Verfahren zur Bestimmung des Kurses und der Geschwindigkeit von Luftfahrzeugen
über Grund und der Geschwindigkeit und Richtung des Winds vom fliegenden Luftfahrzeug
aus. Für die Luftnavigation und aus wissenschaftlichen . Gründen, beispielsweise
bei meteorologischen Forschungen, ist es oftmals erwünscht, den Kurs und die Geschwindigkeit
des Luftfahrzeuges über Grund sowie die Geschwindigkeit und Richtung des Windes
vom fliegenden Luftfahrzeug aus jeweils schnell und genau zu ermitteln. Diese Größen
bilden zusammen mit der meist bekannten oder doch durch Versuch leicht zu ermittelnden
Relativgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges zur Luft das bekannte Geschwindigkeitsdreieck.
Die Ermittlung der obengenannten Größen wird aber dadurch erschwert, daß mit sich
änderndem Kompaßkurs, aber auch, besonders bei großen Flügen, bei ein und demselben
Kompaßkurs die Richtung und die Stärke des Windes in bezug auf das Flugzeug sich
ändern. Viele bekannte Verfahren zur Bestimmung des jeweiligen Abtriftwinkels, d.li.
des von dem Kompaßkurs (Längsachse des Luftfahrzeuges) und dem Kurs über Grund (beobachtete
Richtung der Geländeverschiebung) gebildeten Winkels, lösen die gestellte Aufgabe
noch nicht, da die hiernach bestimmbaren Größen: Eigengeschwindigkeit des Luftfahrzeuges
relativ zur Luft, Kompaßkurs und Abtriftwinkel bzw. Richtung des Kurses über Grund,
noch nicht genügen, um die Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges über Grund oder die
Richtung und Stärke des jeweiligen Windes zu erinitteln. Nach der Erfindung ist
diese Aufgabe durch Messung des Abtriftwinkels bei zwei verschiedenen Kompaßkursen
schnell und genau zu lösen, wie dies an Hand der graphischen Darstellung der entsprechenden
Geschwindigkeitsdreiecke gemäß Abb. i näher erläutert werden soll.Procedure for determining the course and speed of aircraft
about the ground and the speed and direction of the wind from the flying aircraft
the end. For aerial navigation and for scientific purposes. Reasons, for example
in meteorological research, it is often desirable to know the course and speed
of the aircraft over the ground as well as the speed and direction of the wind
can be determined quickly and accurately from the flying aircraft. These sizes
form together with the most well-known or easy to determine by experiment
Relative speed of the aircraft to the air is the known speed triangle.
The determination of the above sizes is made more difficult by the fact that with
changing compass course, but also, especially with large flights, with one and the same
Compass heading the direction and strength of the wind in relation to the aircraft itself
change. Many known methods for determining the respective drift angle, d.li.
that of the compass course (longitudinal axis of the aircraft) and the course over ground (observed
Direction of the terrain shift), solve the problem
not yet, because the variables that can be determined hereunder: airspeed of the aircraft
relative to air, compass course and drift angle or direction of course over ground,
not yet sufficient to measure the speed of the aircraft over the ground or the
Determine the direction and strength of the respective wind. According to the invention is
this task by measuring the drift angle at two different compass courses
to solve quickly and precisely, as shown in the graph of the corresponding
Speed triangles according to Fig. I should be explained in more detail.
Das Luftfahrzeug fliegt zunächst bei einem bestimmten Kompaßkurs,
durch Beobachtung der Geländeverschiebung wird hierfür in bekannter Weise der Abtriftwinkel
a ünd damit die Kursrichtung über Grund festgestellt. @'Vunmehr wird das Luftfahrzeug
für kurze Zeit nach einem von dem ersten Kompaßkurs um einen bestimmten Winkel b,
beispiels: weise 6o°, abweichenden Kompaßkurs gesteuert und für diesen neuen Kompaßkurs
die neue Kursrichtung über Grund und der dazugehörige neue Abtriftwinkel ß bestimmt.
