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Rechengerät zur Bestimmung radioaktiver Niederschläge Die Erfindung
betrifft ein Rechengerät zurBestimmung radioaktiver Niederschläge.
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Nach einer Explosion eines nuklearen Sprengsatzes in der Nähe der
Erdoberfläche können radioaktive Niederschläge auftreten und beträchtliche Gebiete
verseuchen. Das radioaktive Niederschlagsgebiet erstreckt sich in der Richtung,
in die der Wind weht, und schreitet mit der mittleren Geschwindigkeit des Windes
voran.
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Die Niederschläge erreichen und bedecken den Erdboden, die Einrichtungen
und Gegenstände derart, daß Personen, -die sich in diesem Gebiet aufhalten oder
sich.
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darin bewegen der doppelten Gefahr radioaktiver Bestrahlung und Verseuchung
ausgesetzt sind.
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Da es sich hierbei um einen zeitlich verzögerten Vorgang handelt,
lässt sich der Umfang der Gefahrenzone, die. versucht wird, vorausberechnen. Hierzu
ist es nötig, einige bestimmte Werte der Explosion zu kennen, die darauf Einfluss
haben.
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Eine derartige Vorausberechnung interessiert sowohl die militärische
Führung als auch den nationalen Zivilschutzdienst, denn mit Kenntnis der Werte ist
es möglich, die bedrohten Truppen und die Zivilbevölkerung zu warnen, so dass sie
geeignete schutzmaßnahmen ergreifen können.
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Die derzeit gebräuchliche Vorau-sberechnungsmethode, die vomNilitär
benutzt wird, ist die in dem STANDARDISATION AGREEMENT (STANAGX 210)/2 beschriebene
und von den Mitgliedsstaaten-der Nato und Frankreich übernommene. Danach bestehen
zwei Versionen.
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Die eine, das exakte Verfahren genannt, ermöglicht es, die Gefahrenzone
relativ genau zu bestimmen.
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Sie wird von den Spezialorganen großer Einheiten, der sogenannten
"Centres N.B.C." angewendet und erfordert die Verwendung von vier aufeinander abgestimmten
Nomogrammtafeln. Die Auswertarbeit kann lange dauern -einer Zeit, wo die Ergebnisse
sehr dringend benötigt werden - und das Ergebnis kann durch eine versehentlich falsche
Verschiebung- verfälscht werden. Die andere, das vereinfachte Verfahren genannte
lässt eine allgemeinere Vorschau zu. Sie kann von kleinen Einheiten verwendet werden;
sie erfordert zum einen eine periodische Messung, die vom Centres N.B.C. erarbeitet
wird und "Messung der resultierenden Windverhältnisse" genannt wird, und zum anderen
zwei Nomogrammtafeln und eine Spezialpause, die 11Vorschaulehre" im Maßstab ihrer
Karte. Es erweist sich, dass die Bedingungen im Feld wenig geeignet sind, auf Nomogrammtafeln
aus Papier zu arbeiten, und dass die "Vorschaulehre" bei gewissen Maßstäben besonders
sperrig ist.
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Die Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile dieser Verfahren zu
überwinden.
