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Schalltrichter für Echoloteinrichtungen auf Luftfahrzeugen. Bei Schalltrichtern
aller Art für stationäre Zwecke ist die Trichterform von kreisförmigem Querschnitt,
wie sie in Abb. i und a in gestrichelten Linien dargestellt ist, die allein übliche
Trichterform. Sie hat sich so eingebürgert, daß man ihre Anwendung auch da vorgeschlagen
hat, wo der kreisförmige Querßchnitt an sich unzweclanäßig ist, wie z. B. bei Echoloteinrichtungen
für Flugzeuge, bei denen die Schalltrichter dem Flugwind ummittelbar ausgesetzt
sind. Dies hat seinen Grund vielleicht auch mit darin, daß man bisher hierfür nur
verhältnismäßig lange Trichter von kleiner Öffnung vorsah, wie sie zum Aussenden
von gerichteten Schallwellen ja auch zweckentsprechend sind. Man konnte dies, weil
solche langen schmalen Trichter ja an sich keinen allzugroßen Luftwiderstand bieten.
Derartige Trichter eignen sich aber wenig für den Schallempfang, denn hierbei ist
es zweckmäßiger, kürzere Trichter mit möglichst großer Öffnung anzuwenden. Solche
Trichter würden aber einen viel zu großen Luftwiderstand bieten, was gleichbedeutend
mit einem vermehrten Kraftverbrauch des Antriebmotors oder mit einer verminderten
Geschwindigkeit des Flugzeuges wäre.
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Die Erfindung bezweckt nun, neue Trichterformen zu schaffen, die den
genannten Übelstand eines zu großen Luftwiderstandes nicht aufweisen und sich doch
für den Empfang des Echoschalles auf Flugzeugen vorzüglich eignen.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsformen
schematisch veranschaulicht: Die in Abb. i und 2: in ausgezogenen Linien dargestellte
Trichterform ist z. B. durch einfaches seitliches Plattdrücken des in dieser Abbildung
in gestrichelten Linien dargestellten normalen Trichters von Kreisform entstanden.
Sie weist schon einen beträchtlich geringeren Luftwiderstand auf als der gewöhnliche
Trichter, doch ist ihr Gesamtluftwiderstand zufolge der hinter dem Trichter auftretenden
Luftwirbel immer noch recht erheblich.
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Am vorteilhaftesten mit Bezug auf den Luftwiderstand eines dem Flugwind
ausgesetzten Schalltrichters ist die in Abb. 3 dargestellte tropfenförmig gestaltete
Querschnittsform. Bei ihr ist der Luftwiderstand an der Stirnfläche des Trichters
nicht größer als wie beider des zuerst beschriebenen beiderbeits abgeplatteten Trichterformquerschnitts
nach Abb. 2, dagegen sind die hinteren Luftwirbel durch den tragflächenartigen Verlauf
der Trichterwände fast vollkommen. vermieden. Vergleicht man einen solchen Trichter
mit einem normalen Kreistrichter, wie er z. B. in Abb. 3 durch die gestrichelte
Linie angedeutet ist, so ist sein Gesamtluftwiderstand infolge der wirbelloseren
Luftströmung kleiner als der des kreisförmigen Trichters allein, außerdem bietet
ein solcher Trichter aber noch den Vorteil, daß seine wirksame Öffnung und damit
sein Schallempfangsvermögen unverhältnismäßig viel größer ist als der des
normalen
Trichters von Kreisform. Es könnte nun hierbei sogar der Fall eintreten, daß ein
Trichter von tropfenförmigem Querschnitt gemäß Abb.3 einen kräftigeren Schallempfang
ergibt, als für den betreffenden Zweck gerade erwünscht ist, und daß andererseits
eine Kürzung des Trichters in der Richtung seiner Achse - wodurch j a auch-eine
Herabsetzung der Stärke des Schallempfangs erzielt werden könnte - aus anderen Gründen
nicht angängig erscheint. In -diesem@ Falle -kann man den Schallempfang einfach
dadurch herabsetzen, daß man, wie in Abb. q angedeutet ist, in einen Trichter von
der in -Abb. 3 dargestellten Gestalt einen Trichter von Kreisquerschnitt einsetzt,
so daß der sich verjüngende Teil des Trichters für den Empfang ganz unwirksam wird.
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Statt dessen könnte man natürlich einfach an einen Trichter von Kreisformquerschnitt
einen tropfenförmig gestalteten, allseitig geschlossenen hohlen Schwanz aus dünnem
Blech, z. B. durch Anlöten, befestigen (s. Abb. 5).
