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Vorrichtung zur kontinuierlichen Anzeige der Neigung einer Schiffsebene
und der Stellung des Horizonts in bezug auf die Schiffsebene Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Anzeige der Neigung einer Schiffsebene
und der Stellung des Horizonts in bezug auf die Schiffsebene, bei welcher die Neigungsanzeige
durch zwei Sätze je nach Größe und Richtung der Neigung selektiv und progressiv
aufleuchtender elektrischer Lampen erfolgt, die von Quecksilberschaltern eingeschaltet
werden, die fest mit der Schiffes ebene verbunden sind.
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Es ist eine Vorrichtung bekannt, die dem Piloten eines fliegenden
Flugzeuges die Schräglage zur Horizontalen anzeigt. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen
aus drei in einer Linie nebeneinander, mit Abstand zueinander angeordneten Lampen,
die ständig aufleuchten, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, und einer Anzahl weiterer
Lampen, die unter der erstgenannten Lampenreihe in zwei Sätzen in Reihe angeordnet
sind, sowie Quecksilberschaltern. Durch Aufleuchten der unteren Lampen bei Neigung
des Flugzeuges wird dem Piloten die Größe und Richtung der Neigung angezeigt. Die
Verwendung einer derartigen Anzeigevorrichtung an einem Schiff, das z. B. mit einem
Landedeck für Hubschrauber ausgerüstet ist, ist jedoch mit Nachteilen verbunden,
da die Stellung des Horizonts in bezug auf die geneigte Deckebene nicht angezeigt
wird. Die Sicherheit des Landemanövers bei schlechter Sicht oder Dunkelheit ist
nicht gewährleistet. Es ist weiter nachteilig, daß unter solchen Bedingungen die
Größe der Neigung optisch nicht sichtbar ist, da dem Piloten beispielsweise des
landenden Hubschraubers die objektive Stellung des Landedecks auf dem Schiff zur
Horizontalebene nicht angezeigt wird.
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Für die Sicherheit des Landevorganges insbesondere in den Nachtstunden
oder bei schlechten Sichtverhältnissen ist es unbedingt erforderlich, daß der Pilot
einen genauen Begriff von der Längs- oder Querneigung des Schiffes und daher auch
der Neigung der Landefläche hat, die fest mit dem Schiff verbunden ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, die unmittelbar,
klar und kontinuierlich die Stellung des Horizonts in bezug auf die Schiffsebene
und gleichzeitig die Größe und Richtung der Neigung gegenüber dem Horizont anzeigt.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Anzeige der
jeweiligen Stellung des Horizonts gegenüber der Schiffsebene zwei weitere Sätze
von selektiv aufleuchtenden elektrischen Lampen und eine entsprechende Anzahl von
Quecksilberschaltern vorgesehen sind und daß die Sätze elektrischer Lampen an den
Seiten einer im wesentlichen senkrecht
zu der Schiffsebene verlaufenden Wand angeordnet
sind.
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Zweckmäßigerweise sind die Quecksilberschalter aus Röhren eines starr
oder flexiblen isolierenden Materials hergestellt, die innerhalb von Gehäusen angeordnet
sind, die einen kreisförmigen Umriß aufweisen, die mit Kontakten versehen sind,
die um vorbestimmte Winkel gegeneinander versetzt sind.
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Jede der elektrischen Lampen kann an einem Quecksilberschalter anliegen.
Vorzugsweise liegt jeder Satz elektrischer Lampen an einem einzigen Quecksilberschalter
an, der eine entsprechende Zahl von Kontakten trägt, die um vorbestimmte Winkel
gegeneinander versetzt sind.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung sind die Quecksilberschalter
mit Einrichtungen zur Kompensation der inneren Drücke und mit einer Einrichtung
zur Einstellung der Quecksilbersäule versehen.
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Die Lampensätze ermöglichen dem Piloten eines zur Landung ansetzenden
Hubschraubers, mit einem Blick die Stellung des Horizonts zu erfassen. Nach dem
weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel geformte Lampen zeigen ihm die Größe
der Neigung des Schiffes an, und er kann optisch die Richtung der Neigung durch
Vergleich mit der angezeigten Horizontalen ausmachen. In jedem Moment seines
Anfluges
ist ihm auch in der Dunkelheit und ohne weitere Navigationsmittel die Lage der Landebahn
in bezug auf die Ruhestellung (Horizontalebene) deutlich, einfach und Verwechslungen
ausschließend angezeigt. Es ist darüber hinaus vorteilhaft, daß durch die Trennung
der Anzeige von Neigung und Horizont und Anordnung der zwei Anzeigemittel so zueinander,
daß sie ein optisch vergleichbares System bilden, das augenblicklich vom Betrachter
erfaßt wird, die Anzeigevorrichtung sicher ist und Fehler bei der Landung ausschließt.
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Die Erfindung soll nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher
erläutert werden, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
darstellen.
