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Anordnung zur Echolotung auf Flugzeugen. Die Abschirmung von Geber
und Empfänger durch den Schiffskörper ist bekannt. Da ein Wasserschiff sich aber
nicht in einem, sondern in zwei Medien befindet, nämlich sowohl im Wasser als auch
in der Luft, und da der Schall nicht merklich aus dem Wasser in die Luft hineindringt
und von dort wieder ins Wasser, so ist es bei Wasserecholotungen nicht notwendig,
auf eine Abschirmung auch nach der Luftseite hin Rücksicht zu nehmen. Ein Durchschlagen
.der Schallwelle auf direktem Wege vermag nur nach unten hin durch das Wasser, nicht
aber nach oben hin durch die Luft zu erfolgen.
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Auf Luftfahrzeugen liegen die Verhältnisse für Echolotungen dagegen
ganz anders. Diese befinden sich nicht in zwei, sondern nur in einem einzigen Medium;
daher besteht die Gefahr, daß der Schall, wenn man den Flug= zeugkörper als Schirmkörper
benutzt den Echoempfänger auf direktem Wege nicht nur i an unten herum zu erreichen
vermag, sonclern auch oben herum. Man kann deshalb hier nicht, um die Abschirmung
zu vergrößern, mit dem durch den Flugzeug- oder Luftschiffkörpervoneinander getrennten
Geber und Empfänger beliebig hoch über das Fahrgestell oder den Kiel gehen, während
man beim Wasserschiff mit Geber und Empfänger beliebig hoch, bis an die Wasserlinie,
heranzugehen vermag, weil die Luft ebenfalls 11s Schirmkörper wirkt und der Schall,
wie schon erwähnt, aus dem Wasser in die Luft nicht merklich hineindringt. Dies
ist auch dann noch der Fall, wenn man z. B. bei einem aufgetauchten Unterseeboot
mit Geber und Empfänger bis hart an die Wasserlinie herangeht, wobei der ganze Schiffskörper
als Schirmkörper ausgenutzt wird (s. Abb. I).
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Bei Luftfahrzeugen muß zufolge des hier herrschenden großen Lärms
ein sehr kräftiges Schallsignal für Echolotungen Anwendung finden. Andererseits
ist aber gerade die Lotung geringer Flughöhen außerordentlich «richtig für den Luftfahrer.
Solche lassen sich bei Anwendung eines sehr kräftigen Schallsignals aber nur dann
einfach und sicher loten, wenn man sich dabei der Abschirmung durch den Flugzeugkörper
bedient und diese so groß als irgend möglich wählt. Das wird zufolge der schmalen
Bauart eines Luftfahrzeuges fast immer möglich sein, während es bei Wasserecholotungen
auf großen Schiffen die Breite derselben unmöglich macht, zur Erlotung.der ganz
kleinen Wassertiefen die maximale Abschirmung ausnutzen zu können. Bei Echolotungen
müssen nun die Stärke des Schallsignals, die Größe der Abschirmung und die Empfindlichkeit
des Empfanges zueinander richtig abgestimmt sein. Demzufolge wird auch die Reichweite
eines solchen Lotes ein Maximum sein, wenn man das Schallsignal so kräftig als möglich,
den Empfang so empfindlich als möglich und die Abschirmung so groß als möglich wählt.
Dieses gilt übrigens auch für die Benutzung einer gerichteten Schall- oder Knallwelle,
denn auch eine solche strahlt stets, wenn auch in geringem Maße, noch nach anderen
Richtungen als nach vorne Energie aus. Es wird also auch in diesem Falle das günstigste
Ergebnis dann erzielt, wenn man die Abschirmung durch den Körper des Luftfahrzeuges
möglichst groß macht. Geber und Empfänger müssen nun zur Erzielung einer maximalen
Abschirmung so angeordnet werden, daß eine durch beide hindurchgelegte Ebene a-a
den Schiffskörper in zwei bezüglich der akustischen Abschirmung gleichwertige Hälften
zerlegt.
Zur Erläuterung ist in Abb.2 ein Flugzeug im senkrechten
Schnitt gezeichnet. Bei der hier angenommenen Form wird' die maximale Abschirmung
dann erreicht, wenn Geber und Empfänger auf der Mitte des Flugzeugkörpers einander
gegenübersitzen, wenn man eine Kugelwelle als Lotsignal benutzt. Abb. 3 zeigt nun,
wie sich bei dem gleichen Flugzeugkörper die Ebene a-a der maximalen Abschirmung
verschiebt, wenn man an Stelle einer Kugelschallwelle eine gerichtete Schallwelle
zur Anwendung bringt.
