DE2658898A1

DE2658898A1 - Vorrichtung fuer die luftkoppelnavigation

Info

Publication number: DE2658898A1
Application number: DE19762658898
Authority: DE
Inventors: Augusto Borgato
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-12-29
Filing date: 1976-12-24
Publication date: 1977-07-07
Also published as: US4120091A; IT1055428B

Description

Guido Engeihardt

Augusto Borgato Patentanwalt

Rovigo/Italien D-7990 Frledrlchshafen J .tf._m Ehlersstraße 17-TeI. (07541) 72667

Vorrichtung für die Luftkoppelnavigatxon

Zur Planung und Kontrolle einer Luftkoppelnavigation sind gegenwärtig drei Kartengerät^ erforderlich, nämlich Winkelmesser, Lineal und Rechenschieber. Die Reihenfolge der Verwendung dieser Geräte ist wohl bei größeren Flugzeugen ohne Schwierigkeiten durchführbar, in denen der Pilot und Copilot über einen bequemen Tisch und besonders über eine große Bewegungsfreiheit verfügen.

Diese Bequemlichkeiten sind aber bei Einsitzern nicht gegeben , der enge Raum -und eine platzraubende Notausrüstung beschränken hier die Bewegungsfreiheit des Piloten derart, daß d '· 3 Verwendung der vorgenannten Kartengeräte für ihn äusserst schwierig wird. Außerdem bringt die Verwendung dieser Geräte einen erheblichen Zeitverlust mit sich, der auf Kosten der konzentrierten Führung des Flugzeuges geht.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für die Luftkoppelnavigatxon zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist, sondern die vielmehr eine einfache Handhabung aich für einen sehr beengt sitzenden Piloten ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch die Kombination von einem Lineal, einem logarithmischen Kreisrechenschieber, einem drehbaren Winkelmesser, einem chronometrischen Nomogramm

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und einem Polarnetz mit drehbarem und mittels eines Schiebers längsverschiebbaren Winkelmesser.

Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die innere Scheibe des drehbaren Winkelmessers vorzugsweise auf der Rückseite die drehbare Scheibe des logarithmischen Kreisrechenschiebers bildet. Außerdem sollte der vorzugsweise aus transparentem Werkstoff hergestellte, dem Polarnetz zugeordnete Winkelmesser drehbar und .längsverschiebbar in einem Schieber angeordnet sein.

Des weiteren ist es angebracht, wenn der transparente, in dem Schieber angeordnete Winkelmesser eine radial eingeritzte Teilung z.B. in Einheiten von 10 Knoten oder in einer anderen, beliebigen Einheit aufweist, welche die Vektorengeschwindigkeit des Windes darstellt.

Zweckmäßig ist es ferner, dem drehbaren Winkelmesser Skalen zuzuordnen, mittels denen in einem einzigen Vorgang der Kartenkur swinke 1 , der Winkel des magnetischen Kurses und des Umkehrkurses direkt ablesbar sind und auf dem vorzugsweise transparenten Mittelbereich der Drehscheibe des drehbaren Winkelmessers einen Pfeil vorzusehen, welcher die algebraische Höhenberichtigung in Abhängigkeit von dem momentanen barometrischen Druck auf dem Meeresspiegel ermöglicht, und zwar auf Skalen, die auf entgegengesetzten Sektoren des Umfangrandes des genannten transparenten Mittelbereiches eingeritzt sind.

Ferner sollten dem drehbaren Winkelmesser Skalen zur Ermittlung der Höhenberichtigung und/oder der Geschwindigkeit bei wahrer Luft und/oder in bezug auf den momentanen Luftdruck und/oder zur Ortung auf dem Seekartenmeridian sowie eine Skala mit einer Gradeinteilung entsprechend der magnetischen Deklination zwischen 0° und 30° Ost und 0° und 30° West zur Ermittlung des magentischen Kurses durch direktes Ablesen

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zugeordnet sein, wobei die Gradeinteilung zweckmäßigerweise auf dem Außenrand eines i'ransparentschlitzes einzuritzen ist.

Zur Ermittlung der erforderlichen Flugzeit zwischen dem Abflug- und dem Ankunftspur ¹^t des Kurses bei der vorherbestimmten Geschwindigkeit ist es ferner vorteilhaft, ein in der Vorderseite der Vorrichtung einschiebbares chronometrisches Nomogramm vorzusehen, das aus einem Bündel in Minuten aufgezeichneter, isochronometrischer Linien besteht, bezogen auf ein kartesianisches Netz, dessen Abszisse die Entfernung in Seemeilen und dessen Ordinate die Bodengeschwindigkeit des Flugzeuges in Knoten oder in Stundenmeilen abgibt .