Zur Auswertung trägt man von einem Nullpunkt O aus die beiden um den Winkel b verschiedenen
Kompaßkurse 0A und OB, die nach Größe die bekannte Relativgeschwindigkeit
des Luftfahrzeuges zur Luft darstellen, und die dazugehörigen Kursrichtungen über
Grund 0E und OF, die mit den Kompaßkursen den jeweils ermittelten Abtriftwinkel
a bzw. ß einschließen, als Vektoren auf und sucht nun diejenigen Punkte G und
H auf den beiden Kursrichtungen 0E und OF, die von den Endpunkten
A und B der aufgetragenen Kompaßkurse 0A und OB
gleich weit entfernt
sind und in gleicher
Richtung von diesen Endpunkten A und B liegen.
Die zueinander parallelen und gleichlangen Verbindungslinien e und d der KompaBkursendpunkte
A und B und der auf den Kursrichtungen über Grund gefundenen Punkte
G und H stellen dann Richtung und Stärke des jeweiligen Windes dar, während die
von diesen Windvektoren auf den Kursrichtungen 0E und OF abgeschnittenen
Strecken OG und OH die Größe der jeweiligen Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges
über Grund ergeben. Es sind so also die gewünschten Größen bestimmbar.The aircraft first flies at a certain compass course; by observing the terrain shift, the drift angle a and thus the course direction over the ground is determined in a known manner. @ 'The aircraft is controlled for a short time after a compass course deviating from the first compass course by a certain angle b, for example: 60 °, and the new course direction over the ground and the associated new drift angle ß determined for this new compass course. For the evaluation, carry out the two compass courses 0A and OB, which differ by the angle b and which represent the known relative speed of the aircraft to the air according to size, and the associated course directions over ground 0E and OF, which are determined with the compass courses Include drift angles a and ß, as vectors and now searches for those points G and H on the two course directions 0E and OF that are equidistant from the endpoints A and B of the compass courses 0A and OB and in the same direction from these endpoints A and B lie. The parallel and equally long connecting lines e and d of the KompaB course end points A and B and the points G and H found on the course directions above ground then represent the direction and strength of the respective wind, while the sections OG cut off by these wind vectors on the course directions 0E and OF and OH give the size of the respective speed of the aircraft over the ground. The desired sizes can thus be determined.
Die Erfindung umfaßt ferner ein Gerät, das nach der Messung der zu
den jeweiligen Kompaßkursen gehörenden Abtriftwinkel schnell und genau die Ermittlung
der unbekannten Größen ermöglicht. Ein Ausführungsbeispiel dieses Geräts ist in
Abb. 2 dargestellt.The invention also includes a device that, after measuring the to
the drift angle belonging to the respective compass courses quickly and accurately
of unknown quantities. An embodiment of this device is shown in
Fig. 2 shown.
Auf einer Scheibe .i ist eine Kreisteilung aufgetragen, in deren Mittelpunkt
2 zwei j e mit einer Teilung versehene Schenkel 3, 4 je für sich drehbar und mittels
der bogenförmigen Stellschiene 5 und der Stellschraube 6 gegeneinander feststellbar
angeordnet sind. Ferner sind zwei weitere mit gleicher Teilung versehene und je
für sich um den Mittelpunkt 2 der Scheibe i drehbare Schenkel 8, 9 vorgesehen. An
den Schenkeln 3, 4 ist ein gelenkiges Stabparallelogramm 12, 13, 14 gelagert, dessen
Gelenkpunkte io, ii auf den Schenkeln 3, 4. zweckmäßig verschiebbar angeordnet sind.A circle division is applied to a disk .i, in the center of which
2 two legs 3, 4 each provided with a division, each rotatable by itself and by means of
the arcuate adjusting rail 5 and the adjusting screw 6 can be locked against each other
are arranged. Furthermore, there are two more with the same division and each
provided for legs 8, 9 rotatable about the center point 2 of the disk i. At
the legs 3, 4 an articulated rod parallelogram 12, 13, 14 is mounted, the
Articulation points io, ii on the legs 3, 4 are expediently arranged displaceably.
Die Handhabung des Gerätes geschieht in folgender Weise: Die erste
Abtriftmessung erfolge bei einem Kompaßkurs von 345°, auf den der Schenkel 3 auf
der Kreisteilung eingestellt wird. Die Abtriftmessung ergebe den Abtriftwinkel a.
