DE2228086A1

DE2228086A1 - DEVICE FOR MEASURING THE AVERAGE CLIMBING SPEED OF AIRCRAFT

Info

Publication number: DE2228086A1
Application number: DE19722228086
Authority: DE
Inventors: Josef Buchner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-09
Filing date: 1972-06-09
Publication date: 1974-01-03

Description

Vorrichtung zum Messen der mittleren Steiggeschwindigkeit von Flugkörpern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der mittleren Steiggeschwindigkeit von Flugkörpern, insbesondere Segelflugzeugen, mit einem barometrischen Höhenmesser und einem Uhrwerk.Device for measuring the mean rate of climb of missiles The invention relates to a device for measuring the mean rate of climb of missiles, in particular gliders, with a barometric altimeter and a clockwork.

Beim Segelfliegen ist es für den Piloten oftmals vorteilhaft, die mittlere Steiggeschwindigkeit während eines bestimmten Zeitabschnitts zu kennen, wodurch ihm das Ermitteln der günstigsten Fluggeschwindigkeit in der Thermik wesentlich erleichtert wird. Zu diesem Zweck ist bereits ein Rechenschieber bekannt, der speziell zur Division eines Höhengewinns durch die dafür benötigte Zeit ausgebildet ist. Nachteilig ist hierbei, daß zuerst die Steigzeit und der Höhengewinn mittels einer Stcguhr bzw. eines Höhenmessers ermittelt und dann die gewonnenen Werte auf den Rechenschieber übertragen werden müssen. Dieses Verfahren ist äußerst zeitraubend und lenkt den Piloten stark von seinen sonstigen Aufgaben, wie Wetter- und Luftraumbeobachtung sowie Navigation ab. Außerdem birgt es viele Fehlerquellen in sich.When gliding, it is often advantageous for the pilot to have the to know the mean rate of climb during a certain period of time, which makes it essential for him to determine the most favorable airspeed in thermals is facilitated. For this purpose, a slide rule is already known that specifically is designed to divide a gain in height by the time required for it. The disadvantage here is that first the climb time and the gain in altitude by means of a Stcguhr or an altimeter determined and then the values obtained on the Slide rules must be transferred. This procedure is extremely time consuming and strongly steers the pilot away from his other tasks, such as weather and airspace observation as well as navigation. It also harbors many sources of error.

Weiter ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, die über einem, ohnehin im Flugzeug vorhandenen Höhenmesser befestigt werden muß und mittels mehrerer Zeiger verschiedene Steiggeschwindigkeiten simuliert. Je nach Lage des Zeigers des Höhenmessers gegenüber den.vorgenannten Zeigern läßt sich annähernd die mittlere Steiggeschwindigkeit ablesen. Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie circa 2/3 des Skalenbereichs des Höhenmessers überdeckt und diesen dadurch für den normalen Gebrauch ungeeignet macht. Außerdem können sehr leicht folgenschwere Ablesefehler auftreten, da bis zu fünf Zeiger übereinanderliegen.Furthermore, a device of the type mentioned is known which must be attached to an altimeter that is already present in the aircraft and different climbing speeds simulated by means of several pointers. Depending on the location of the pointer of the altimeter against the aforementioned pointer can be approximated read off the mean rate of climb. This well-known contraption has the disadvantage that it covers about 2/3 of the scale range of the altimeter making it unsuitable for normal use. Also can be very Reading errors with serious consequences can occur, as up to five pointers are on top of each other.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugunde, eine Vorrichtung zum Messen der mittleren Steiggeschwindigkeit von Flugkörpern zu schaffen, die bei einfachem Aufbau genau und schnell arbeitet.The invention is therefore based on the object of providing a device for Measure the mean rate of climb of missiles to create the simple Construction works accurately and quickly.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aneroiddose des Höhenmessers durch eine mittels eines Sperrventils schließbare Öffnung mit der Außenluft verbunden ist und daß das Uhrwerk eine Start- Stop- Einrichtung aufweist wobei das Sperrventil und die Start - Stop - Einrichtung gemeinsam betätigbar sind. Infolge der Anordnung einem S@@rrventils an der Aneroiddose kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt zinke relative Höhenmessung durchgeführt werden, die durch Schließen des Sperrventils begonnen und durch ein Offnc) desselben beendet wird.This task is achieved with a device of the type mentioned at the beginning according to the invention solved in that the aneroid can of the altimeter by a by means of a shut-off valve closable opening is connected to the outside air and that the clockwork has a start-stop device, the shut-off valve and the start-stop device can be operated together. As a result of the arrangement a S @@ rrventils on the aneroid can at any time zinc relative Height measurement can be carried out, which started by closing the shut-off valve and is terminated by an offnc) of the same.