Außerdem kann der eine oder beide Längsränder der Vorrichtung mit einem Maßstab ausgestattet werden.

Gegenstand der Erfindung ist somit die Kombination eines drehbaren Winkelmessers mit Skalen und eines chronometrischen Nomogrammes derart, daß daraus eine Gesamtübersicht ermöglicht wird zur Darstellung der chronologischen Reihenfolge eines nautischen Programmes, dessen Parameter durch direktes Ablesen ermittelt werden. Auf diese Weise kann einem Piloten ein Gerät zur Verfügung gestellt werden, das nicht nur praktisch und handlich ist, sondern auch folgende Vorteile bietet:

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1. Beseitigung von zwei Geräten, nämlich Lineal und Winkelmesser;

2. Beseitigung des Kopfrechnens zur Ermittlung des magnetischen Kurses;

3. Beseitigung des Rechenschiebers zur Berechnung der Flugzeit;

4. Einfache Handlung auch bei geringem Raum;

5. Speicherung der erhaltenen Angaben erleichtert durch die Gesamt- und chronologische Übersicht derselben;

6. Erhebliche Rf -hengeschwindigkeit.

Die Vorrichtung für die Luftkoppelnavigation gemäß der Erfindung besteht nicht hur in der Verwirklichung eines einzelnen Gerätes , bestehend aus der Kombination mehrerer und verschiedener Karten- und Rechengeräte, sondern auch in der praktischen Ausführung von:

1. einem drehbaren Winkelmesser, der nicht nur die innere,. drehbare Scheibe eines logarithmischen Kreisrechenschiebers darstellt, sondern auch ermöglicht:

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a) das direkte Ablesen des Winkels des Kartenkurses ·

b) das direkte Ablesen des Winkels des Umkehrkartenkurses ;

c) das direkte Ablesen des Winkels des magnetischen Kurses:

d) Höhenberichtigungen in Abhängigkeit von dem momentanen Luftdruck auf dem Meeresspiegel;

2. einem chronometrischen Nomogramm, aufgeteilt in Minuten, welches, indem es ein direktes Ablesen der Flugzeiten ermöglicht, gleichzeitig zur Berechnung derselben den traditionellen Gebrauch des Rechenschiebers ausschließt.

3. einem Polarnetz mit drehbaren und gleichzeitig mit Hilfe eines Schiebers längsverstellbaren Winkelmesser; letzterer weist im Vergleich zu den ähnlichen handelsüblichen Geräten den Vorteil auf, daß er von dem Pilot mit einer einzigen Hand gesteuert werden kann, wobei die andere Hand nicht von den Steuermitteln des Plugzeuges abgenommen wird.

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Die Vorrichtung für die Luftkoppelungsnavigation gemäss der Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten, nicht begrenzenden Ausführungsbeispieles, welches in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 die Vorderseite der Vorrichtung, bestehend

aus dem drehbaren Winkelmesser und dem chronometrischen Nomogramm und

Fig. 2 die Rückseite derselben Vorrichtung, bestehend aus dem logarithmischen Kreisrechenschieber und dem Polarnetz mit drehbar und gleichzeitig längsverstellbarem Winkelmesser.

In den Fig. 1 und 2 der beigefügten Zeichnungen sind mit den Bezugszeichen von 1 bis 17 c folgende Einzelheiten erläutert:

, 1 — Längsrand der Vorrichtung,aufgeteilt in Seemeilen, verwendbar zum direkten Ablesen der Kartenentfernungen, z.B. bei Lambert-Seekarten mit Maßstab 1:1.000.000,

- Längsrand der Vorrichtung, aufgeteilt in Seemeilen, verwendbar zum direkten Ablesen der Kartenentfernungen, z.B. bei Lambert-Seekarten mit Maßstab 1:2.000.000,

- Chronometrisches Nomogramm, einsetzbar durch die durchsichtige Wandung 4 mit Angabe von isochronometrischen Linien, welche die Minuten darstellen, die erforderlich sind, um die mit Hilfe der Längsränder 1 oder 2 bestimmten Entfernungen zu befahren, und zwar in bezug auf eine bestimmte, auf der Skala 3a vorausgewählte Geschwindigkeit, ausgedrückt in Knoten (1 Knoten = 1 Seemeile/Stunde),

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- transparente Wandung für verschiedene austauschbare chronometrische Nomograitime mit verschiedenen Werten für Geschwindigkeiten und Wegezeiten,

