DE289673C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Geschwindigkeitsmesser für ein Flugzeug, ein Luftschiff oder für ein anderes Luftverkehrsmittel. Zweck der Erfindung ist, eine geeignete Einrichtung zu schaffen, um die Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges gegenüber der Erde zu bestimmen und dieses schnell und durch eine unmittelbare Ablesung zu ermöglichen, anstatt nach dem bekannten Verfahren auf Grund von Beobachtungen Rechnungen anzustellen, in welche die Höhe als Faktor eingeführt werden muß. Mit anderen Worten: Bezwecktwisd mit der Erfindung dieSchaftung eines Instrumentes für ein Flugzeug 0. dgl., welches ebenso die Geschwindigkeit abzulesen gestattet, wie es ein gewöhnlicher Geschwindigkeitsmesser für ein Automobil oder ein sonstiges, auf festem Boden sich bewegendes Fahrzeug tut.

Die relative Geschwindigkeit eines Flugzeuges oder Luftschiffes von gegebenen Abmessungen und bestimmter Gestalt, dessen Propeller mit bestimmter Geschwindigkeit umlaufen, kann ohne weiteres dadurch bestimmtwerden, daß ein Zählwerk von der Propellerwelle aus betrieben wird. Dies trifft aber nur für ruhige Luft zu, denn nur bei ruhiger Luft ist die Geschwindigkeit eines Flugzeuges durch die Luft dieselbe wie die Geschwindigkeit gegenüber der Erde. Aber ruhige Luft ist erfahrungsgemäß sehr selten. Da die Luft immer mehr oder weniger durch Winde bewegt ist, so ist ihre Geschwindigkeit zu derjenigen des Flugzeuges gegenüber der Erde zu addieren oder von ihr abzuziehen, je nachdem das Flugzeug in derselben oder entgegengesetzten Richtung sich bewegt. Legt z. B. ein Flugzeug 50 km in der Stunde durch die Luft zurück, und hat es gegen einen Wind von 25 km Geschwindigkeit anzufliegen, so ist seine Geschwindigkeit gegenüber der Erde 50 — 25 oder 25 km in der Stunde. AVenn andererseits das Flugzeug mit einem Wind von 25 km in der Stunde fliegt, so ergibt sich als resultierende Geschwindigkeit 50 + 25 oder 75 km in der Stunde. Wenn ferner das Flugzeug in einem gewissen Winkel zur Windrichtung fliegt, so ergibt sich die resultierende Geschwindigkeit und Richtung der Erde gegenüber aus dem Parallelogramm der Kräfte.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun einen Geschwindigkeitsmesser, welcher die Gegen- , stände auf der Erde durch ein optisches System zu beobachten gestattet, dessen einer, die zur Beobachtung dienenden Einrichtungen enthaltender Teil in der entgegengesetzten Richtung zu derjenigen des Flugzeuges be- : wegt wird, so daß erreicht wird, daß dieser Teil über den beobachteten Gegenständen und damit deren Bild im Gesichtsfeld gleichfalls für eine gewisse Zeit zum Stillstand kommt. Dabei sind Mittel vorhanden zur Bestimmung

der Geschwindigkeit des beweglichen Teiles, welcher bei Beobachtung stillstehender Bilder die Geschwindigkeit des Flugzeuges selbst darstellt. Weitere, zur Erfindung gehörige Einzelheiten sind nachstehend beschrieben.

Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel. Die Fig. ι stellt den Geschwindigkeitsmesser in schaubildlicher Ansicht dar;

ίο die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt. nach der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1, und Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch das optische System der Fig. 1, welches zur Beobachtung der auf der Erde befindlichen Gegenstände dient.