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In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 das elektrische Schaltschema der
elektrisch aufleuchtenden Anzeigefelder sowie deren Schalter, F i g. 2 die Einzelheiten
von einem der Quecksilberschalter zur Beleuchtung der Felder, die die horizontale
Ebene anzeigen, F i g. 3 einen der Quecksilberschalter, der die Beleuchtung des
Feldes steuert, das den Neigungswinkel anzeigt, F i g. 4 und 5 schematisch zwei
Stellungen des Schiffes mit den entsprechenden Anzeigen der elektrisch leuchtenden
Felder, die auf zwei Seiten der Landebahn vor dem Flugzeugschuppen angeordnet sind,
F i g. 6 eine schematische Darstellung eines abgeänderten Quecksilberschalters,
der die Beleuchtung der einzelnen Felder,--die den Winkel oder die Neigungen anzeigen,
steuert, F i g. 7 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Quecksilberschalters
für die horizontale Bezugslinie.
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In F i g. 1 sind die elektrisch aufleuchtenden Felder, die die Stellung
der Horizontalebene anzeigen, durch Kreise dargestellt, die für den linken Satz
die Nummer von 1 bis 10 tragen und für den rechten Satz von 1' bis 10'.
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Die Felder der Skalenscheiben, die den Neigungswinkel anzeigen, sind
durch Rechtecke dargestellt, die die Bezugszeichen von 1a bis 10 a auf der linken
Seite und von lb bis 10 b auf der rechten Seite tragen.
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In dem mittleren Teil des Schemas zeigen die Buchstaben A bis M die
Quecksilberschalter an, die in Gestalt eines Ringrohres ausgebildet sind. Sie sind
in einer geeigneten Anordnung vorzugsweise in der Nähe des Schwerpunktes des Schiffes
angebracht und bewirken auf Grund des Rollens des Schiffes ein Schließen der entsprechenden
Stromkreise, die das Aufleuchten der entsprechenden Felder zur Folge haben.
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In Fig. 1 sind einfachheitshalber nur die Stromkreise für die Anzeige
der rechtsseitigen Neigung (in Richtung einer Vorwärtsbewegung des Schiffes) gezeigt.
Es ist jedoch selbstverständlich, daß die gleichen symmetrischen Stromkreise die
Sätze der Felder 11 und 13 mit den Schaltern 12 verbinden, um die linksseitige Neigung
anzuzeigen.
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Der »Empfindlichkeitsgrad« des Systems kann jede Größe aufweisen.
Beispielsweise bezieht sich die F i g. 1 auf Änderungen von einer Größe von einem
Winkelgrad bei einem Maximum von 10 Winkelgraden. Daher beträgt die Neigung unter
Bezugnahme auf die Feldern und lb einen Winkelgrad,
wobei die Leiter 43 und 43' an
Polen einer Stron quelle enden, während der Leiter41 an den ober genannten Feldern
und an dem unteren Ende de Quecksilberschalters B anliegt. Der Kontakt 4 schließt
den Stromkreis nur, wenn das Schiff eine Neigung von einem Grad ausgesetzt ist,
d. h., wen die Quecksilbersäule von B einer solchen Winkel änderung ausgesetzt ist,
wie es im nachstehende noch besser gezeigt werden soll, und auf diese Weis leuchten
die Felder la und 1 b auf.
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Bei größeren Neigungswerten, beispielsweise fü eine Neigung von 10
Grad, leuchten alle Felder vor den beiden Sätzen a und b auf, da alle Schalter vo
A bis M geschlossen sind.
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Mit einem Stromkreis, der gleich ist dem obe beschriebenen, leuchten
die beiden Sätze von Fe] dern von 1 bis 10 und von 1' bis 10' auf, die di Stellung
des Horizonts darstellen. In diesem Fall er folgt das selektive Aufleuchten von
nur einem ent sprechenden Feld in dem Satz von 1 bis 10 und vo dem entsprechenden
Feld von 1' bis 10'. Einer de Steuerschalter der obengenannten Felder ist in Fig.
gezeigt. Er wird durch einen Körper 22 gebildet, de aus einem isolierenden und transparenten
Materia besteht und der ein kreisförmiges Gehäuse 14 trägt in dem ein flexibles
Rohr 15 angeordnet ist, da ebenfalls kreisförmig geführt ist und eine gewiss Menge
an Quecksilber enthält. An den beiden Ende des Rohres 15 sind zwei elastische Blasenl8
vor gesehen, die in den Sitzen 17 angeordnet sind unc die den Zweck haben, die inneren
Drücke bzw Vakua zu kompensieren. Ein Paar von Kontakte 16 und 20, die zu den Klemmen
19 und 24 führen ist in einem Winkel von 180 Grad zu dem geometri schen Mittelpunkt
des Schiffes mit einer Phasen verschiebung a in der Ebene 21 der Quecksilbersäul
ausgerichtet. Wenn der Schalter einer solchen Dre hung im Uhrzeigersinn ausgesetzt
wird, so daß eine Winkelverschiebung ß an der Säule 21 auftritt, wirc der gleichzeitige
Kontakt von zwei Leitern 16 und 2( geschlossen und es werden zwei Felder (das rechte
und das linke Feld) zum Aufleuchten gebracht, dis die Stellung des Horizonts anzeigen.