- Drehscheibe, auf der folgende Teilungen angegeben sind:

a - Gradeinteilung auf dem Aussenrand der Vorderseite (Fig. 1) von 0° bis 360° in Sechzigstel, verwendbar zur Aufnahme, durch direktes Ablesen, der Winkel des Kartenkurses und des magnetischen Kurses;

5b- thermometrische Gradeinteilung von + 50 bis - 80 C, verwendbar zur Höhenberichtigung in bezug auf die Temperatur·

c - Höheneinteilung von 0 bis 80.000 Fuss, verwendbar zur Ermittlung der Geschwindigkeit bei wahrer Luft;

d - Bezugspfeil N, welcher die vorgeschriebene Richtung der Ortung auf dem Seekartenmeridian angibt;

e - derselbe Pfeil nach 5d, versehen mit einem diametralen Endansatz, auf der Rückseite des Gerätes (Fig.2), dient zur Höhenberichtigung in bezug auf den momentanen Luftdruck auf dem Meeresspiegel;

f - zeigt In Fig. 2 die logarithmische Kreisskala auf dt r Rückseite der Drehscheibe 5, welche zur Lösung von Rechenoperationen dient, wie Multiplikationen, Divisionen, Verhältnisse.

- Fester Richtpfeil, auf der Vorderseite des Gerätes (Fig. 1), welcher die Richtung des Kartenkurses zeigt, dessen Winkelwert auf der darunterstehenden, goniometrisehen Gradeinteilung 5 a abgelesen wird.

a - Ein dem Pfeil 6 diametral entgegengesetzter Bezugspfeil, zum Ablesen des zusätzlichen Kurses bis 180° (Umlehrkurs);

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— Transparentschlitz, auf dessen Aussenrand eine Gradeinteilung, entsprechend Werten der magnetischen Deklination zwischen 0° und 30° Ost und 0 und 30 West, zur Ermittlung des magnetischen Kurses durch direktes Ablesen auf der darunter angebrachten Gradeinteilung 5a eingeritzt ist, somit das traditionelle Kopfrechnen wegfällt,

- Aussenrand des Transparentschlitzes mit Höheneinteilung von 0 bis 36.000 Fuss, welcher in Kombination mit der
thermometrisehen Gradeinteilung 5b zu verwenden ist, zur Höhenberichtigung in bezug auf die Temperatur,

— Aussenrand des Transparentschlitzes,eingeteilt von + 50

bis - 80 C, verwendbar in Kombination mit der Höhenskala 5c zur Berechnung der Geschwindigkeit bei wahrer Luft,

- Transparent—Kreisfenster zur Kollimation des Pfeiles 5d auf der Drehscheibe 5 mit der Richtung des wahren Nordpunktes ,

- stellt in Fig. 2 "die feste Skala des logarithmischen

Kreisrechenschiebers dar, gezeichnet auf dem Aussenrand des Transparentkranzes 12,

- Transparentkranz, durch den die bewegliche logarithmische Skala 5f abgelesen wird,

- Skala des momentanen. Luftdruckes auf dem Meeresspiegel, gezeichnet von 893 bis 1.043 Millibar,

13 a - Höhenberichtigung in Wert und Vorzeichen, entsprechend bestimmten Werten der Skala 13,

- Schieber zur Drehung und Längsverschiebung des Transparent-Winkelmessers 15.

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Der Schieber 14 besteht aus:

14 a Halbkreisförmige Gradeinteilungen von 0° bis 180° Ost, von o° bis 180° West, verwendbar zur Ermittlung des Einfallwinkels des Windes,

14 b Einschnitt zur Erleichterung der Verstellung des Schiebers,

14 c Bezugszeichen zur Einstellung des Kartenkurswinkels

durch Drehung des Transparent-Winkelmessers 15;

- Transparenter, drehbar- und gleichzeitig längsverschiebbarer Winkelmesser, verwendbar in Kombination mit dem Polarnetz 16 für die graphische Lösung des Winddreiecks.

Der Winkelmesser 15 bee eht aus:

15 a - Umfanggradeinteilung von 360°, als Darstellung

der Winkel des Kartenkurses und der Windrichtung,

15 b - Radialsegment mit Einteilung in Abständen von 10 Knoten, oder mit irgend einer anderen beliebigen Teilung, welches bezweckt, die Vektorengeschwindigkeit eines auf das Zentrum 150 gerichteten Bezugswindes darzustellen,

15 c - Zentrum des Winkelmessers 15 und Endanschlag des Windvektors. Dieses Zentrum dient, bei der graphischen Lösung des Winddreieckes, zur Ermittlung auf der Kursachse 160 des sich ergebenden Wertes der Bodengeschwindigkeit;

- Polarnetz, zu verwenden in Kombination mit dem drehbar und gleichzeitig längsverstellbaren Winkelmesser 15 zur graphischen Lösung des Winddreieckes.