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Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Rechengerät zur Bestimmung
radioaktiver Niederschläge dadurch gekennzeichnet, dass es eine undurchsichtige
Rückplatte von dreieckiger Form und eine drehbar darauf befestigte, durchsichtige
Scheibe aufweist, dass die drehbare Scheibe +) konzentrisch zum Mit£el- und Drehpunkt
angeordnete Skalen aufweist, wobei sich eine erste Skala auf der Rückplatte befindet,
die in Einheiten der Sprengkraft der nuklearen Sprengkörper geeicht ist und auf
die eine erste radiale Marke auf der Drehscheibe einstellbar ist, eine zweite Skala
auf der Rückplatte, im Maßstab der sogenannten Zone a geeicht, sich befindet, der
eine dritte Skala zugeordnet ist, die auf der Scheibe angebracht ist und Einheiten
der Windgeschwindigkeit aufweist, während eine vierte bis achte Skala auf der Rückplatte
angebracht sind und in Werten der Wolkenspitzenhöhe, der Wolkenbasishöhe, der Höhe
von zwei Drittel der Stielhöhe des Wolkenpilzes, des Radius der Wolke und der Fallzeit
der mittleren Teilchen von der Wolkenunterkante geelcht sind, denen gegenüber eine
zweite, radial verlaufende Marke auf der Scheibe angebracht ist, und dass Kurven
gleicher Zeit für die Spanne zwischen Lichtblitz und Explosionsdonner auf der- Rückplatte
angebracht sind, eine neunte Kurven skale, in Werten der Wolkengipfelhöhe geeicht,
und eine zehnte Kurvenskala, in Werten der-Wolkenbasishöhe ge-+) und die Rückplatte
eicht,
auf der Drehscheibe angebracht sind und die Kurven gleicher Zeitspanne zwischen
Lichtblitz und Exploosionsdonner auf der Rückplatte schneiden, eine elfte kreisbogenförmige
Skala auf der Rückplatte angebracht und in Werten des Intervalls zwischen Lichtblitz
und Explosionsdonner geeicht ist, dass eine zwölfte kreisbogenförmige Skala sich
auf der Drehscheibe befindet, der elften Skala gegenüber steht und in Werten der
Breite der Wolke geeicht ist, eine dreizehnte kreisbogenförmige Skala auf der Rückplatte
angebracht ist, die in Werten der Lichtblitzdauer geeicht ist, und eine dritte Marke,
in radiale ler Richtung verlaufend, sich auf der Drehscheibe befindet und sich gegenüber
der dreizehnten Skala verschieben lässt.
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Hiermit können Vorausberechnungen nach der genauen Methode angestellt
werden in gleicher Güte wie mit den Nomogrammen, aber die Ergebnisse liegen nahezu
sofort vor, denn es genügt eine AnSangseinstellung, worauf das Ergebnis abgelesen
werden kann. Bei Veränderungen der Ausgangswerte oder der Maßstäbe der vorschriftsmässigen
Nomogramme kann das Rechengerät sehr einfach an die neuen Gegebenheiten angepasst
werden. Es behält dabei seine prinzipiellen Vorteile, wie auch dann, wenn neue Unterlagen
vorliegen.
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Es weist dieselben Vorzüge für das vereinfachte Verfahren auf, und
es ermöglicht eine schnelle Bestimmung des gefährdeten Gebietes bei allen gebräuchlichen
Kartenmaßstäben, indem noch vier unterschiedliche Maßstäbe vorgesehen sind.
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Auf seiner Rückseite trägt das Gerät eine Aufzeichnung der ordnungsgemäßen
Meldungen, die gebraucht werden, um die Ausgangsmessungen und das Ergebnis der Arbeit
weitergeben zu können. Der Sinn Jeder standardisierten Rubrik der Berichte ist damit
gegeben.
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Mit seiner wenig sperrigen und somit praktisohen Gestalt ersetzt
das gegenüber atmosphärischen Einflüssen unempfindliche Rechengerät folgende Gegenstände:
Vier Nomogramstafeln, vier Lehren, drei Standardmeldungen, einen Winkelmesser, ein
in den verschiedenen- Kartenmaßstäben geeichtes Lineal.
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Darüber hinaus erleichtert die unmittelbare Gegenüberstellung der
beobachtetenWrte und des Ergebnisses die Arbeit der für die Vorausberechnung zuständigen
Stellen; der wesentliche Vorzug liegt aber darin, dass die Berechnungen schnell
durchgeführt werden können.