Schenkel 8 wird unter diesem Winkel. zu Schenkel 3 eingestellt und zeigt die für
rlen Kompaßkurs 345' sich ergebende Kursrichtung über Grund. Die zweite Abtriftmessung
erfolge bei einem um ö _-_ + 6o° verschiedenen Kompaßkurs von 45°. Man stellt nunmehr
den Schenkel 4 auf diesen Kompaßkurs von 45° und zieht die Stellschraube 6 fest.
Der bei 45° gemessene Abtriftwinkel sei ß, und unter diesem Winkel wird Schenkel
9 zu Schenkel 4 eingestellt. Die freien Enden der Stäbe 12, 13 des gelenkigen Stabparallelogramms
werden nun mittels der Stellschrauben io, ii so auf den Schenkeln 3, 4 gelagert,
daß die Entfernung der Lagerstellen vom Mittelpunkt 2 der bekannten Relativgeschwindigkeit
des Luftfahrzeuges zur Luft in dem gewählten Maßstabe entspricht, während die an
Stab 14 angeschlossenen Enden der Stäbe 12, 13 mittels der auf Stange 14 verschiebbaren
Stellschraube 16 auf die gleiche Entfernung, wie sie die Gelenkpunkte io, ii besitzen,
eingestellt werden, so daß die Stäbe 12, 13 bei ihrer Schwenkung um die Punkte io,
11 stets parallel zueinander bleiben. Nunmehr wird durch Schwenkung des Schenkelparallelogramms
12, 13, 14 diejenige Lage der Schenkel 12, 13 gesucht, bei der auf diesen Schenkeln
von den Kursrichtungsschenkeln 8 und 9 gleiche Strecken a-a, von den Lagerstellen
io, i i ab gemessen, abgeschnitten werden. Die so gefundene Lage der Schenkel 12,
13 stellt dann die Richtung und die Länge a die Geschwindigkeit des Windes dar,
während die auf den Schenkeln 8, 9 abgeschnittenen Strecken b, c der Geschwindigkeit
des Luftfahrzeuges über Grund in den jeweiligen Kursrichtungen entsprechen. Einer
der Schenkel 3 bzw. 4 kann auch fest auf der Scheibe i verbunden bzw. durch eine
Richtungsmarke auf dieser ersetzt sein, zu welcher der andere Schenkel unter dem
Winkel $ einzustellen ist; umgekehrt kann auch die Scheibe i, wenn sie zur Einstellung
der Schenkel zueinander entbehrlich erscheint, fortfallen.The handling of the device is done in the following way: The first drift measurement takes place at a compass course of 345 °, to which the leg 3 is set on the circle division. The drift measurement gives the drift angle a. Leg 8 is at this angle. set for leg 3 and shows the course direction over ground resulting for the compass course 345 '. The second drift measurement takes place with a compass course of 45 ° different by ö _-_ + 60 °. The leg 4 is now set on this compass course of 45 ° and the adjusting screw 6 is tightened. Let the drift angle measured at 45 ° be ß, and leg 9 is adjusted to leg 4 at this angle. The free ends of the rods 12, 13 of the articulated rod parallelogram are now mounted on the legs 3, 4 by means of the adjusting screws io, ii that the distance of the bearing points from the center 2 corresponds to the known relative speed of the aircraft to the air in the selected scale, while the ends of the rods 12, 13 connected to rod 14 can be adjusted by means of the adjusting screw 16, which is displaceable on rod 14, to the same distance as they have the hinge points io, ii, so that the rods 12, 13 when pivoted about the points io , 11 always remain parallel to each other. Now, by pivoting the limb parallelogram 12, 13, 14 that position of the limbs 12, 13 is sought in which the same distances aa, measured from the bearing points io, ii, are cut off on these limbs from the course direction limbs 8 and 9. The position of the legs 12, 13 found in this way then represents the direction and the length a the speed of the wind, while the sections b, c cut on the legs 8, 9 correspond to the speed of the aircraft over the ground in the respective course directions. One of the legs 3 or 4 can also be firmly connected to the disk i or replaced by a direction mark on the latter, to which the other leg is to be set at the angle $; conversely, the disk i can also be omitted if it appears to be dispensable for adjusting the legs to one another.