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Es besteht aus: * ^3

a - Bündel konzentrischer Halbgraden verschoben um 1°, 2°, 5°, welch
drift darstellen,

1,2,5, welche Berichtigungswinkel der Ab-

b - Reihe von Kreisbögen konzentrisch mit dem Pol des Bündels der in gleichen Abständen von 10 Knoten sich befindlichen Halbgraden, deren Radius auf den Halbgraden die Geschwindigkeit bei wahrer Luft und auf der Kursachse 16 c die Bodengeschwindigkeit ermittelt,

c - Kursachse (Polarachse des Netzes), welche einen

Bereich Bodengeschwindigkeiten darstellt, welcher im Beispiel nach Fig. 2 zwischen 70 und 750 Knoten steht. In der graphischen Lösung des Winddreieckes wirkt die Kursachse in Kombination mit dem Zentrum 15c für die Ermittlung der Bodengeschwindigkeit zusammen;

- Tabelle, verwendbar zur Ermittlung der bezogenen Eigengeschwindigkeit. Sie enthält:

a - barometrischer Höhenbereich von 10.000 bis

50.000 Puss,

b - Bereich von berichtigten, angezeigten Eigengeschwindigkeiten von 200 bis 550 Knoten,

c - Berichtigungskoeffizient für Kompressibilität der Luft.

Bevor die Erläuterung der praktischen Wirkungsweise der Vorrichtung vorgenommen wird, wird es für zweckmässig gehalten, auf die zur Ermittlung nachstehender Angaben der Flugnavigation zu verweisen:

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Graphische Darstellung eines Weges durch Aufzeichnen auf der Seekarte eines Segmentes, welches den Abflugort mit dem Ankunftsort verbindet.

KARTENKURS:

Winkel, welchex in Sechzigsteln die Kursrichtung in bezug auf eine ortsfeste, in Richtung des geographischen Nordpols gestellten, auf der Seekarte dargestellten Bezugsachse festlegt.

MAGNETISCHER KURS;

Winkel, welcher die Richtung des Kurses in Abhängigkeit vom magnetischen Nordpol ermittelt, welcher, wie bekannt, in bezug auf den geographischen Nordpol um einen Winkelwert verstellt ist, gleich der magnetischen Deklination. Es wird daran erinnert, dass in den meisten Flugzeugen der Kompass immer noch das wichtigste Gerät zur Ermittlung des Kuses ist (magnetischer Kurs).

ENTFERNUNG I

Lineare Grosse des Kurses ausgedrückt in Seemeilen (1 Seemeile = 1.852 m).

FLUGZEIT:

Entfernung ausgedrückt in Minuten und berechnet in Abhängigkeit von einer bestimmten Geschwindigkeit des Flugzeuges.

Diese Navigationsangaben werden im allgemeinen wie folgt ermittelt:

a) Kurs, Kartenkurs und Entfernung mittels eines Winkelmessers und eines Lineals,

b) vom Piloten durch Kopfrechnen ermittelter magnetischer Kurs mittels der algebraischen Summe·

magnetischer Kurs = Kartenkurs - (- Deklination),

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c) Flugzeit, berechnet mittels eines Rechenschiebers aufgrund der bekannten Formel: Zeit = Entfernung/Geschwindigkeit.

Diese Vorgänge setzen folgendes voraus:

Die Verwendung dreier verschiedener Gerätes Winkelmesser, Lineal und Rechenschieber'

eine Kopfrechnung: den magnetischen Kurs?

die Berechnung der Flugzeit mittels Rechenschiebers?

grosse Bewegungsfreiheit (in den engen Einsitzern selten verfügbar);

sofortiges Abschreiben der erhaltenen Angaben {zur Vermeidung, dass die Einzelbenutzung der drei verschiedenen Geräte zu eventuellen Vergessenheiten führt).

Es wird nun die Wirkungsweise der erf indungsgemässen Vorrichtung beschrieben.

Mit Bezug auf Fig. 1 wird zunächst der Nullpunkt der Skala auf den Abflugpunkt eingestellt, so dass der Rand 1 der Skala mit dem Kurs ausgefluchtet wird? danach wird die Scheibe 5 gedreht, bis der Pfeil 5d mit dem Ortsmeridian auf der Seekarte ausgefluchtet ist, und zwar mit der Spitze nach dem Norden.