Der Wert für die Steiggeschwindigkeit liRt sich dann auf einfache Weise durch ein Rechenwerk o.dgl. ermitteln, da die Zeitmessung durch das Uhrwerk synchron durchgeführt wird.The value for the rate of climb is then simple Way through an arithmetic unit or the like. determine because the time measurement by the clockwork is carried out synchronously.

Die gemeinsame Betätigung kann sich allein auf das Starten des Uhrwerks und das Schließen des Sperrventils beschränken. Eine besonders einfache Handhabung ergibt sich jedoch, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Sperrventil derart mit der Star t-S top-Einri chtung des Uhrwerks in Antri ebsverb indung steht, daß bei einem Start des Uhrwerks das Sperrventil im Schließsinne und bei einem Stop des Uhrwerks im Öffnungssinne betätigbar ist. Mittels eines einzigen Hebels kann somit die Messung von Höhe und Zeit gleichzeitig begonnen und beendet werden.The joint operation can focus solely on starting the clockwork and restrict the closing of the shut-off valve. A particularly easy handling however, if, according to a development of the invention, the shut-off valve is in drive connection with the Star t-S top device of the movement, that at a start of the clockwork the shut-off valve in the closing direction and at a stop of the clockwork can be operated in the opening direction. With a single lever you can thus the measurement of height and time can be started and stopped at the same time.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Sperrventil durch eine mit der Betätigungseinrichtung für die Start-Stop-Einrichtung verbundene Kurvenscheibe betätigbar. Hierdurch läßt sich ein bcsonders einfacher Aufbau erzielen.According to a development of the invention, the check valve is through a with the actuating device for the start-stop device connected cam operable. This enables a particularly simple structure to be achieved.

Die Bildung des Werts für die mittlere Steiggeschwindigkeit wird z.B. durch ein kleines elektronisches oder mechanisches Divisionswerk erwirkt. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung der Zeiger des Höhenmessers und der Zeiger des Uhrwerks enne gemeinsame Anzeigeskala bestreichen, wobei ihre Drehachsen zu-ttindest annahernd um eine Zeigerlänge voneinander entfernt sind. Die Zeiger können sich somit überschneiden, wobei die La des Schnittpunkts bzw. Kreuzungspunkts ein Naß für die mittlere 7teigge schwindigkeit ist. Durch entsprechendA Wahl der MeßbcgeiWhe und der Abmessungen der Vorrichtung ergibt sich zwischen beiden Zeigerachsen ein Bereich von konvergierenden Linien, deren jede einer bestimmten, mittleren SteiggeschwindigKeit entspricht.The formation of the value for the mean rate of climb is e.g. obtained by a small electronic or mechanical division plant. Particularly However, it is advantageous if, according to a further development of the invention, the pointer of the altimeter and the hands of the clockwork mark a common display scale, their axes of rotation at least approximately one pointer length apart are. The pointers can thus overlap, with the La of the point of intersection or crossing point is a wet for the mean 7teigge speed. By corresponding A. The choice of the measuring range and the dimensions of the device is made between the two Pointer axes a range of converging lines, each of which corresponds to a specific, corresponds to the mean rate of climb.

Es kann so nach Beginn der Messung bis zum Erreichen der Skalenenden zu jedem beliebigen Zeitpunkt abgelesen werden.It can do so after the start of the measurement until the end of the scale has been reached can be read at any time.

Eine besonders zweckmäßige Aufteilung besteht darin, daß gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beide Zeiger sich teilweise überdeckende Anzeigebereiche von je 900 aufweisen und sich in der jeweiligen Nullstellung einander überdecken.A particularly useful division is that according to a Further development of the invention, both pointers partially overlapping display areas of 900 each and overlap in the respective zero position.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist dus durch eine Spiralfeder antreibbare Uhrwerk eine manuell betätigbare Einrichtung zur Nullpunktrückführung des Zeigers und zum gleichzeitigen Aufziehen der Feder auf. Die Vorrichtung benötigt somit keine Hilfsenergie.According to another development of the invention, dus has a Spiral spring driven clockwork a manually operated device for zero point return the pointer and to wind the spring at the same time. The device needed thus no auxiliary energy.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist lageunempfindlich und ihre Größe kann in Bordnorm gehalten werden. Ein Anschluß an den statischen Druck hat sich nach längeren Versuchen als nicht erforderli(h erwiesen.The device according to the invention is insensitive to position and its size can be kept in on-board standard. A connection to the static pressure has been established not necessary after longer attempts (h proved.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im nachstehenden ein Äusführungsbeispiel anhand der Zeichnungen beschrieben.To explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is given below described with reference to the drawings.

Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Messen der mittleren Steiggeschwindigkeit, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 mit geöffnetem Gehäuse, Fig. 3 eine Seitenansicht des Sperrventils nach Fig. 2, Fig. 4 eine Seitenansicht der Rasteinrichtung für den Stellhebel iiach Fig. 2.1 shows a front view of a device for measuring the mean rate of climb, Fig. 2 is a plan view of the device according to 1 with the housing open, FIG. 3 shows a side view of the shut-off valve according to FIG. 2, FIG. 4 a side view of the latching device for the adjusting lever according to FIG. 2.

Die Vorrichtung nach lig. 1 bis 4 weist ein Gehäuse 1 mit einer Frontplatte 2 auf, in der ein durchsichtiges Fenster 3 ausgebildet ist. Die Vorrichtung kann in bekannter Weise derart aufgebaut sein, daß der gesamte Mechanismus mit samt der Frontplatte 2 aus dem Gehäuse 1 herausziehbar ist. Hinter dem Fenster 3 befindet sich eine Skalenpiatte 4 mit einer Anzahl von konvergierenden Linie, von denen jede einer bestimmten mittleren Gteiggesçhwindigkeit entspricht. Die Skalenplatte 4 wird von zwei gleich langen Zeigern 5, 6 bestrichen, deren parallele Drehachsen voneinander um eine Zeigerlänge entfernt sind. Jeder Zeiger weist einen maximalen Ausschlag von 900 auf, wobei sich die Nullagen überdecken.The device according to lig. 1 to 4 has a housing 1 with a front panel 2 in which a transparent window 3 is formed. The device can be constructed in a known manner such that the entire mechanism including the Front panel 2 can be pulled out of housing 1. Located behind the window 3 is a dial plate 4 with a number of converging lines, each of which corresponds to a certain average dough speed. The scale plate 4 is stroked by two pointers 5, 6 of equal length, their parallel axes of rotation from one another are one pointer's length away. Each pointer shows a maximum deflection from 900 to, whereby the zero positions overlap.

Der eine Zeiger 5 steht mit einem im Gehäuse 1 angeordneten Uhrwerk 7 in Antriebsverbindung. Durch einen aus der Frontplatte 2 herausragenden Drehknopf 8 kann der Zeiger 5 auf 0 gestellt werden, wobei gleichzeitig das Uhrwerk aufgezogen wird. Das Uhrwerk arbeitet mit einer Spiralfeder als Kraftspeicher. Selbstverständlich kann statt dessen jedes beliebige mechanische, elektrische oder elektronische Uhrwerk o.dgl.One pointer 5 is connected to a clockwork arranged in the housing 1 7 in drive connection. By means of a rotary knob protruding from the front panel 2 8, the pointer 5 can be set to 0, while the clockwork is wound up at the same time will. The clockwork works with a spiral spring as an energy store. Of course can instead be any mechanical, electrical, or electronic clockwork or the like.

Verwendung finden. Weiter besitzt das Uhrwerk eine otart-Stop- Einrichtung bekannter Bauart, die durch einen aus der Frontplatte herausragenden Hebel 9 manuell betätigt werden kann.Find use. The movement also has an otart stop Facility known design, which by a protruding from the front panel lever 9 manually can be operated.

Der Hebel 9 ist auf einer drehbaren Welle 10 befestigt, auf deren anderem Ende eine Kurvenscheibe 11 sitzt, die auf ein Betätigungsglied 12 der bekannten Start-Stop-Einrichtung einwirkt. Die Anordnung ist derart getroffen, daß das Uhrwerk 7 anläuft, sobald der Hebel 9 in der oberen Endstellung steht, wobei sich der Zeiger 5 entgegen dem Uhrzeigersinn in Bewegung setzt.The lever 9 is mounted on a rotatable shaft 10, on whose the other end of a cam 11 sits on an actuator 12 of the known Start-stop device acts. The arrangement is such that the clockwork 7 starts up as soon as the lever 9 is in the upper end position, with the pointer 5 starts moving counterclockwise.