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Nachfolgend wird anhand der Zeichnung die Erwindung im einzelnen
beschrieben, so dass ihre Vorteile, Eigenschaften und Merkmale noch deutlicher offenbar
werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Rechengerät zur
Bestimmung radioaktiver Niederschläge; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorderseite
der undurchsichtigen Rückplatte des Rechengerätes; Fig. 5 eine Draufsicht auf die
drehbare, durchsichtige Einstellscheibe; Fig. 4 eine Ansicht der Rückseite der undurchsichtigen
Rückplatte.
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Das Rechengerät zur Bestimmung des radioaktiven Niederschlags nach
der Erfindung besteht aus zwei Teilen, und zwar einer durchsichtigen Scheibe 1,
die um eine Achse o drehbar auf einer undurchsichtigen Rückplatte 2 angebracht ist,
welche Dreiecksform hat und deren Scheitelwinkel 400 beträgt.Die drehbare Scheibe
1 und die Rückplatte 2 weisen verschiedene Skalen auf, und die Scheibe 1 ermöglicht
es, die Anfangsgegebenheiten einzustellen und das Resultat dann abzulesen.
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Auf der Fig. 2 ist zu erkennen, dass die RUckplatte 2 auf ihrer Vorderseite
von oben nach unten folgende Skalen und Kurven aufweist: - eine Skala 3, als Kreisbogen
um den Drehpunkt 0, die in Einheiten der Sprengkraft der nuklearen Sprengsätze von
1 kt bis 10 Mt geteilt ist (Maßstab pn) - eine Skala 4,als Kreisbogen um den Drehpunkt
O,in Werten der Länge der Zone 1" in km geeicht (Maßstab "Z 1") - eine Skala 5,
als Kreisbogen um den Drehpunkt O,ln Werten der Gipfelhöhe der Wolke in km geeicht
(Maßstab "S") - eine Skala 6, als Kreisbogen um den Drehpunkt O,in Werten der Basishöhe
der Wolke in km geeicht (Maßstab "B") - eine Skala 7, als Kreisbogen um den Drehpunkt
0,in Werten der Höhe von zwei Drittel der Stielhöhe des Wolkenpilzes in km geeicht
(Maßstab "2/3") - eine Skala 8, als Kreisbogen um den Drehpunkt O,in Werten des
Radius der Wolke in km geeicht (Maßstab "R") - eine Skala 9, als Kreisbogen um den
Drehpunkt 0, in Werten der Fallzeit in Stunden der mittleren Teilchen von der Wolkenbasis
geeicht (Maßstab T")
- eine Kurvenschar 10 mit Kurven gleicher
Zeit für die Zeitspanne Lichtblitz-Explosionsdonner, in sec. geeicht - eine Skala
11 entsprechend den Zeitintervallen "Lichtblitz-ExplosionsdonnerW in sec. geeicht
mit zugehörigen Angaben in km-für den Abstand des Beobachters vom Explosionsort
und - eine Skala 12, als Kreisbogen um den Drehpunkt 0, für die Dauer der Lichterscheinung
in sec.
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Die in der Fig. 3 dargestellte, drehbare Scheibe 1 trägt folgende
Skalen und Marken: - eine Marke 13, bestehend aus einem radial verlaufenden Strich,
der gegenüber der Skala 3 auf der Rückplatte 2, die in Werten der Sprengkraft P
geeicht ist, verschieblich ist - eine Skala 14,als Kreisbogen um den Drehpunkt 0,
für die Wind ~geschwindigkeit in km/h (Maßstab V"), die der Skala 4 auf der Rückplatte
2 gegenüber liegt, welche die Länge der nZone 1" bestimmt - eine Marke 15 in einer
Linie mit der Marke 13, die vor den Skalen 5 bis 9 auf der Rückplatte 2 verschieblich
ist
- eine Kurvenskala 16 für die Gipfelhöhe der Wolke'in Tausendstel
geeicht, die die Kurvenschar 10 für gleiche Zeitabstände zwischen Lichtblitz und
Explosionsdonner auf der Rückplatte schneidet - eine Kurvenskala 17 für die Basishöhe
der Wolke in Tausendstel, die die Kurvenschar 10 auf der Rückplatte 2 schneidet
- eine Skala 18, als Kreisbogen um den Drehpunkt 0, entsprechend der Wolkenbreite
in Tausendstel. (Maßstab "L"), die der Skala 11 auf der. RUckplatte 2 zugeordnet
ist, welche in Zeitintervallen zwischen Lichtblitz und Explosionsdonner geeicht
ist, und - eine Marke 19 in einer Linie mit den Marken 15 und 15, die gegenüber
der Skala 12 auf der Rückplatte 2 verschieblich ist, welche in Einheiten der Lichtblitzdauer
geeicht ist.