Die ganze Einrichtung wird zweckmäßig von einem Rahmen getragen, der, um ihn möglichst einfach zu halten, zweckmäßig ein Paar paralleler Röhren 1, 1 besitzt. Sie bestehen aus Stahl oder einem sonstigen Metall, also stellen Röhren da, wie sie von den Fahrrädern her bekannt sind. Sie sind an ihren Enden und an einer etwa mittleren Stelle mit Platten 2, 3 und 4 miteinander verbunden. Dieser Rahmen kann am Flugzeug in irgendeiner gewünschten Weise montiert sein, z. B., wie in der Zeichnung dargestellt, durch Anwendung eines Drahtseiles 5, welches am oberen Rohr 1 in der Nähe der Enden desselben fest ist und mit einer Schraubenfeder 6 versehen ist, welche das Drahtseil etwa in der Mitte erfaßt und dazu dient, den Geschwindigkeitsmesser derart am Flugzeug aufzuhängen, daß er bis zu einem gewissen Winkel mit der Längsrichtung des Flugzeuges geschwungen werden kann, wenn wegen der Windrichtung die Fluglinie relativ zur Erde nicht mit der Flugrichtung durch die Luft, auf die das Fahrzeug eingestellt ist, übereinstimmt. Die Feder 6 dient gleichzeitig als Puffer und verhindert die Übertragung von Erschütterungen vom Flugzeug auf den Geschwindigkeitsmesser. Der Handgriff 7 am einen Ende des Rahmens ermöglicht dem Beobachter, den Geschwindigkeitsmesser mit der einen Hand in bestimmte Richtung zu bringen, während die andere Hand die Handhabe 33 erfaßt, von der noch weiter unten die Rede ist, und die die aus Fig. 1 ersichtliche Kette und die daran befestigten Teile antreibt.

Auf dem Rahmen ist ein Wagen 8 beweglich angeordnet, welcher einen Teil des gesamten optischen Systems trägt, welches benutzt wird, um Gegenstände auf der Erde zu fixieren. Dieser Wagen oder Schlitten 8 besitzt an seinem oberen und unteren Teil gekrümmte Flansche 9 (Fig.-3), welche die Rohre 1 umgreifen, aber doch dabei leicht an ihnen entlanggleiten können. Das vom Schlitten 8 getragene Teleskop 10 des optischen Systems besteht aus den Rohren 11 und 12. Das Rohr 11 ist durch einen Bolzen 13 (Fig. 3) oder auch in einer sonstigen Weise am Wagen 8 befestigt. Das Rohr 12 besitzt an seinem unteren Ende geeignete Linsen 14, während das Rohr 11 an seinem oberen Ende eine Linse 15 enthält und ferner mit einem Prisma 16 und einer Linse 17 ausgestattet ist. Es kann natürlich auch ein geeignetes Spiegelsystem solcher Einrichtung Verwendung finden, so daß die unter dem Teleskop 10 befindlichen Gegenstände bzw. die von ihnen ausgehenden Strahlen aus der Vertikalen in die Horizontale abgelenkt werden. Der Spiegel oder das Prisma befindet sich in einem Gehäuse 18, das vom oberen Ende des Teleskopes getragen wird und infolgedessen mit dem Wagen oder Schlitten 8 bewegt wird, wenn dieser an den Rohren ι des Rahmens hin und her gleitet.

Am Rahmen befindet sich ferner nahe dem einen Ende desselben ein Okular 19, das eine Linse 20 (Fig. 4) und ein Ablenkungsprisma oder Spiegel 21 enthält. Am Okular ist ein Rohr 22 rechtwinklig befestigt, welches in derselben horizontalen Achse mit der Systemachse des Gehäuses 18 liegt. Das in letzterem enthaltene Prisma 16 wandert nun beim Gebrauch der Einrichtung relativ zum Okular hin und her, wobei jedoch immer die beiden Prismen 16 und 21 miteinander in derselben horizontalen Richtung sind, so daß ein in das Okular schauender Beobachter die Gegenstände sieht, die sich unmittelbar unter dem Teleskop befinden.

Der Mechanismus, der dazu dient, das Teleskop hin und her zu bewegen, besteht im wesentlichen aus den Kettenrädern 23 und 24, um welche eine Kette 25 gelegt ist. Das Kettenrad 23 sitzt auf einer Welle 26, die in der senkrechten Endplatte 2 bzw. an einem daran befestigten Lagerkörper des Rahmens ihre Stütze findet. Das Kettenrad 24 ist in der Platte 3 des Rahmens drehbar gelagert. Eine Verbindungsstange 27 ist an der Kette 25 durch eine Schraube oder einen Stift 28 angelenkt, während das andere Ende dieser Stange 27 an dem das Teleskop tragenden Wagen 8 durch einen geeigneten Stift, z. B. durch den Stift 13, gelenkig angeschlossen ist. Die Verbindungsstange 27 besitzt auch in der Nähe des Teleskopes 10 einen dort angreifenden Lenker 29, dessen anderes Ende an eine Blende 30 angelenkt ist, die in einem Schlitz 31 des Gehäuses 18 geführt ist und dazu dient, die Linse 17 und das Prisma 16 zu verdecken oder freizulegen. Die Anordnung ist dabei so, daß mit dem Heben und Senken der Stange 27 während der Bewegung des Wagens 8 die Blende 30 sich schließt und öffnet, und zwar ro, daß bei der einen Bewegungsrichtung des Wagens die Blende in Offenstellung und bei

der anderen Bewegungsrichtung in Verschlußstellung ist.