Nun wird entsprechend dem Richtpfeil 6 auf der goniometrischen Teilung 5a der Wert des Kartenkurses in Grad abgelesen. Danach wird, entgegengesetzt der örtlichen auf dem Aussenrand 7 ausgelesenen magnetischen Deklination, auf der Teilung 5a der Wert des magnetischen Kurses in Grad abgelesen.

Unter Beibehaltung der Vorrichtung in der eingestellten Lage kann auf der Skala die Entfernung des Kurses in Seemeilen abgelesen werden. Nun lässt man (in Gedanken oder graphisch) von dem Ankunftspunkt bis auf die Waagerechte entsprechend der auf 3a ausgelesenen Geschwindigkeit des Flugzeuges eine Senkrechte fallen. Der Schnittpunkt der beiden Grade wird sich auf dem Nomogramm auf einer isochronometrischen Linie befinden, ' welche die Flugzeit zwischen beiden Punkten des Kurses in Minuten angibt.

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Ferner ist es möglich, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitere verschiedene Probleme der Luftfahrt zu lösen,wie z.B.:

a) die Berechnung der berichtigten Höhe,

b) die Berechnung der wahren Höhe,

c) die Berechnung der bezogenen Eigengeschwindigkeit,

d) die Berechnung der Eigengeschwindigkeit.

Bevor die Berechnung dieser Werte erläutert wird, ist es zweckmässig, darauf hinzuweisen, dass die mit barometrischer Dose versehenen Geräte, wie der Höhenmesser und das Anemometer, in Abhängigkeit von einer Normatmosphäre geeicht sind, welche folgende Eigenschaften besitzt:

Breitengrad 45°, trockene Luft, Temperatur auf dem Meeresspiegel + 15°C, senkrechter Temperaturgradient -2°C/1.000 Fuss, barometrischer Druck auf dem Meeresspiegel 1.013,32 Millibar, senkrechter barometrischer Gradient - 1 Millibar/27 Fuss.

Wenn sich diese Geräte in einer Luftmasse befinden, deren physikalische Eigenschaften anders sind als jene der Normatmosphäre, sind ihre Angaben falsch; um diese zu berichtigen, wird der Rechenschieber gebraucht.. Man berichtigt vor allem die Angaben des Höhenmessers zunächst in Abhängigkeit der Temperatur (abgelesen vom Bordthermometer oder von der metereologischen Kurstafel oder durch Funkangabe erhalten) und anschliessend in Abhängigkeit von dem momentanen barometrischen Druck auf dem Meeresspiegel.

Der erste Vorgang wird bei der Fensteröffnung vorgenommen, indem man die Scheibe 5 bis zur Übereinstimmung der auf der Teilung angegebenen Aussentemperatur mit der vorgeplanten, auf dem Aussenrand der genannten Fensteröffnung ausgelesenen Flughöhe' bringt. Diese Drehung wird unmittelbar auf die bewegliche logarithmische Skala 5f der Fig. 2 übertragen, welche unter Winkelverstellung um den Logarithmus des thermometrischen Koeffizienten, eine Multiplikation ausführt, deren Ergebnis

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(berichtigte Höhe) auf der ortsfesten Skala 11 entsprechend der auf der beweglichen Skala 5f angegebenen und lokalisierten Höhe abgelesen wird. Es wird nun die wahre Höhe ermittelt, d.h. die vorher ermittelte Höhe, welche nachträglich in Abhängigkeit von dem barometrischen Druck auf dem Meeresspiegel berichtigt wurde.

Der Vorgang besteht in der algebraischen Summe der berichtigten Höhe mit dem auf der Skala 13a in Fuss ausgedrückten und vom Pfeil 5d angegebenen Wert, wenn der Endansatz 5e des Pfeiles 5d zur Übereinstimmung mit einem bestimmten Wert des auf der Teilung 13 in Millibar angegebenen momentanen barometrischen Druckes auf dem Meeresspiegel gebracht wird.

Höhe

Durch die Vorrichtung kann auf einfache Weise die in Abhängigkeit von dem momentanen barometrischen Druck auf dem Meeresspiegel berichtigt werden. Es wurde somit die Beseitigung der mathematischen Berechnung mit der bekannten, immer noch gebrauchten Formel CH = (momentaner barometrischer Druck - 1.013,32) Millibar x 27 Fuss erreicht.