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Aus der aus Kreis- und Tropfenform kombinierten Trichterform nach
Abb. 4 läßt sich noch der besondere Vorteil herausholen, einen Empfangstrichter
mit regelbarer Schallstärke zu bekommen. Man braucht nur, wie in Abb. 6 veranschaulicht
ist, jeden - Trichter, d. h. den kreisförmigen und den vom tropf enförmigen Trichter
verbleibenden hohlen Schwanz je mit einem Ableitungsrohr zu versehen und eine Regelklappe
K vorzusehen, die, je nachdem man sie in die StellungI, il oder III bringt, die
Benutzung nur des kreisförmigen Trichters, des hohlen Schwanzes oder beider Trichter
gleichzeitig gestattet. Dasselbe könnte natürlich auch bei der Ausführungsform nach
Abb. 5 gemacht werden, wenn man den Blindschwanz nach -unten zu offen ausführt -
und im übrigen die Schallableitungsrohre nach Abb.6 anbringt. Mit einem solchen
Trichter kann man also- den Schallempfang in seiner Empfindlichkeit stufenweise
ändern, ohne daß dabei der Luftwiderstand gegenüber dem Flugwind mit verändert wird.
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Die neuen länglichen Trichterquerschnittsformen bieten auch noch in
anderer Beziehung einen nicht zu unterschätzenden Vorteil gegenüber einem normalen
Trichter von gleichem Schallempfang. Dieser besteht darin, daß auch dann noch ein
günstiger Schallempfang stattfindet, wenn, wie in Abb.6 durch einen Pfeil angedeutet
ist, der ankommende Schallstrahl nicht in oder nahezu in die Längsachse des Trichters
fällt, sondern unter einem größeren Winkel dazu ankommt. Dieser Fall ist durchaus
nicht selten und tritt beispielsweise bei steilem Auf- oder Abstieg ohne weiteres
ein. Dabei muß natürlich der Trichter am Flugzeug so, angeordnet sein, daß die Längsachse
der länglichen Trichteröffnung in der Fahrtrichtung des Flugzeuges liegt.
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Abb. 7 zeigt eine andere Ausführungsform eines Schallempfangstrichters
in Seitenansicht, die besonders wirksam ist für den Empfang von Schallwellen, die
in der Flugrichtung von hinten kommen. Sie ist in der Weise entstanden, daß man
den Trichter nicht senkrecht zu seiner Achse schneidet, sondern senkrecht zur vordersten
Erzeugenden des kreisförmigen Trichters abschneidet. Die Form, der unteren öffnung
ist gestrichelt mit in die Abb. 7 eingezeichnet.
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Auch diese Ausführungsform läßt sich für einen stufenweise regelbaren
Schallempfang einrichten, wie Abb. 8 zeigt. Die beschriebenen Trichterformen können
verschiedenen Zwecken des Schallempfanges entsprechend so am Luftfahrzeug angeordnet
werden, daß die Trichterachse bei wagerechter Lage des Luftfahrzeuges mit der Vertikalen
zusammenfällt oder mit ihr einen Winkel bildet. Als sehr wichtig für den Schallempfang
hat sich dabei insbesondere bei Flugzeugen herausgestellt, daß der Trichter so angeordnet
wird, daß düreh- den starken Flugwind im Trichterinnern keinesfalls durch Saugen
der Luft eine Luftverminderung entsteht, da- - diese den -Schallempfäng_beeinträchtigen
würde. Dies wird dadurch-verrnieden, daß man den Trichter -so anordnet, wie
es in Abb. g dargestellt ist, 'd. h. - so, daß die Trichteröffnung hinten tiefer
liegt als vorn, so daß sich der Flugwind im Trichter etwas fängt.
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Die erwünschte Luftstauung kann auch dadurch herbeigeführt werden,
daß, man bei senkrecht stehender Trichterachse den Trichter unten nach einer schräg
nach hinten abfallenden'-Ebene (Abb. io) oder- gewölbten Fläche - (Abb. i i) abschneidet.
Außer den angegebenen Ouerschnittsformen würden natürlich auch solche in den Schutzbereich
der Erfindung fallen, die zwar von den dargestellten Formen abweichen, aber gegenüber
der normalen Trichterform einen verminderten Luftwiderstand ergeben, auch wenn sie
vielleicht einen größeren Luftwiderstand besitzen, als gerade die günstigste Querschnittsform
nach Abb. 3 ergibt. Als solche Formen kommen z. B. in Frage Trichter mit rhombischem
Querschnitt und Trichter mit vorn kreisförmig verlaufendem Querschnitt wie in Abb.
3, an den sich nach hinten zu aber statt gewölbter ebene Flächen anschließen (auf
der Zeichnung nicht besonders dargestellt).