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Kursfinder und Positionsanzeiger für Luftfahrzeuge Gegenstand der
vorliegenden Erfindung ist ein Apparat, der es dem Flugzeugführer gestattet, schnell
und einfach den anzusteuernden Kurs zu finden unter Berücksichtigung der Eigengeschwindigkeit
des Luftfahrzeuges, der Windstärke und Windrichtung. Mit diesem Kursfinder ist ein
Positionszeiger verbunden, der selbsttätig die jeweilige Stellung des Flugzeuges
über einer Karte anzeigt. Dadurch wird es ermöglicht, auch bei unsichtigem Wetter
nur nach dem Kompaß zu fliegen und das Ziel des Fluges zu erreichen.
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Es sind schon Einrichtungen in Gestalt von Kartenhaltern bekannt,
bei denen eine Drehscheibe mit Gradeinteilung vorgesehen ist, um in bequemer Weise
den Winkel zwischen der Verbindungslinie zwischen Start und Ziel und der Flugzeugachse
feststellen zu können. Bei dieser Anordnung wird auch eine mit parallelen Linien
versehene durchsichtige Scheibe benutzt, die über die Karte gelegt wird, und ein
zur Flugzeugachse paralleler Schieber. Mit einem derartigen Instrument kann aber
nur der genannte Winkel festgestellt werden, nicht aber der tatsächliche Kurs unter
Berücksichtigung der Windgeschwindigkeit und der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeuges.
@Ebensowenig ist es möglich, die jeweilige Stellung des Flugzeuges mit diesem Instrument
zu ermitteln. Im Gegensatz dazu ist der Kursfinder nach der vorliegenden Erfindung
so eingerichtet, daß er Windstärke und Eigengeschwindigkeit, also auch die Abtrift
des Flugzeuges, berücksichtigt. Er besteht im wesentlichen aus zwei Linealen, die
gegeneinander verschiebbar und verstellbar eingerichtet sind und von denen das eine
mit seinem einen Ende auf einer längs der Kante eines Rahmens angeordneten Führung
verschiebbar ist. Unter dem Rahmen wird die Karte der zu überfliegenden Geigend
gelegt und darüber eine Cellon- oder Glasplatte, die einerseits die Kompaßeinteilung
trägt, andererseits eine Anzahl von Kreisen, die den Flugzeuggeschwindigkeiten entsprechen.
Mit Hilfe dieser Einrichtung kann jeweils der genaue anzusteuernde Kurs festgelegt
werden, wobei auch bei veränderter Windstärke Korrekturen möglich sind.
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Der dazugehörige Positionszeiger besteht aus einem Arm, der über die
Karte in der Luftlinie zwischen Start und Ziel gelegt wird und an dem durch irgendeine
Einrichtung, beispielsweise eine Spindel, ein Zeiger entlangbewegt wird mit der
absoluten Geschwindigkeit des Flugzeuges übertragen proportional auf den Maßstab
der Karte. Die den Zeiger verschiebende Spindel wird dabei durch eine Kraftquelle
in Umdrehung verseht,
etwa durch ein außenbords angebrachtes kleines
propellerförmiges Windrad, durch einen Elektromotor oder ein Uhrwerk o. dgl. Dabei
ist eine Reguliervorrichtung bzw, eine Bremse vorgesehen in Verbindung mit einem
Geschwindigkeitsanzeiger, mit deren Hilfe man die Drehgeschwindigkeit der Spindel
so lange ,ändern kann, bis sie in proportionaler Verkleinerung der wirklichen Eigengeschwindigkeit
des Luftfahrzeuges über Grund entspricht.
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Eine beispielsweise Ausführungsform eines derartigen Apparates ist
in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt Abb. i den Kursfinder
von oben gesehen. Abb. 2 zeigt die zugehörige Seitenansicht, teilweise im Schnitt.
r Abb. 3 zeigt den -zugehörigen Positionszeiger von oben gesehen und Abb. 4 .den
Antrieb dieses Zeigers durch ein kleines propellerförmiges Windrad.
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Abb. 5 zeigt die Benutzung des Apparates zur Korrektur des Kurses
bei sich ändernder Windstärke bzw. Windrichtung.
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Der Apparat besteht aus einem Rahmen i, in dem eine Cellon- oder Glasplatte
2 eingespannt ist. Diese Platte trägt einerseits die Kompaßgradteilung 3 in Gestalt
von radialen Strichen vom Mittelpunkt der Platte aus und andererseits konzentrisch
um diesen Punkt eine Anzahl von Kreisen 4, die den verschiedenen Eigengeschwindigkeiten
des Flugzeuges entsprechen.