Die Kette 25, welche über die Kettenräder 23 und 24 läuft, wird durch das Kettenrad 23 angetrieben. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befindet sich auf der Welle 26 lose ein Triebrad 32 mit der schon oben erwähnten Handhabe 33. Das Triebrad 32 steht in Eingriff mit dem kleinen Triebrad 34, welches von einem Zapfen 35 getragen wird, der vom Rahmen bzw. einem daran befestigten Ansatzteil herausragt. Der Stift 35 trägt auch das Zahnrad 36, welches mit einem auf der Welle 26 festsitzenden Trieb 37 in Eingriff steht. Auf diese Weise wird durch Umdrehung des Triebrades 32 mittels der Handhabe 33 die Welle 26 und damit auch das Kettenrad 23 in Umdrehung versetzt und die Kette angetrieben. Mit dem Triebrad 32 steht auch ein kleiner Trieb 38 in Eingriff, welcher die biegsame Welle 39 umdreht, die zu dem Geschwindigkeitsanzei-':'.·. ge'r 40 führt. Der letztere kann beispielsweise der gewöhnliche, gegenwärtig bei Automobilen gebrauchte Geschwindigkeitsanzeiger sein.

Der Beobachter kann durch Ablesen am Geschwindigkeitsanzeiger hiernach ohne weiteres erkennen, mit Welcher Geschwindigkeit' die Kettenräder umlaufen und die Kette 25 sich bewegt. .

Angenommen, der Geschwindigkeitsmesser bewege sich mit dem ihn tragenden Flugzeug in einer in Fig. 1 durch den oberen Pfeil angegebenen Flugrichtung, dann werden die Lichtstrahlen, die von den auf der Erde unten befindlichen Gegenständen ausgehen, durch das Teleskop eindringen, durch die Pris-

: men 16 und 21 zweimal gebrochen und auf diese Weise zum Okular, und durch die Linse 20 hindurch in das Auge des Beobachtenden

.40 fallen. Wenn die Kette 25 stillsteht, so steht auch das Teleskop gegenüber dem Flugzeug still. Es bewegt sich also gleichfalls schnell, über die Erde hinweg, so daß die von der Erde durch das Teleskop und die Prismen oder Spiegel zum Okular gelangenden Bilder rasch über das Gesichtsfeld hinwegstreichen. Wenn jedoch die Handhabe 33 gedreht wird und die Kette 25 in der durch den unteren Pfeil angegebenen Richtung läuft, so werden die Gegenstände von der Erde von Zeit zu Zeit erscheinen, und zwar immer dann, wenn . die Blende 30 in Offenstellung kommt und das Teleskop sich in der Richtung bewegt, die der Flugrichtung des Fahrzeuges entgegengesetzt ist. Nähert sich nun außerdem die Geschwindigkeit der Kette 25 derjenigen des Flugzeuges, so werden" die Gegenstände auf der Erde weniger und weniger schnell über das Gesichtsfeld hinweggehen, bis sie schließlich zum Stillstand kommen. Dieser Zeitpunkt gibt an, daß die Geschwindigkeit der Kette 25 der Geschwindigkeit des Flugzeuges gleichgekommen ist, und diese Geschwindigkeit kann nun augenblicklich am Zeiger des Geschwindigkeitsmessers 40 abgelesen werden.

Es könnte eine Vereinfachung der Konstruktion dadurch herbeigeführt werden, daß das bewegliche ablenkende Prisma 16 unmittelbar an der Kette befestigt würde, wobei natürlich für einen ungehinderten Übergang über die Kettenräder bei der Hin- und Herwanderung gesorgt werden müßte. Man würde hierbei den Schlitten und die Verbindungsstange fortfallen lassen können. Beim praktischen Gebrauch der Erfindung wird es indessen notwendig sein, da es sich um einen großen Bereich von Höhen von einigen Metern bis zu einigen Kilometern handelt, ein einstellbares Teleskop anzuwenden, um das Bild des zu beobachtenden Gegenstandes auf der Erde so einzustellen, daß eine genaue Beobachtung möglich ist. Ein solches optisches System an einer Kette zu befestigen, ist aber praktisch nicht gut durchführbar, und deshalb erscheint die auf der Zeichnung veranschaulichte Konstruktion dieser angegebenen einfacheren gegenüber doch als die zweckmäßigere.