In der Fachsprache der Luftfahrt unterscheidet man fünf Geschwindigkeiten :

I. angezeigte Fluggeschwindigkeit = von den Messgeräten in Normatmosphäre angegebene Geschwindigkeit\

II. berichtigte, angezeigte Eigengeschwindigkeit = wie oben, bei welcher der Lagefehler durch die statischen Luftfänger berichtigt wird;

III bezogene Eigengeschwindigkeit = berichtigte, angezeigte Eigengeschwindigkeit, wobei der durch die Zusammendrückbarkeit der Luft im Pilotrohr verursachte Fehler berichtigt wurde;

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IV. Geschwindigkeit bei wahrer Luft = bezogene Eigengeschwindigkeit, berichtigt in Abhängigkeit der Höhe und der Temperatur und

V. Bodengeschwindigkeit = Geschwindigkeit bei wahrer Luft, durch die Wirkung des Windes geändert;

in Abwesenheit von Wind ist die Bodengeschwindigkeit gleich der Geschwindigkeit bei wahrer Luft.

Während die ersten zwei Geschwindigkeiten in bezug auf den Flugzeugtyp nach Tabellen ermittelt werden, werden die dritte, vierte und fünfte wie folgt mittels Rechenschieber berechnet:

BEZOGENE GESCHWINDIGKEIT;

Mit Bezug auf Fig. 2 und auf die Tabelle 17 wird durch die vorgeplante Flughöhe 17a und die berichtigte, angezeigte Eigengeschwindigkeit 17b des Flugzeuges der Berichtigungskoeffizient für die Zusammendrückbarkeit 17c ermittelt. Nachträglich wird mittels des Rechenschiebers 5f und xl das Produkt aus der berichtigten, angezeigten Eigengeschwindigkeit und dem Koeffizienten der Zusammendi iickbarkeit hergestellt = bezogene Eigengeschwindigkeit .

GESCHWINDIGKEIT BEI WAHRER LUFT:

Mit Bezug auf Fig. I wird die Scheibe 5 gedreht bis zur Uebereinstimmung des Wertes der wahren Höhe, abgelesen auf der Höhenteilung 5c, mit dem bekannten Wert der Aussentemperatur, abgelesen auf der thermometrischen Teilung 9. Diese Drehung wird unmittelbar auf die bewegliche logarithmische Skala 5f den Fig. 2 übertragen; diese führt eine Winkelverstellung aus, um den Logarithmus des gesamten Berichtigungskoeffizienten (thermologischer- und Höhenkoeffizient) und stellt das Produkt aus der bezogenen Eigengeschwindigkeit und dem gesamten Berichtigungskoeffizient her = Geschwindigkeit bei wahrer Luft; der

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Wert dieser Geschwindigkeit wird auf der ortsfesten logarithmischen Skala 11 abgelesen, entsprechend dem Wert der auf der beweglichen Skala 5f lokalisierten, bezogenen Eigengeschwindigkeit.

BODENGESCHWINDIGKEIT UND BERICHTIGUNG DER ABDRIFT;

Dies sind zwei Parameter der Luftkoppelnavigation, deren Kenntnis erforderlich wird, nur wenn das Flugzeug bei Wind fliegen muss.

Sie werden berechnet durch die Lösung des sog. Winddreieckes, deren bekannte Glieder folgende sind:

a) Geschwindigkeit bei wahrer Luft (erster Schenkel des Dreiecks );

b) Einfallwinkel des Windes (entgegengesetzt zum ersten Schenkel);

c) Windgeschwindigkeit (zweiter Schenkel des Dreickes);

die Unbekannten sind:

d) Berichtigungswinkel der Abdrift (entgegengesetzt zum zweiten Schenkel);

e) Bodengeschwindigkeit (dritter Schenkel des Dreieckes),

Diese Unbekannten werden im allgemeinen graphisch ermittelt durch Vektorenzusammensetzung der Eigengeschwindigkeit und der Windgeschwindigkeit; analytisch werden sie mittels trigonometrischer Rechnung ermittelt. Der graphische Vorgang ist jedoch bevorzugt, weil dadurch eine schnellere Lösung des Winddreieckes erzielt wird,,welche mit zweckmässigen Traggeräten durchgeführt wird, wie ein drehbarer und transparenter Winkelmesser, auf dem mit Bleistift ein Radialsegment gezeichnet wird, welches die Vektorengeschwindigkeit des Windes darstellt; der Winkelmesser wirkt zusammen mit einem auf einem unterhalb gleitbaren Streifen gezeichneten Polar 3tz.