Dieselbe Betrachtung gilt auch für die anderen Paare von Feldern, die mit entsprechenden
Schaltern verbunder sind und die Kontakte für die entsprechenden Winkelstellungen
tragen.
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In F i g. 3 ist einer der Quecksilberschalter gezeigt der die Beleuchtung
der Felder steuert, die den Neigungswinkel der Ebene anzeigen.
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In diesem Falle ist der Kontakt 31 (der gemeinsam für alle Schalter
ist) immer in Quecksilber eingetaucht, während der Kontakt 42 durch das Quecksilber
nur dann berührt wird, wenn der Neigungswinkel ß' den Wert erreicht, der durch das
betreffende Feld, das damit verbunden ist, angezeigt werden soll.
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Indem sich der Winkel für jeden Schalter des Satzes ändert, erfolgt
das gleichzeitige Aufleuchten von allen Feldern, die die Neigungswerte von 0 bis
zu dem Wert der Neigung in dem betreffenden Augenblick anzeigen.
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Für das unter Umständen erforderliche Einstellen des Quecksilberspiegels
in den Schaltern sind entsprechende Einrichtungen, die in Fig. 2 und 3 gezeigt sind,
vorgesehen. In Fig. 2 ist eine Einstellschraube 23 gezeigt, die von einer Durchführung
30 getragen wird, wobei der Schaft 29 über einen Kolben
28 die
Menge des Quecksilbers, die in einer Verlängerung 27 enthalten ist, steuert, die
mit dem Schalter mittels eines Paares von Ansätzen 26 verbunden ist, die durch eine
Schraube 25 gehalten werden.
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F i g. 3 verändert eine Schraube 29 durch Verschieben einer Kante
32, die auf eine gleitende Ebene 35 wirkt, die symmetrische Form des Rohres, wodurch
eine Änderung der Quecksilbersäule bewirkt wird.
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An Stelle des Satzes von Quecksilberschaltern, die das Aufleuchten
der Felder steuern und den Neigungswinkel anzeigen, ist es auch möglich, nur einen
Mehrfachkontaktschalter vorzusehen, von einer Art, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
In diesem Fall ist ein gemeinsamer Leiter 31' vorgesehen, der immer in das Quecksilber
eingetaucht ist. Zwei Sätze von Kontakten 42' und 42" sind in progressiven Winkelstellungen
angeordnet und dienen dazu, das Aufleuchten der Felder zu steuern, wenn die Quecksilbersäule
21 einen Kontakt auf der rechten Seite (42') und auf der linken Seite (42") herstellt.
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In F i g. 7 ist ein anderer Mehrfachkontaktschalter gezeigt, der
zur Steuerung der Felder, die die Horizontale anzeigen, dient. In diesem Fall sind
vier Sätze von Kontakten, nämlich die Sätze 16' und 20' für die rechtsseitige Neigung
und zwei Sätze 16" und 20" für die linksseitige Neigung, vorgesehen. Die Beiätigung
ist gleich zu der bereits beschriebenen in Verbindung mit der Fig. 2.
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In F i g. 4 ist ein Zusammenbau der elektrisch aufleuchtenden Anzeigefelder
dargestellt, die an den Seiten der Rollbahn zu einem Flugzeugschuppen für Hubschrauber
an Bord eines Schiffes angeordnet sind. Angenommen, daß das Schiff rechtsseitige
Neigung von 10 Grad hat und daß jedes Feld eine Empfindlichkeit von 2 Grad aufweist,
so sieht der Pilot bei der Landung ein Aufleuchten der Felder 36 und 37, die den
Betrag und die Richtung der Neigung anzeigen. Die Horizontallinie wird durch die
dreieckigen Felder 38 und 39 angezeigt, die die Stellung der Horizontalebene in
bezug auf die Schiffsebene 40 darstellt.
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Das Bezugszeichen 15 zeigt die Stellung der Quecksilberschalter.
Durch Anderung der Trimmung des Schiffes ändert sich entsprechend die Anzahl und
die Stellung des Aufleuchtens der Felder, wodurch der Pilot die exakte Wahrnehmung
der Neigungsverhältnisse erhält und in der Lage ist zu beurteilen, ob eine Landung
auf dem Deck möglich ist oder nicht.
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Wenn die Neigung gleich 0 ist, fällt die Horizontallinie, die durch
die Felder38' und 39' angegeben wird, mit den keine Neigung anzeigenden Feldern
36' und 37', wie es in Fig. 5 gezeigt ist, zusammen.
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Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung auch für andere Verwendungszwecke
brauchbar ist, bei-
spielsweise für die Überwachung von Höhen, nächtlichen topographischen
Vorgängen, Winkelsteuerungen im allgemeinen u. dgl., mit dem vorteilhaften Merkmal,
daß die anzeigenden Felder in einer Stellung angeordnet werden können, die sehr
weit von der Zone, in der die Messung durchgeführt wird, entfernt sein kann.