Der andere Zeiger 6 ist auf einer drehbaren Achse 13 befestigt, die über ein Gestänge 14 bekannter Bauart einschließlich einer Rückholfeder derart mit einer Aneroiddose 15 verbunden ist, daß bei deren Ausdehnung der Zeiger ausschlägt. An die ansonsten völlig abgeschlossene Aneroiddose 15 ist eine Leitung 16 angeschlossen, die in einen rohrförmigen Behälter 17 einmündet. Dieser Behälter vergrößert den Luftinhalt der Anero-indose und erhöht dadurch zen Ausdehnungseffekt der eingeschlossenen Luft. Bei entsprechender Auslegung ctcr Aneroiddose kann der Behälter 17 auch entfallen. Der Behälter 17 weist einen Ansatz mit einer Bohrung auf, die mit der Außenluft in Verbindung steht. Über dieser Bohrung ist ein schwenkbarer Hebel 18 mit einem elastischen Kissen 19, z.B. einem Gummiplättchen, angeordnet, durch welches die Bohrung verschlossen werden kann (Fig. 3). Der Hebel 18 liegt unter Federkraft an einem Exzenter 20 an, der drehfest auf der Welle 10 sitzt.The other pointer 6 is mounted on a rotatable shaft 13 which via a linkage 14 of known type including a return spring in such a way an aneroid can 15 is connected that when it expands the pointer deflects. A line 16 is connected to the otherwise completely closed aneroid can 15, which opens into a tubular container 17. This container increases the Air content of the anero-indose and thereby increases the expansion effect of the enclosed Air. With a corresponding design of the aneroid can, the container 17 can also be omitted. The container 17 has a projection with a bore that communicates with the outside air communicates. About this hole is a pivotable lever 18 with a elastic cushion 19, for example a rubber plate, through which the Bore can be closed (Fig. 3). The lever 18 is applied under spring force an eccentric 20 which is seated in a rotationally fixed manner on the shaft 10.

Der Exzenter 20 ist derart angeordnet, daß die Bohrung in dem Behälter 17 vollständig verschlossen ist, sobald sich der Hebel 9 in seiner oberen Endstellung befindet, wobei gleichzeitig auch das Uhrwerk 7 gestartet wird.The eccentric 20 is arranged such that the bore in the container 17 is completely closed as soon as the lever 9 is in its upper end position is located, with the clockwork 7 is also started at the same time.

Zur genauen Fixierung des Hebels 9 dient ein schwenkbares Sperrstück 21 mit zwei Rasten 21a, 21b, das unter Federkraft am Hebel 9 anliegt (Fig.4). Die obere Raste 21a gibt die Stellung an, in welcher die Bohrung geschlossen und das Uhrwerk gestartet wird. In der darunterliegenden Raste 21b ist zwar die Bohrung bereitsgeschlossen, daß Uhrwerk jedoch steht. Diese Phase ist mitunter zweckmäßig, muß jedoch nicht unbedingt realisierbar sein.A pivotable locking piece is used to precisely fix the lever 9 21 with two notches 21a, 21b, which rests against the lever 9 under spring force (FIG. 4). the Upper notch 21a indicates the position in which the hole is closed and the Clockwork is started. The hole is in the notch 21b below already closed, but the clockwork has stopped. This phase is sometimes useful however, it does not necessarily have to be feasible.