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An der einen Seite des Rahmens i ist eine Führung 5 vorgesehen, auf
welcher ein Schieber 6 verschiebbar angeordnet ist. An diesem Schieber wird mittels
der Flügelmutter 7 ein Lineal 8 befestigt, und zwar so, daß es jede gewünschte Winkelstellung
gegen den Schieber und damit gegen den Rand des Rahmens einnehmen kann und in dieser
Stellung durch die Flügelmutter 7 festgehalten wird. In diesem Lineal 8 ist in der
Längsrichtung eine Führung zweckmäßig in Gestalt eines Schlitzes 9 vorgesehen, in
dem gleichfalls ein Schieber io verschiebbar ist, auf dem mittels der Flügelmutter
i i ein zweites, kürzeres Lineal 12 in irgendeiner beliebigen Winkelstellung eingestellt
werden kann. Dieses Lineal 12 trägt eine Teilung in demselben Maßstab wie die konzentrischen
Kreise auf der Cellonplatte, und' zwar stellt die Teilung die verschiedenen Windgeschwindigkeiten,
beispielsweise in Kilometern in der Stunde, dar.
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Die Einrichtung wird nun in der Weise benutzt, daß. man unter die
Cellonplatte 2 die Karte des zu überfliegenden Geländes legt, die zweckmäßig auf
eine Sperrholzplatte aufgezogen wird. Der Rahmen i kann dabei gleichzeitig als Kasten
für mehrere übereinanderliegende aufgezogene Karten dienen, so daß z. B. nach Wegziehen
der obersten Karte sofort die nächstfolgende unter der Platte erscheint.
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Das Lineal 8 wird nunmehr nach Lösen der Flügelmutter 7 so eingestellt,
daß es genau mit seinem auf der Luvseite liegenden Rand auf der Luftlinie zwischen
Start und Ziel der Karte liegt. Dann wird die Flügelmutter 7 festgeklemmt und der
Schieber 6 so weit auf der Führung 5 verschoben, daß die Linealkant- durch den Mittelpunkt
der Platte 2 hindurchgeht.
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Nun wird die Flügelmutter i i gelöst und das zweite Lineal 12 mit
seiner einen Kante in die durch die Station angegebene Windrichtung gestellt und
dann die Flügelmutter i i festgezogen. Jetzt verschiebt man das Lineal 12 mit seinem
Schieber io in der Führung 9 des Lineals 8 so lange, bis der Teilstrich des Lineals
12, der der Windgeschwindigkeit entspricht, die man von der- Station erhalten hat,
auf demjenigen der Kreise 4 liegt, der der Geschwindigkeit des Flugzeuges entspricht.
Der den Geschwindigkeitskreis in diesem Schnittpunkt gleichfalls schneidende Radius
der Gradeinteilung 3 entspricht dann dem zu steuernden Kurs und kann am Rand der
Platte abgelesen werden. Der Kreisbogen, der den Arm 12 in dessen Nullteilstrich
am Lineal 8 schneidet, ergibt die absolute Geschwindigkeit der Maschine über dem
Erdboden.
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Nachdem so der zu steuernde Kurs unter Berücksichtigung des Windes
festgestellt ist, wird der Arm 8 abgeklappt und über die Karte der Positionszeiger
gelegt, .der in der Abb.3 und 4 dargestellt ist. Dieser besteht aus einem Arm 13,
der gleichfalls in jede beliebige Stellung, insbesondere in die Luftlinie zwischen
Start und Ziel, über die Platte 2 gelegt und am Rande durch eine Schraube 14 festgestellt
werden kann. In diesem Arm 13 ist eine nicht dargestellte Spindel vorgesehen, die
einen Zeiger 15, der auf einer .entsprechenden Mutter sitzt, bei ihrer Drehung verschiebt.
Die Spindel wird durch eine biegsame Welle 16 unter Benutzung eines Kegelradgetriebes
17 (Abb. 4) von einem propellerförmigen Windrad 18 in Umdrehung gesetzt, das außenbords
im Luftstrom des Antriebspropellers bzw. im Luftstrom des Flugzeuges liegt und dessen
Drehzahl dementsprechend proportional der Geschwindigkeit des Flugzeuges ist. Eine
Bremseinrichtung; beste-, hend aus einem um i9 drehbaren Hebel 2o, der sich mit
einer Bremsbacke 21 auf eine aul der Welle des Propellers 18 sitzende Bremsseheibe
22 legt, ist noch vorgesehen, um die Geschwindigkeit des Windrades 18 und damit
die der Welle 16 ändern zu können.
Dies geschieht durch eine Druckschraube
23, die sich gegen das freie Ende des Hebels 20 legt und damit den Bremsdruck der
Bremsbacke 21 auf die Scheibe 22 zu ändern gestattet.
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Ein Geschwindigkeits- bzw. Tourenzähler 24 ist noch in die biegsame
Welle 16 eingeschaltet.