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Um das Gerät nach dem vereinfachten Verfahren benutzen zu können,
weist die als Kreissektor mit 400 ffnungswinkel ausgebildete Rückplatte entlang
ihrer beiden Längskanten 2a und 2b die Skalenteilungen 20 und 21 in den Maßstäben
1: 50 000 und 1:100 000 und auf der Rückseite entlang derselben Kanten die Skalenteilungen
in
den Maßstäben 1:250 000 und 1:200 000 auf (Fig. 4).
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An Jede Skala 20 bis 23 sind die Radien der entsprechenden Explosionswolken
herangezeichnet, wobei diese zu sechs Gruppen nach ihrer Explosionsstärke zusammengefasst
sind, um das Gerät für das vereinfachte Verfahren verwendbar zu machen (rechteckige
Kästchen).
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Es bedeuten: A - 2 kt (Radius 1,2 km) B = 5 kt (Radius 1,75 km) C
= 30 kt (Radius 3,6 km) D = 100 kt (Radius 6 km) E = 300 kt (Radius 9,4 km) F =
1 Mt (Radius 16 km).
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Schließlich ist auf der Rückseite der RUckplatte 2 entlang der Kante
2c eine Gradeinteilung 24 angebracht, mit der die Zone'nach dem Gitternetz der Karte
bestimmt werden kann.
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Auf der RUckseite der Rückplatte 2 des Rechengerätes sind Felder
für verschiedene Eintragungen vorgesehen. In dem schematisch mit 25 bezeichneten
Feld ist
folgende Eintragung vorzunehmen: Alarmmeldung "N.B.C.-3"
D - Datum und Stunde "Z" des Angriffes F - Koordinaten des Punktes Null Y - Lage
der Grenzen "G" und "D"; acht zusammenhängende Ziffern der benutzten Einheit Z -
Geschwindigkeit Länge Zone 1" Radius Wind km Wolke (km/h) 3 oh. km 3 ch. 2 ch.
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In gleicher Art sind auf der Rückseite der Rückplatte 2 weitere Bezeichnungen
vorhanden, die schematisch mit dem Rechteck 26 angedeutet sind und folgenae Bedeutung
haben: meldung "resultierende Winde"
| z m rx |
| Datum Stunde |
| A3 mm |
| C eRiChtUngl Geschwindigkeit |
| D .(km/h |
| On f \ { |
| D t des resulttverenden Windes |
| E erenden Windes |
| (Je eine Zeile für Jede |
| J Expl.-Stärke) |
| Explos.-Stärke |
| d.Wolke |
| 2 1,2 |
| 5 1,75 |
| 30 3>6 |
| 100 6 |
| 300 9,4 |
| 1000 16 |
Die Rückseite der Rückplatte 2 trägt noch Aufzeichnungen, die
den Bericht des Beobachters betreffen und schematisch durch das Trapez 27 angedeutet
sind. Sie sind: Bericht des Beobachters nN.B.C.-lw B - Position des Beobachters:
Koordinaten C - Richtung,- in der der Angriff beobachtet wurde D - Datum und Stunde
#Zft des Angriffes E - Dauer des Lichtblitzes in Sekunden F - Ort des Angriffs
H - War die Explosion in der Luft oder am Boden? J - Zeitspanne zwischen Lichtblitz
und Explosionsdonner in Sekunden K - War ein Bxplosionskrater vorhanden? Abmessungen
L - Größe der Wolke im Augenblick der Wahrnehmung des Explosionsdonners M - Höhe
des Gipfel8 und der Basis der Wolke 10 Minuten nach der Explosion Die Maßstäbe,
Skaleneinteilungen und Kurven des Rechengerätes sind nach folgender Art aufgebaut:
Ein Maßstab der Sprengkraft, durchlaufend von 1 kt bis 10 Mt dient als Ausgang für
den Aufbau.
