DE202021002372U1 - Thermal indicators for gliders - Google Patents
Thermal indicators for gliders Download PDFInfo
- Publication number
- DE202021002372U1 DE202021002372U1 DE202021002372.0U DE202021002372U DE202021002372U1 DE 202021002372 U1 DE202021002372 U1 DE 202021002372U1 DE 202021002372 U DE202021002372 U DE 202021002372U DE 202021002372 U1 DE202021002372 U1 DE 202021002372U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- thermal
- sensor element
- display
- thermal indicator
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003570 air Substances 0.000 description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 4
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
Landscapes
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Vorrichtung zur Thermik-Anzeige in Segelflugzeugen, die in eine Auswerteelektronik (5) integriert ist und aus einem Gehäuse (6), einem Display (7), einem elektronischen Summer (8) und einem Microcontroller (9) besteht und an eine elektrische Spannungsversorgung (10) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik mit mindestens einem im Lüftungseinlass (2) des Flugzeugcockpits (3) verbauten Sensorelements (1) zur Messung von relativer Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Lufttemperatur verbunden ist. Device for thermal display in gliders, which is integrated in evaluation electronics (5) and consists of a housing (6), a display (7), an electronic buzzer (8) and a microcontroller (9) and is connected to an electrical power supply ( 10) is connected, characterized in that the evaluation electronics are connected to at least one sensor element (1) installed in the ventilation inlet (2) of the aircraft cockpit (3) for measuring relative humidity, air pressure and air temperature.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Vorrichtung ist ein Anzeiggegerät, das vorzugsweise in einem Segelflugzeug zum Einsatz kommt mit dem Ziel, den Piloten automatisch durch ein optisches und akustisches Signal zu informieren, wenn er durch ein Aufwindgebiet („Thermik“) fliegt.The device is a display device that is preferably used in a glider with the aim of automatically informing the pilot by means of an optical and acoustic signal when he is flying through an updraft area (“thermal”).
Nach den Anforderungen des Gebrauchsmustergesetzes sind nur Vorrichtungen als Gebrauchsmuster zu schützen, nicht jedoch Verfahren. Wird in der Beschreibung auf Verfahren Bezug genommen, so dienen diese Bezugnahmen lediglich der Veranschaulichung der Vorrichtung, für die mit den beigefügten Ansprüchen Schutz begehrt wird.According to the requirements of the Utility Model Act, only devices are to be protected as utility models, but not processes. If reference is made in the description to methods, these references serve only to illustrate the device for which protection is sought with the appended claims.
Stand der Technik und physikalischer HintergrundState of the art and physical background
Thermik, also das durch Sonneneinstrahlung ausgelöste Aufsteigen von Luftmassen, ist der relevanteste meteorologische Effekt beim Segelfliegen. Zum Finden von Thermik werden üblicherweise Variometer verwendet. Sie gehören zur Standardausrüstung von Segelflugzeugen. Variometer basieren auf der Messung des statischen Luftdrucks und der Erkennung von Luftdruckänderungen bei Steig- oder Sinkflug.Thermal, i.e. the rise of air masses triggered by solar radiation, is the most relevant meteorological effect in gliding. Variometers are commonly used to find thermals. They are standard equipment on gliders. Variometers are based on the measurement of static air pressure and the detection of changes in air pressure when climbing or descending.
Variometer haben jedoch zwei wesentliche Nachteile. Auf der einen Seite zeigen sie die Thermik nicht direkt an, sondern lediglich das durch die Thermik verursachte Steigen des Flugzeuges. Das Flugzeug muss durch die Thermik zunächst aufwärts beschleunigt werden, bevor das Variometer reagiert. Die Anzeige ist also um mehrere Sekunden zeitverzögert. Auf der anderen Seite reagieren Variometer auch auf horizontale Windböen und detektieren dann einen scheinbaren Aufwind, der tatsächlich gar nicht vorhanden ist. Variometer sind für das unmittelbare und verzögerungsfreie Anzeigen von Thermik, auch „Bart“ genannt, nicht optimal.However, variometers have two major disadvantages. On the one hand, they do not show the thermal directly, but only the rise of the aircraft caused by the thermal. The thermal must first accelerate the aircraft upwards before the variometer reacts. The display is therefore delayed by several seconds. On the other hand, variometers also react to horizontal gusts of wind and then detect an apparent updraft that actually does not exist. Variometers are not ideal for the immediate and delay-free display of thermals, also known as "beards".