Beim Gebrauch der Einrichtung wird zunächst das Teleskop 10 für die Höhe, für die es gebraucht werden soll, eingestellt, so daß im Okular 19 ein Bild geeigneter Größe und Schärfe erscheint. Der Beobachter erfaßt dann die Handhabe 7 und schwingt den Apparat in die Richtung des Fluges mit Bezug auf die Erde, und indem er nun in das Okular hineinschaut, dreht er die Kurbel und vermehrt nach und nach die Geschwindigkeit der Kette und des Teleskopes, bis die Bilder der Gegenstände auf der Erde aufhören, sich über das _: Gesichtsfeld zu bewegen und zum Stillstand kommen. Natürlich wird, wie schon ausgeführt, nur während einer Hälfte jedes Umlaufes der Kette, und zwar während der Wagen 8 sich in der durch den unteren Pfeil an-, gegebenen Richtung bewegt, die derjenigen der Bewegung des Flugzeuges entgegengesetzt ist, die Blende geöffnet sein und der Strahlendurchgang vom Objekt nach dem Okular ungehindert sein. Beim Rücklauf des Wagens in Richtung, des Flugzeuges ist die Blende 30 geschlossen und dem Strahlenbündel der Durchgang durch das optische System nach dem Okular verschlossen. Wenn das im Okular erscheinende Bild stillsteht, so weiß der Beobachter, daß der Wagen und das TeIeskop sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Flugzeug, nur in umgekehrter Richtung, bewegen, so daß das Teleskop infolge davon über dem im Okular sichtbaren Gegenstande während jedes Verlaufs in Richtung des unteren Pfeiles verbleibt. Infolgedessen ist dann die Geschwindigkeit der Kette die-

selbe wie diejenige des Flugzeuges, und sie kann ohne weiteres am Geschwindigkeitszeiger abgelesen werden.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Geschwindigkeitsmesser für Luftfahrzeuge beliebiger Art, dadurch gekennzeichnet, daß am Fahrzeug entgegen der Flugrichtung ein optisches System beliebig

   ίο schnell entlang bewegbar ist, welches, je nach der ihm mitgeteilten Geschwindigkeit, dem Beobachter ein wanderndes oder, falls seine Geschwindigkeit der des Fahrzeuges entspricht, ein ruhendes Bild der Gegenstände auf der Erde vermittelt, und welches an einem mit dem beweglichen System gekuppelten Geschwindigkeitsmesser beliebiger Art die jeweilige Geschwindigkeit abzulesen gestattet.
2. 2. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System aus ζλνεί Teilen besteht, einem feststehenden (19, 22) als Okular für den Beobachter und . einem z. B. an einem Rahmen (1,2,3,4) entlang beweglichen Teil (18, 10), welcher nach dem Beobachtungsobjekt gerichtet ist und seine Strahlen dauernd in den feststehenden Teil sendet.
3. 3. Geschwindigkeitsmesser nach Ansprach ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rahmen von der Gestalt eines gestreckten Rechteckes Kettenräder (23, 24) gelagert sind, während der bewegliche Teil des optischen Systems an dem Rahmen als Schlitten (8) gleitet und durch einen Lenker (27) mit der über die Kettenräder laufenden Kette (25) verbunden ist.
4. 4. Geschwindigkeitsmesser nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Lenker (27) eine Blende (30) verbunden ist, die je nach der Bewegungsrichtung des beweglichen Teiles des optischen Systems verstellt wird und den Strahlengang durch das optische System öffnet oder unterbricht, je nachdem dessen Bewegungsrichtung der des Flugzeuges entgegengesetzt oder gleichgerichtet ist.
5. 5. Geschwindigkeitsmesser nach An-Spruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar neben dem feststehenden Teil (ig, 22) des optischen Systems ein gewöhnlicher Geschwindigkeitsmesser (40) angebracht ist, der zugleich durch die Antriebsmittel (33, 32) für den beweglichen Teil . des optischen Systems angetrieben wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.