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Dieses PolarnetEt besteht aus einer Polar-

achae (Kurs ach L-e) und uis einem Bündel konzentri = sclier TTalbgraden in Winke"! abständen von einem Grad oder z«ui Grad, oder fünl' Grad, in Sechzigstel,we_l ehe jeweils liericli tijian. .swinfeel der Abdrift bil * den. Das Windel der Ualbgruden und das Polarnetz
werden durchschnitten von einer Iieilie konzentri » scher Kreisbögen in gleichen Abständen von 10 Kno= ten, deren Kadius auf den Halbgraden die Geschwin= digkeiten bei wahrer Luft und auf der Kursachse
die Uoden£;eschwindi£;keiten_fermittelt. Die ρraktie sehe Anwendung dieser bel.annten Geräte erfolgt
durch Drehung des Winkelmessers, bis der Winkel
der Windrichtung mit der Ifursachse (Polarachse des Netzes) übereinstimmt; anscliliessend wird vom Zen trum des Winkelmessers lait einem Glasschreibatift
ein Radialsegment aufgezeichnet, dessen Länge
gleich der Windgeschwindigkeit ist und auf der
Kursachse abgelesen werden kanr unter Verwendung
als Masseinheit, der auf derselben Achse gezeich « neten Einteilung in Knoten.

Einstellung des Kartenlcureep : erfolgt durch Dreh ung des Winkelmessers bis zur Uebereinstimmung des Kartenkurswinkels mit der Kursachse.
Vektorenzusammensetzung : erfolgt durch Verstel = lung des Polarnetzes unter dem Winkelmesser bis

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zur Uebexeins tiiainuii«: dtj Eadialendes des Windvektors mit dem Kreisbogen entsprechend der Luftgeschwindi^ keit des Flugzeuges. Bei diesem Vorgang wird eine Halbgrade des Hetzes durchschnitten, welche den Be= rlchtigungswinlcel der Abdrift und das entsprechende Vorzeichen (+ wenn rechts der Kursachse ; - wenn

links) darstellt und den Wert in Grad angibt. Schliesslieh wird das Zentrum des Winkelmessers den sich ergebenden -Wert der Bodenp-e&chwindigkeit auf der Kursachse ermitteln»

Unter Beibehaltung des Prinzips der graphischen Lo= sung des Winddreiecks besteht die Vorrichtung

±a der Verwirklichung eines Schiebers 'I j IToIcher die Drehung und gleichzeitige Längs = verschiebung eines transparenten Winkelmessers .15 erlaubt, welcher die Eadialeinzeichnung 15b auf β weistg wobei letztere die Vektorengeschwindigkeit des Windes geteilt in Einlxeiten von 10 Knoten dar » stellt.

Die beschriebene Vorrichtung v*urde verwirklicht zur Vermeidung dce Aufzeiclinens des Windvektors und der Verstellung des Polarnetzes, da beide Vorgänge bei« de Hand® beanspruchen und somit den Piloten zwingen, während der zur graphischen Lösung des Wind#reiecks erforderlichen Zeit die Steuerung des Plugzeuges zu unterbrechen.

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Die Kombination Schieber-Winkelmesser arbeitet hier wie folgt:

A - Einstellung des Kartenkurses und Ermittlung des Einfallwinkels*

B - Ausrichtung;

C - Vektorenzusainmerisetzung.

EINSTELLUNG DES KARTENKURSES UND ERMITTLUNG DES EINFALLWINKELS:

Die Einstellung des Kartenkurses und die Ermittlung des Einfallwinkels erfolgen durch Drehung des Transparentwinkelraessers bis zur Übereinstimmung des Kartenkurswinkels (abgelesen auf der Gradeinteilung 15a mit dem Kurszeiger 14c* anschliessend wird, entsprechend dem Winkel der Windrichtung (abgelesen auf 15a)der Einfallwinkel des Windes ermittelt.

AUSRICHTUNG:

Erfolgt durch Drehung des Winkelmessers 15 bis zur Übereinstimmung des Windvektors 15b mit dem vorher ermittelten Einfallwinkel .

VEKTORENZUSAMMENSETZUNG:

Erfolgt durch Verstellung des Schiebers bis zur Übereinstimmung eines Teiles des Vektors 15b, deren Länge der Windgeschwindigkeit entspricht, mit dem der Luftgeschwindigkeit des Flugzeuges entsprechenden Kreisbogen. Bei diesem Vorgang wird eine Halbgrade des Netzes durchschnitten, welche den Wert des Berichtigungswinkels der Abdrift in Grad angibt, sowie das entsprechende Vorzeichen; das Zentrum des Winkelmessers zeigt auf der Kursachse den sich ergebenden Wert der Bodengeschwindigkeit.