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Die Abb. d.a und 4:b zeigen eine Anordnung, hei der der Geber unter
einem Flügel des Flugzeuges angeordnet ist, während der auf der anderen Seite angeordnete
Echoempfänger hinter dem anderen Flügel und etwas oberhalb desselben angebracht
ist. Auch hier wird durch die Ebene a-a das Luftfahrzeug in zwei Hälften zerlegt,
,die bezüglich ihrer akustischen Schirmwirkung für die hier getroffene Anordnung
von Geber und Empfänger gleich sind, ohne daß die Ebene a-a das Flugzeug körperlich
zu halbieren braucht. Der hier zur Abschirmung herangezogene Flügel schirmt nach
oben hin eben sehr viel stärker ab als der in Abb. 2 und 3 dargestellte Luftfahrzeugkörper.
Demzufolge kann der Empfänger in Abb..l sehr weit gegen die übere Kante des Flugzeugkörpers
verschohen werden. Selbstverständlich kann man nach (lern Beispiel nach Abb. d.
auch Geber und Empfänger verwechseln, ohne daß dadurch Wesentliches an der auf allen
Schallaufwegen maximalen Abschirmung zwischen beiden geändert wird. Allerdings verzichtet
man dann auf die Verstärkung der Kugelwelle, die bei (lern Beispiel nach Abb. d.
dadurch erreicht wird, daß man unmittelbar unter der Flügelfläche gibt, wodurch
der Teil des Lotsignals, der sonst oben gegen den Himmel zu strahlen und oben herum,
um den Schiffskörper herumgebeugt, die Abschirmung nach oben verkleinern würde,
durch Reflexion an der Flügelfläche mit nach dem Erdboden zu als eine Verstärkung
ges L otsignals gerichtet wird.
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Die Abb. 2 bis .4 beziehen sich auf Lotungen gegen tintenliegenden
Erdboden. Man kann das Gesagte aber natürlich auch sinngemäß anwenden auf Lotungen
nach vorne und nach den Seiten.
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Die Ahb. 5a und Sb zeigen ein solches Beispiel für seitliche Abstandsmessungen
in der l,-lugrichtung, und zwar ist hier die Ebene a-a vertikal durch das Flugzeug
gelegt, während sie in den Abb. 6a und 6b für Lotungen nach vorne oder nach hinten
das Flugzeug wagerecht schneidet, wie in Abb. 2. Auch in dliesen beiden Abbildungen
kann statt einer Schallwelle von Kugelform eine gerichtete Schallwelle Anwendung
finden, was sich besonders dann empfiehlt, wenn die zu messende Entfernung größer
ist als ;der untere Erdabstand. Abb. 7 zeigt wie Abb. 5a die Anordnung von Geber
und Empfänger in maximaler Abschirmung zwecks seitlicher Abstandsmessung in horizontaler
Richtung unter Benutzung der gesamten Abschirmung des Flugzeugkörpers und seiner
Anhängsel (Flügel). `wird an Stelle der in Abb.7 gezeichneten gerichteten Schallwelle,
die nur eine Abstandbestimmung nach der Richtungsseite hin zuläßt, eine kugelige
Schallwelle angewandt, so ist es unter Erhaltung der maximalen Abschirmung möglich,
ein allseitiges Echo zu erbalten von Flächen, die vorne oder seitlich des Flugzeuges
liegen.
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Es gibt natürlich noch zahlreiche andere Kombinationen von Geber und
Empfänger, bei denen eine allseitige maximale Abschirrnung durch d;as Flugzeug und
seine Anhänsel bewirkt wird. Von diesen seien hier nur noch einige angeführt. So
beispielsweise eine Anordnung, wie in Abb. 8 dargestellt ist, bei der Geber und
Empfänger je auf der Mitte der Seitenflächen des Rumpfes, aber hinter dein Flügel
angeordnet sind.
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Abb.9 endlich zeigt, wie bei einem Flugzeug, das wenig abschirmende
Stoffflügel besitzt, die Anordnung ztl erfolgen hat, daß trotzdem eine maximale
Abschirmung unter Benutzung des ganzen Flugzeuges erreicht wird. Dies geschieht
so, daß man beispielsweise den Geber unter dem nach oben schwach abschirmenden Stoffflügel
anordnet, denEmpfänger auf die entgegengesetzte Seite an das hintere Ende des Flugzeuges
setzt und die Entfernung vorn vorderen bzw. hinteren Ende so belnißt, .daß der Geberschall
oben, unten, vorne und hinten herum gleich schwach zum Echoempfänger gelangt. Dann
hat man die auf einem solchen, für die Abschirmung an sich ungünstigen Flugzeug
überhaupt erreichbare Anordnung der allseitig maximalen Abschirmung gefunden.