In
Thermik entsteht, weil die aufsteigende Luft eine geringere Dichte als die Umgebungsluft hat. Wesentlicher Grund für die geringere Dichte ist die höhere Luftfeuchtigkeit innerhalb der Thermik. Die relative Luftfeuchtigkeit der aufsteigenden Thermikluft nimmt kontinuierlich zu, da die Lufttemperatur mit steigender Höhe sinkt und kältere Luft weniger Feuchtigkeit aufnehmen kann. An der Wolkenbasis erreicht die relative Luftfeuchtigkeit 100%, der Wasserdampf kondensiert. Auch die Umgebungsluft außerhalb der Thermik wird üblicherweise mit steigender Höhe bis unterhalb der Wolkenbasis feuchter, wenn auch nicht mit dem gleichen Gradienten wie die Thermikluft.Thermal arises because the rising air has a lower density than the surrounding air. The main reason for the lower density is the higher humidity within the thermal. The relative humidity of the rising thermal air increases continuously, as the air temperature decreases with increasing altitude and colder air can absorb less moisture. At the cloud base, the relative humidity reaches 100% and the water vapor condenses. The ambient air outside the thermal also usually becomes more humid with increasing altitude to below the cloud base, although not with the same gradient as the thermal air.
Aufsteigende Thermikluft behält ein weitestgehend konstantes Mischungsverhältnis bei. Die Masse Wasser des enthaltenen Wasserdampfs pro Masse trockener Luft ändert sich während des Aufstiegs kaum. Damit lässt sich das Mischungsverhältnis der Luft als höhenunabhängige Bezugsgröße nutzen. Eine höhenunabhängige Bezugsgröße wird benötigt, weil sich die Flughöhe eines Segelflugzeuges kontinuierlich verändert. So wäre aus einer gemessenen Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit allen nicht erkennbar ob diese Änderung vom Einfliegen in feuchtere Thermikluft herrührt, oder von einer Änderung der Flughöhe. Das Mischungsverhältnis der Luft lässt sich aus der relativen Luftfeuchtigkeit, der Lufttemperatur und dem Luftdruck berechnen.Rising thermal air maintains a largely constant mixing ratio. The mass of water contained in the water vapor per mass of dry air hardly changes during the ascent. This means that the mixing ratio of the air can be used as a reference variable that is independent of altitude. An altitude-independent reference value is required because the flight altitude of a glider changes continuously. From a measured change in the relative air humidity, it would not be possible to tell whether this change is due to flying into more humid thermal air or from a change in flight altitude. The mixing ratio of the air can be calculated from the relative humidity, the air temperature and the air pressure.
Vorbekannt ist die Verwendung von Feuchtigkeitssensoren zur Lokalisierung thermischer Aufwinde aus dem
Aufgabe und Vorteile der ErfindungObject and advantages of the invention
Die im Schutzanspruch 1 angegebene Erfindung ist eine Vorrichtung zur unmittelbaren Anzeige von Thermik. Hierfür gibt die Gerätesoftware ein akustisches Signal und eine optische Anzeige in einem Display aus, wenn sie nach Auswertung der physikalischen Eigenschaften der Umgebungsluft den Status „Thermik“ erkennt. Dabei treten die Nachteile der vorbekannten Techniken nicht auf.The invention specified in
Die Vorrichtung zeigt einem Segelflugpiloten sofort an, dass er in Thermik einfliegt. Dieses erleichtert ihm ein schnelleres Einkreisen in den Bart und das zügigere Zentrieren als mit konventionellen Variometern, was einen schnelleren Höhengewinn ermöglicht.The device immediately indicates to a glider pilot that he is entering a thermal. This makes it easier for him to circling in the beard and more quickly faster centering than with conventional variometers, which enables a faster gain in height.