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Wenn der Arm 13 in die Luftlinie zwischen Start und Ziel gelegt
ist, so wird mittels der Schraube 23 die Drehzahl desWindrades 18 und damit
derWellei6 so lange abgeändert, bis der Tourenzähler 24 genau die mit dem Kurszeiger
festgestellte Eigengeschwindigkeit des Flugzeuges gegen den Boden anzeigt. Dann
wird mit Hilfe einer Kupplung 25 die biegsame Welle 16 mit der in dem Arm
13 befindlichen Spindel in Verbindung gesetzt, so daß nunmehr der Positionszeiger
15 durch diese Spindel mit einer der tatsächlichen Geschwindigkeit des Flugzeuges
proportionalen Geschwindigkeit in der Luftlinie über der Karte fortbewegt wird.
Ändert sich nichts an der Geschwindigkeit weder des Windes noch des Fahrzeuges,
so wird letzteres genau in dem Augenblick das Ziel erreichen, wo auch der Positionszeiger
15 auf der Karte über dem Ziel steht.
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Der Antrieb des Positionszeigers kann anstatt durch das Windrad 18
auch durch ein Uhrwerk, einen Elektromotor oder irgendeine andere Vorrichtung erfolgen.
Nur muß stets eine Reguliervorrichtung vorgesehen sein, die die Drehzahl abzuändern
gestattet.
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Der Kursfinder kann auch zur Kontrolle des Kurses benutzt werden.
Ergibt eine rohe Peilung oder eine funkentelegraphische Peilung etwa im Nebel oder
bei Nacht, daß der Positionszeiger nicht mit dem durch die Peilung ermittelten Standort
des Flugzeuges übereinstimmt, so wird zunächst der Positionszeiger außer Tätigkeit
gesetzt und beiseite geklappt, worauf der Kursfinder mit seinem Lineal 8 in die
Kursrichtung (Start-Ziel) eingestellt und festgeklemmt wird. Dann wird das Lineal
12 so weit verschoben, bis es rechtwinklig vom Lineal 8 durch den durch die Peilung
festgestellten -Standort B des! Flugzeuges geht (s. Abb. 5). Die Größe a, die an
dem Lineal 12 festgestellt werden kann, ergibt die Abtrift,; um die das Flugzeug
durch die Windänderung vom Kurs abgetrieben ist. Das Lineal 8 wird hierauf mit dem
festgeklemmten Lineal 12 auf den Mittelpunkt der Scheibe 2 verschoben. Dann gibt
der Radius, der an dem Lineal 12 die in der Größe der Abtrift a entsprechende Marke
schneidet, die Zahl in Graden an, um die der bisher gesteuerte Kurs falsch ist.
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Der bisher gesteuerte Kurs wird um diese Gradzahl gegen den Wind verbessert,
wenn die Abweichung vom absoluten Kurs auf der Leeseite vom Kurs liegt, während
die Abweichung vom absoluten Kurs auf der Luvseite um die ermittelte Gradzahl in
der Richtung mit dem Wind verbessert wird. Die Strecke A-C ergibt durch die Eigengeschwindigkeitskreise
die Größe, um die die absolute Geschwindigkeit des Flugzeuges über dem Erdboden
durch Einfluß der Windänderung verändert wurde. Liegt der Punkt C, der durch den
Querabstand des gepeilten Standortes auf die Kursrichtung ermittelt wird, hinter
dem Punkt A, der den vom Positionszeiger .ermittelten Standort anzeigt, so ist die
absolute Geschwindigkeit des Flugzeuges um die Strecke A-C größer, und sie ist zu
der bisherigen Geschwindigkeit hinzuzuzählen. Umgekehrt ist die Differenz abzuziehen,
wenn .der Punkt C vor dem Punkt A liegt. Die so ermittelte absolute Geschwindigkeit
wird dann wieder mittels der Schraube 23 (Abb.4) auf den Tourenzähler 24 eingestellt,
und der Positionszeiger kann jetzt wieder mit seinem Arm 13 in die Kursrichtung
gelegt und durch die Kupplung 25 wieder angetrieben werden.
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Natürlich ist es auch möglich, den Kurs in anderer Weise zu finden
und den Positionszeiger für sich zu benutzen.
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Die Reguliervorrichtung für die Drehzahl des Positionszeigerantriebes
kann auch in irgendeiner anderen Weise als beschrieben ausgeführt werden, z. B.
als Bandbremse, Wechselgetriebe, elektrischer Widerstand bei elektrischem Antrieb
usw. Eventuell-kann man auch bei Windradantrieb diesen durch Schrägstellung in seiner
Drehzahl ändern.
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Reicht eine Karte für :die Flugstrecke nicht aus, so muß. der Positionszeiger
von seiner Antriebsschraube abgekuppelt werden, zweckmäßig selbsttätig, und dann
wieder in seine Anfangsstellung zurückgeführt werden.