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In der oberen Hälfte des Rechengerätes sind die Maßstäbe für die
Vorherbestimmung der radioaktiven Niederschläge angeordnet.
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Inder unteren Hälfte befinden sich die Skalen und Kurven zur Bestimmung
der Sprengkraft.
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Alle Skalen sind folgendermaßen aufgebaut: Auf dem ursprünglichen
Nomogramm werden zunächst eine bestimmte Anzahl Ausgangspunkte ausgewählt, etwa
20 bis 5Q Je nach den Eigenheiten der Umstände. Diese Punkte werden einer nach dem
anderen, nachdem die entsprechende Sprengkraft eingetragen war, übertragen. Alsdann
werden in einer zweiten Stufe gewisse Korrekturen bei zu geringer Amplitude angebracht,
schließlich wenigstens die Veränderung der Ausgangsgegebenheit, die Veränderung,
die sich aus einem Irrtum ergeben hat, in das ordnungsgemäß Nomogramm eingeführt.
Schließlich ist die komplette Skala eingetragen nach einer letzten Kontrolle auf
der Grundlage der verschiedenen Ausgangswerte.
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Die Bestimmung der Sprengkraft mit Hilfe der Gestalt der Wolke hat
ein ganz bestimmtes Problem aufgeworfen, denn die Original-Nomogrammtafel weist
Charakteristiken
auf, die nicht einfach wie die anderen mit einfachen SkalenmaßstCben Übertragen
werden können, ohne dass für die verschiedene Sprengkraft Abstufungen vorgenommen
werden. Nach einer Reihe von Versuchen wurde eine Lösung gefunden, die aus der Überlagerung
zweier Kurvenscharen besteht. Es hat sich schließlich bei Versuchen gezeigt, dass
diese Lösung den Veränderungen der Gegebenheiten und deren Charakteristiken am genauesten
Rechnung trägt.
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Die Konstruktion dieser Kurven erfolgt nach demselben Prinzip wie
bei den Skalen, Jedoch mit folgendem Unterschied: Jeder Konstruktionspunkt wird
gewonnen durch Schnitt von etwa 20 Linien (einer für die Grundmessung). Da wenigstens
10 Punkte nötig sind zum Zeichnen Jeder Kurve, müssen insgesamt mehrere tausend
Messungen durchgeführt werden.
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Dies ist unerlässlich, um das Rechengerät mit nur einer einzigen
Rechenseite herstellen zu können, wodurch seine Handhabung vereinfacht wird, und
es insbesondere möglich ist, die gewonnenen Ergebnisse verschiedener Herkunft miteinander
zu vergleichen.
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Es soll nun die Anwendungsweise des erfindungsgemäßen Rechengerätes
beschrieben werden.