Ein Sensorelement
Die Auswerteelektronik
Das Gerät ist an eine elektrische Spannungsversorgung
Auf dem Microcontroller
- • Die Messdaten zu Lufttemperatur, Luftdruck und relativer Luftfeuchtigkeit werden vom Sensorelement
(1) erfasst und von der Software des Microcontrollers(9) in der Auswerteelektrönik(5) eingelesen. - • Aus den so erfassten Messdaten berechnet die Software das Mischungsverhältnis der vom Segelflugzeug durchflogenen Luft.
- • Beim Einfliegen in die Thermik erhöht sich das Mischungsverhältnis der durchflogenen Luft, was die Auswerteelektronik
(5) erkennt und daraufhin den Status „Thermik“ setzt. - • Die Software veranlasst die Anzeige des Status „Thermik“ im Display
(7) und das Einschalten eines elektrischen Summers(8) . - • Aus den physikalischen Daten der Luft innerhalb und außerhalb von Thermik können die jeweils unterschiedlichen Luftdichten berechnet werden. Aus den Dichteunterschieden wird eine theoretisch mögliche Aufstiegsgeschwindigkeit der Thermikluft ermittelt und ebenfalls im Display angezeigt.
- • Beim Verlassen des Bartes sinkt das Mischungsverhältnis der durchflogenen Luft vom höheren Thermik-Wert auf den niedrigeren Wert außerhalb von Thermik. Die Software schaltet auf den Status „Vorflug“ um.
- • Die Software veranlasst die Anzeige des Status „Vorflug“ im Display
(7) und das Ausschalten des Summers(8) . - • Der Status „Vorflug“ bleibt so lange erhalten, bis ein neuer Bart erkannt wird.
- • The measurement data for air temperature, air pressure and relative humidity are taken from the sensor element
(1) and recorded by the software of the microcontroller(9) in evaluation electronics(5) read in. - • From the measurement data recorded in this way, the software calculates the mixing ratio of the air flown through by the glider.
- • When flying into the thermal, the mixing ratio of the air flown through increases, which the evaluation electronics
(5) recognizes and then sets the status "thermal". - • The software causes the status "Thermal" to be shown in the display
(7) and turning on an electrical buzzer(8th) . - • The different air densities can be calculated from the physical data of the air inside and outside of thermal. A theoretically possible rate of ascent of the thermal air is determined from the differences in density and is also shown on the display.
- • When leaving the beard, the mixing ratio of the air flown through drops from the higher thermal value to the lower value outside of thermal. The software switches to the "pre-flight" status.