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Selbstverständlich können an der erfindungsgemässen Vorrichtung verschiedene Änderungen angebracht werden, sowohl in bezug auf ihre eventuelle Verwendung in der Seeschifffahrt als auch in bezug auf die gebrauchten Masseinheiten und verwendeten Materialien, die Darstellungsskalen der verschiedenen nautischen Parametern, die Verkleinerungsskalen der Entfernungen und den Bereich der Geschwindigkeiten und der Wegzeiten des chronometrischen Nomogrammes; letztere können selbstverständlich statt Geschwindigkeiten in Meilen/Stunde den Brennstoffverbrauch/ Stunde angeben, wobei folglich auf den Zeitskalen die Reichweite des Fluges in Minuten abgelesen wird, vorausgesetzt, dass die Entfernungsskala als Angabe der in den Behältern enthaltenen Brennstoffmenge verwendet wird.

xSs sind daher als zur vorliegenden Erfindung gehörend alle jene Geräte für die Luftkoppelnavigation anzusehen, welche aus der Kombination eines Lineals, eines Rechenschiebers, eines drehbaren Winkelmessers, eines chronometrischen Nomogrammes und eines mittels Schieber drehbaren und gleichzeitig längsverschiebbaren Winkelmessers bestehen und" in der im wesentlichen die vorstehend erläuterte Ausgestaltung beschrieben sind.

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Claims

"■atentanspruche :

(1. Vorrichtung für die Luftkoppelnavigation, gekennzeichnet

durch die Kombination von einem Lineal, einem logarithmischen Kreisrechenschieber, einem drehbaren Winkelmesser, einem chronometrischen Nomogramm und einem Polarnetz mit drehbarem und mittels eines Schiebers längsverschiebbaren . Winkelmesser.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die innere Scheibe des drehbaren Winkelmessers vorzugsweise auf der Rückseite die drehbare Scheibe des logarithmischen Kreisrechenschiebers bildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der vorzugsweise aus transparentem Werkstoff hergestellte, dem Polarnetz zugeordnete Winkelmesser drehbar und längsverschiebbar in einem Schieber angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der transparente, in dem Schieber angeordnete Winkelmesser eine radial eingeritzte Teilung z.B. in Einheiten

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• von-10 Knoten oder in einer anderen, beliebigen Einheit aufweist, welche die Vektorengeschwindigkeit des Windes darstellt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß dem drehbaren Winkelmesser Skalen zugeordnet sind, mittels denen in einem einzigen Vorgang der Kartenkurswinkel, der Winkel des magnetischen Kurses und des Umkehrkurses direkt ablesbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß auf dem vorzugsweise transparenten Mittelbereich der Drehscheibe des drehbaren Winkelmessers sich ein Pfeil befindet, welcher die algebraische Höhenberichtigung in Abhängigkeit von dem momentanen barometrischen Druck auf dem Meeresspiegel ermöglicht, und zwar auf Skalen, die auf entgegengesetzten Sektoren des Umfangrandes des genannten transparenten Mittelbereiches eingeritzt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß dem drehbaren Winkelmesser Skalen zur Ermittlung der Höhenberichtigung und/oder der Geschwindigkeit bei wahrer Luft und/oder in bezug auf den momentanen Luftdruck und/oder zur Ortung auf dem Seekartenmeridian zugeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß dem drehbaren Winkelmesser eine tSkala mit einer Gradeinteilung entsprechend der magnetischen Deklination zwischen 0° und 30O Ost und 0° und 30° West zur Ermittlung

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des magnetischen Kurses durch direktes Ablesen zugeordnet ist,
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet ,

daß die Grateinteilung auf dem Außenrand eines Transparentschlitzes eingeritzt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet ,

daß zur Ermittlung der erforderlichen Flugzeit zwischen dem Abflug- und-dem Ankunftspunkt des Kurses bei der vorherbestimmten Geschwindigkeit ein in der Vorderseite der Vorrichtung einschiebbares chronometrisches iJomogramm vorgesehen ist, das aus einem Bündel in Minuten aufgezeichneter, isochronometrischer Linien besteht, bezogen auf ein kartesianisches Netz, dessen Abszisse die Entfernung in Seemeilen und dessen Ordinate die Bodengeschwindigkeit des Flugzeuges in Knoten oder in Stundenmeilen angibt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet

daß eines oder beide Längsränder der Vorrichtung mit einem Maßstab versehen sind.

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