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.1. Fall: - Erstellung einer Vorherschau (Chef eines N.B.C.-Zentrums,
Analytiker, evtl. A.S.-Offizier einer großen Einheit, 8taatsmaJor für den Zivilschutz)
Es wird genau nach der vorschriftsmäßigen Methode vorgegangen , dazu Jedoch statt
der Nomogrammtafeln das Rechengerät verwendet, was bedeutet, dass a) zuerst die
Grundeinsteilungen an einem der vorgenannten Teile vorgenommen werden, so dass die
Sprengkraft bestimmt werden kann: - Dauer des Lichtblitzes (Marke 19 auf Skala 12)
- Zeit zwischen Lichtblitz und Explosionsdonner und Breite der Wolke während ihres
Aufstiegs mit Hilfe der Skalen 11 und 18 - Zeit zwischen Lichtblitz und Explosionsdonner
und Gipfelhöhe oder Basishöhe der Wolke mit Hilfe der Kurven 10 und 16 oder 10 und
17 - oder weiter, wenn man im Besitz einer Größenabmessung der Wolke ist, wie der
Gipfelhöhe, durch Einstellen der radialen Marke 15 auf der Skalenteilung 5
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oder schließlich direkt durch Einstellen der Sprengkraft P (Marke 15 auf Skala 3),
wenn sie bekannt ist (vom Analytiker) b) ablese»derErgebnisse, indem die Drehscheibenstellung
festgehalten wird, - zuerst der fünf Parameter der Wolke (S,B, 2/3, R und T), die
zur grafischen Konstruktion nützlich sind, - dann der Länge der "Zone In (Maßstab
wZ) in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit (MaBstab V), da Ja dieser letztere
Wert bekannt ist, und zwar durch Ablesen auf den Skalen 4 und 14.
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c) die Alarmmeldung N.B.C.-3 wird abgefasst, indem die Zusammenstellung
auf der RUckseite des Rechengerätes benützt wird.
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2. Fall: Entgegennahme eines Berichtes N.B.C.-3 mit einer Alarmmeldung
auf radioaktiven Niederschlag (Chef eines Korps oder Kommandant einer isolierten
Einheit, Stab A.S. des Korps und der örtlich verantwortlichen Dienststellen und
mobile Einheiten des Zivilschutzes).
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Auf der Karte werden die Umrisse der vorausberechneten Zone eingetragen,
wie sie in der Alarmmeldung N.B.C.-3 angegeben sind unter Verwendung - der Meldung
auf der Rückseite mit den Aufzeichnungen in den verschiedenen Rubriken - des Winkelmessers,
unter Umständen mit einem Winkel von 400 - desjenigen der vier Maßstabslineale,
das zu der vorliegenden Karte passt.
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3. Fall: Vereinfachtes Verfahren (dieselben Stellen wie im 2. Fall).
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Die N.B.C.-Meldung liegt nicht vor, dafür aber der letzte Windbericht.
Es werden nun nacheinander folgende Schritte durchgeführt: a) Aus den Windbericht
(unter Zuhilfenahme der Meldung auf der Rückseite) werden die Richtung des Windes
und seine Geschwindigkeit zugehörig zu der betrachteten Explosionsstärke entnommen.
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b) Die Achse des Rechengerätes wird in diese Riohtung gebracht und
die seitlichen Grenzen (Winkel von 400) unter Verwendung der Seitenränder 2a und
2b des Gerätes eingezeichnet.
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c) Die Sprengkraft wird auf der Skala P aufgesucht.
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d) Der Radius der Wolke wird abgelesen und mit diesem Radius ein Kreis
um den Punkt Null herum gezeichnet, oder der Radius wird auf den grafischen Maßstabsskalen
passend zur Karte unmittelbar abgelesen.
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e) Die Länge der Zone 1 abhängig von der Wind geschwindigkeit wird
bestimmt, letzteres aus dem Windbericht entnommen, und die Grenze als Bogenstück
eingezeichnet. Mit doppeltem Abstand wird die Zone 2 eingezeichnet.
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f) Nunmehr werden die Kreise eingezeichnet, die die Stunden angeben,
wann der Niederschlag zu erwarten ist (H + 1, H + 2, usw.), und zwar in Abständen
vom Mehrfachen der Windgesohwindigkeit.
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g) Schließlich wird die Zeichnung noch dadurch vervollständigt, dass
die Tangentenan den Kreis von den beiden Schnittpunkten des Bogens der Zone 1 und
der seitlichen Grenzlinien gezogen werden.