Die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Bei beginnendem Steigflug drückt der Pilot den Hebel 9 ganz nach oben, wodurch über die Kurvenscheibe 11 das Uhrwerk 7 gestartet und gleichzeitig durch den Exzenter 20 die Öffnung im Behälter 17 verschlossen wird. Der Zeiger 5 des Uhrwerks bewegt sich aus seiner waagrechten Nullage gleichmäßig entgegen dem Uhrzeigersinn weiter. Da das Flugzeug steigt, fällt der statische Druck und die in der Aneroiddose 15 und im Behälter 17 eingeschlossene Luft dehnt sich aus, wobei sich die Aneroiddose aufweitet. Die Ausdehnung wird über das Gestänge 14 und den sich im Uhrzeigersinn aus seiner waagrechten Nullage wegbewegenden Zeiger 6 zur An zeige gebracht. Der Ausschlag des Zeigers 6 ist somit ein Maß für den jeweiligen Höhenzuwachs gegenüber dem Ausgangszeitpunkt der Messung. Die Zeiger 5 und ) kreuzen sich jeweils in einem bestimmten Punkt, der auf der jahinterliegenden Skala die mittlere Seiggeschwindigkeit angibt. Es kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt innerhalb des MeßbePeichs, gegebenenfalls auch mehrmals hintereinander abgelesen werden. Nach Beendigung des Meßvorgangs, dessen Dauer vom Piloten bestimmt wird, wird die Aneroiddose durch Rückführen des Hebels 9 aus seiner oberen Lage entlüftet und gleichzeitig das Uhrwerk gestoppt.The operation of the device described above is as follows: At the beginning of a climb, the pilot pushes the lever 9 all the way up, whereby over the cam 11 started the movement 7 and simultaneously through the eccentric 20 the opening in the container 17 is closed. The pointer 5 of the clockwork moves from its horizontal zero position evenly in an anti-clockwise direction. As the airplane rises, the static pressure and that in the aneroid can 15 fall and air trapped in the container 17 expands, thereby expanding the aneroid can expands. The expansion is via the linkage 14 and clockwise from its horizontal zero position moving away pointer 6 brought to the display. Of the The deflection of the pointer 6 is therefore a measure of the respective increase in height the starting time of the measurement. The pointers 5 and) cross each other in one certain point, which is the mean sea speed on the scale behind indicates. It can be used at any time within the measuring range, if necessary can also be read several times in a row. After finishing the measuring process, whose duration is determined by the pilot, the aneroid can by returning the Lever 9 vented from its upper position and at the same time the clockwork stopped.

Es erfolgt ein Druckausgleich und durch die Schrumpfung der Aneroiddose und die Eraft der Pückhlfeder wird der Höhenzeiger 6 zurück auf 0 gestellt. burch ein Drehen des Drehknopfs 8 erfolgt ein manuelles Rückführen des Zeigers 5 und gleichzeitig ein Aufziehen des Uhrwerks. Die Vorrichtung ist nun für eine weitere messung bereit.The pressure is equalized and the aneroid can shrink and the Eraft of the Pückhlfeder, the elevation pointer 6 is set back to 0. burch a turning of the rotary knob 8 takes place a manual return of the pointer 5 and at the same time winding the clockwork. The device is now ready for another measurement.

Die Bemessung der Skalen und der Konstanten des Uhrwerks und des Höhenmeßwerks kann beliebig erfolgen. In der Praxis hat sich ein Uhrwerk mit 8 Minuten Laufzeit für 90° Zeigerausschlag und ein Höhenmesserbereich von 1000 m für 900 Zeigerausschlag bewährt. Dadurch können Werte von 0,5 bis 10,0 m/sec.The dimensioning of the scales and the constants of the clockwork and the altimeter can be done at will. In practice, a clockwork has a running time of 8 minutes for 90 ° pointer deflection and an altimeter range of 1000 m for 900 pointer deflection proven. This allows values from 0.5 to 10.0 m / sec.

mittlere Steiggeschwindigkeit mit vollkommen ausreichender Genauigkeit ermittelt werden.Average rate of climb with perfectly adequate accuracy be determined.

Die gezeigte Ausführungsform der Erfindung stellt nur ein Beispiel dar und es sind die verschiedensten konstruktiven Äbänderungen möglichThe embodiment of the invention shown is only an example and a wide variety of constructive changes are possible

Claims

PATENT CLAIMS 1. Device for measuring the mean rate of climb of missiles, especially gliders, with a barometric altimeter and a clockwork, characterized in that the aneroid box (15) of the altimeter through an opening with the outside air that can be closed by means of a shut-off valve (18, 19) is connected and that the clockwork (7) has a start-stop device, wherein the shut-off valve (18, 19) and the start-stop device can be operated together.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the check valve (18, 19) in such a drive connection with the start-stop device of the clockwork (7) it says that it can be closed when the movement is started and when the movement is stopped can be actuated in the opening direction.

3. Vorric1Xatumg according to claim 1 or 2, characterized in that that the shut-off valve (18,19) by one with the detaching device (9, 10, 11) for the start-stop device of the clockwork (7) connected Lurvenscheibe (20) can be actuated is.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the pointer (6) of the altimeter and the pointer (5) of the clockwork (7) have a common Mark the display scale (4), with their parallel axes of rotation at least approximately are separated by a pointer's length.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that both Pointers (5, 5) have partially overlapping display areas of 90 ° each and the pointers overlap in the zero setting

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the clockwork (7) by a The spiral spring can be driven and a device (8) for the zero point return of the Has pointer (5) and for simultaneous winding of the spring.

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