display ring 12 is a part of the middle part 3 and arranged below the glass 5. As is apparent in this case, the display ring 12 is fixed and can not be rotated and only the rotatable part 8 of the bezel 7 can be rotated with respect to the display ring 12. This variant according to the right-hand side in FIG. 2 has the advantage that the area of the rotatable steady-state part 8 and the display ring 12 can in any case be greater.
This allows larger and more readable scales and letters, which are mounted on the rotatable part 8 and on the display ring 12 and thus an easier reading of the value of Mach number (MACH).
It is preferred that the rotatable part of the bezel 7 of the inventive clock 1 comprises a surface which constitutes a surface with improved grip. This surface may be corrugated or ribbed, however, a rubber appliqué 16 affixed to at least a portion of the periphery 17 of the rotatable member 8 of the bezel 7 is preferred. Also combinations of ribbed surfaces and pieces of rubber applications are conceivable.
Particularly preferred is a ring-like rubber application 16 around the periphery 17 of the rotatable bezel part 8 as shown in FIG.
The time keeping circuit (time detecting device) 10 or the work of the clock 1 may be mechanical or electronic. Mechanical works are well known as "tourbillon" or as "automatic" movements. A tourbillon is a type of mechanical watch or watch escapement invented in 1795 by Abraham-Louis Breguet designed to counteract the effects of gravity and other disturbing forces that can affect the accuracy of a chronometer. In a tourbillon, the entire escapement assembly revolves, including the balance, the escapement wheel and the lever armature fork. The rate of rotation varies per design, but has been standardized to one revolution per minute.
In this way, in a tourbillon, the entire escapement assembly is the energy source 11. There are many "tourbillon" counterfeits or replicas of premium brand watches that mimic this feature with the oscillating balance visible through the dial. However, these are usually conventional lever escapements from automatic movements, not tourbillons. Electronic works are well known as quartz movements. A quartz watch is a watch that uses an electronic oscillator made of quartz crystal to keep the exact time. This crystal oscillator generates a signal with very accurate frequency. In general, a time-keeping circuit 10, in some form of digital logic, counts the cycles of that signal and provides a numeric time indication.
The power source 11 in a quartz watch is usually an electric source installed as a battery or a rechargeable battery.
Regardless of the type of time keeping device 10 or factory and the power source 11 of the timepiece 1, the bezel 7 with its markings for altitude (FL) and marks for Mach number (MACH) and the display ring 12 are with its true airspeed (KTAS) and altitude (FL) markers (according to the first embodiment of the invention) usable for estimating the true airspeed in a simple aircraft without an air data computer or machmeter.
The same is true for the second embodiment of the invention where the true flight speed (KTAS) and flight altitude (FL) markers, Mach number markers (MACH) and flight altitude markers (FL) are on the steady rest 7 and on the display ring 12 are interchanged. Nevertheless, a particularly preferred embodiment of the inventive clock 1 is based on an automatic movement (time-keeping circuit 10) and comprises an analog time display 6 with an hour hand 14 and minute hand 15.
The clock 1 is preferably designed as a wristwatch or as a pocket watch.
Particularly preferred is the embodiment of the inventive clock 1 as a wristwatch.
The use of the inventive clock 1 for estimating the true airspeed will now be explained with reference to the first embodiment of the invention, as shown in FIGS. 1 and 2:
At the bottom:
The requested altitude value (F.L.) and the expected value for true airspeed in nodes (K.T.A.S.) are aligned on a top 18 of the clock 1. The required altitude value (F.L.) is preferably on the outside scale, i. on the rotatable part 8 of the steady rest 7, and the expected true airspeed (K.T.A.S.) in knots is on the inner scale, i. on the display ring 12.
As an example, a requested altitude (F.L.) value of 400 X 100 (= 40,000) feet and the expected true airspeed (K.T.A.S.) of 422 nodes are indicated by a solid arrow in FIG.
Then the corresponding required altitude (F.L.) is found on a bottom 19 of the clock 1. The required altitude value (F.L.) is preferably on the inner scale, i. on the display ring 12 (see solid arrow in Fig. 1). Now, opposite to the corresponding altitude (F.L.) on the underside 19 of the clock 1, preferably on the outside scale, i. on the rotatable part 8 of the bezel 7, the Mach number (MACH) in fractions of the speed of sound assessed.
According to this example, the expected Mach number is estimated to be about 0.76 times the speed of sound.
In the air, on the flight deck of an aircraft equipped with an altimeter and an airspeed indicator:
The current instantaneous altitude (F.L.) is read from the altimeter of the aircraft previously brought to the default setting (1013 hPa or 29.92 inches of mercury). Then the true airspeed (K.T.A.S.) is found in nodes using a true airspeed indicating device. The current (F.L.) and (T.A.S.) values are preferably aligned on an upper side 18 of the clock 1.
The instantaneous value for altitude (F.L.) is preferably on the outer scale, i. on the rotatable part 8 of the bezel 7, and the instantaneous true airspeed (T.A.S.) in knots is on the inner scale, i. on the display ring 12.
Then, the corresponding altitude (F.L.) is found on an underside 19 of the timepiece 1, preferably on the inner scale, i. on the display ring 12.
Now, opposite to the corresponding altitude (F.L.) on the underside 19 of the clock 1, preferably on the outer scale (of the rotatable part 8 of the bezel 7), the Mach number (MACH) is estimated in fractions of the speed of sound.
While the scales on the timepiece according to the invention are based on the ISA conditions, they can be chosen practically as desired from a wide range as follows:
The altitude (F.L.) is displayed between 80 and 80,000 feet.
The true airspeed (K.T.A.S.) is displayed between 200 and 9000 knots.
The most preferred scales on the timepiece according to the invention are based on the ISA conditions as follows:
The altitude (F.L.) is displayed between 280 X 100 (= 28 000) and 470 X 100 (= 47 000) feet.
The true airspeed (T.A.S.) is displayed between 350 and 520 knots.
It is expressly noted here that the Mach number is actually the ratio of the true airspeed (T.A.S.) and the local speed of sound. In order to estimate the Mach number according to the invention (especially in the air), the true airspeed (K.T.A.S.) must first be found by using a true airspeed indicating device.
Such a true airspeed indicating device may be, for example, a conventional flight computer or a true airspeed display. International Patent Application No. PCT / EP2007 / 060024, of which this application claims priority, the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference into this application, thus discloses a watch with a true airspeed display. It is further pointed out that the relative orientation of the value pairs F.L. and K.T.A.S. and F.L. and MACHZAHL may be as in the accompanying drawings; however, inverted (F.L. and MACH at about twelve o'clock or upper position and F.L. and T.A.S. at about six o'clock or lower position) and rotated orientations (e.g.
F. L. and T.A.S. at about nine o'clock or left position and F.L. and MACH at about three o'clock or right) equally by the present invention.
Any combination of features of the individual embodiments disclosed in this application are within the scope of the present invention.
The same reference numerals belong to the same features shown in the drawings, even if they are not in any case specifically described in the description.
LIST OF REFERENCE NUMBERS
[0046]
1st: Watch, wristwatch, pocket watch
2.: back cover
3rd: middle part
4th: crown
5.: Glass
6.: time display
7.: Bezel
8.: rotatable part of 7
9.: circular first edge of 8
10.: Time keeping circuit, time detecting device
11.: Energy source
12.: Display ring
13th: first edge of 12th
14.: Hour hand
15th: minute hand
16.: Rubber application
17.: Scope of 8
18.: Top of 1
19.: bottom of 1