- • The software causes the status "Pre-flight" to be shown in the display
(7) and turning off the buzzer(8th) . - • The status "pre-flight" remains until a new beard is recognized.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- (1)(1)
- SensorelementSensor element
- (2)(2)
- LüftungseinlassVentilation inlet
- (3)(3)
- FlugzeugcockpitAircraft cockpit
- (4)(4)
- Kabelcable
- (5)(5)
- AuswerteelektronikEvaluation electronics
- (6)(6)
- Gehäusecasing
- (7)(7)
- DisplayDisplay
- (8)(8th)
- elektronischer Summerelectronic buzzer
- (9)(9)
- MicrocontrollerMicrocontroller
- (10)(10)
- SpannungsversorgungPower supply
- (11)(11)
- SegelflugzeugGlider
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 1291546 A [0005]DE 1291546 A [0005]
- DE 2248466 A [0005]DE 2248466 A [0005]
- US 6012675 [0008]US 6012675 [0008]
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202021002372.0U DE202021002372U1 (en) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | Thermal indicators for gliders |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202021002372.0U DE202021002372U1 (en) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | Thermal indicators for gliders |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202021002372U1 true DE202021002372U1 (en) | 2021-08-02 |
Family
ID=77389100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202021002372.0U Active DE202021002372U1 (en) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | Thermal indicators for gliders |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202021002372U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1291546B (en) | 1963-05-13 | 1969-03-27 | Hornig Martin | Locating device for thermal updrafts in the atmosphere |
DE2248466A1 (en) | 1972-10-03 | 1974-04-11 | Guenter Dipl-Phys Dr Green | THERMAL SENSOR FOR GLIDERS |
US6012675A (en) | 1997-12-05 | 2000-01-11 | Cocatre-Zilgien; Jan Henri | Aircraft system monitoring air humidity to locate updrafts |
-
2021
- 2021-07-13 DE DE202021002372.0U patent/DE202021002372U1/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1291546B (en) | 1963-05-13 | 1969-03-27 | Hornig Martin | Locating device for thermal updrafts in the atmosphere |
DE2248466A1 (en) | 1972-10-03 | 1974-04-11 | Guenter Dipl-Phys Dr Green | THERMAL SENSOR FOR GLIDERS |
US6012675A (en) | 1997-12-05 | 2000-01-11 | Cocatre-Zilgien; Jan Henri | Aircraft system monitoring air humidity to locate updrafts |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60018728T2 (en) | SOLID MULTIFUNCTION PROBE FOR AIRCRAFT | |
DE602005003341T2 (en) | An apparatus and method for determining the speed and direction of the wind to which a wind turbine is exposed | |
US6012675A (en) | Aircraft system monitoring air humidity to locate updrafts | |
DE102016111902B4 (en) | Procedure and assistance system for detecting flight performance degradation | |
Rhode | Some effects of rainfall on flight of airplanes and on instrument indications | |
DE2648430A1 (en) | SYSTEM FOR GENERATING A DISPLAY OF THE WIND SHEAR | |
Cherry et al. | The burble effect: superstructure and flight deck effects on carrier air wake | |
DE4428694C2 (en) | Air pressure compensated fire detection device and method | |
DE202021002372U1 (en) | Thermal indicators for gliders | |
Haman et al. | A new ultrafast thermometer for airborne measurements in clouds | |
EP3224592B1 (en) | Water vapour measuring device and probe | |
CN110316386A (en) | By the icing conditions for analyzing current drain sense aircraft | |
Riedel et al. | In-flight investigations of atmospheric turbulence | |
Steiner et al. | Some measured characteristics of severe storm turbulence | |
DE10039109A1 (en) | Vortex wake disturbing influence measuring process involves measuring wind speed from aircraft ahead, reporting data, setting turbulence pattern, etc. | |
DE102014215098B4 (en) | Method and apparatus for determining physical quantities at a plurality of locations | |
Spyers-Duran | Comparative measurements of cloud liquid water using heated wire and cloud replicating devices | |
Lina et al. | Ground measurements of airplane shock-wave noise at Mach numbers to 2.0 and at altitudes to 60,000 feet | |
DE102017131389B4 (en) | Procedure for calibrating nominal frequencies | |
Greiner et al. | Laminar separation bubbles at unsteady inflow conditions–a status report | |
DE102016008973A1 (en) | Wind indicator as wind vane with integrated speedometer | |
Polivanov et al. | Key features of the atmospheric boundary layer measurement by small unmanned aerial vehicles | |
DE19507235C1 (en) | Simultaneous measurement of atmospheric pressure and temp. | |
RU148076U1 (en) | AIRCRAFT METEOROLOGICAL SYSTEM FOR TEMPERATURE MEASUREMENT | |
CN104457536B (en) | The measuring method and device of a kind of pull bar amount of deflection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |