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Navigationsgerät für Luftfahrzeuge mit einer Luvwinkel- und Fahrttabelle
-Die Erfindung betrifft ein Navigationsgerät für Luftfahrzeuge zur einfachen Bestimmung
der fehlenden Größe des sogenannten Fahrtdreiecks aus den zu _ dieser Bestimmung
erforderlichen bekannten Größen. So kann man beispielsweise, falls die Eigengeschwindigkeit
des Luftfahrzeuges gegenüber der Luft, die Stärke des Windes und seine Richtung
gegenüber der Fahrtrichtung des Fahrzeuges bekannt sind, die Geschwindigkeit des
Fahrzeuges über Grund und den--- zur Vermeidung einer Abtrift erforderlichen sogenannten
Vorhaltewinkel bestimmen. Desgleichen kann man aus der bekannten Eigengeschwindigkeit
des Fahrzeuges gegenüber der Luft, aus der bekannten Geschwindigkeit über Grund
und aus dem bekannten Vorhaltewinkel feststellen, aus welcher Richtung der Wind
kommt und welche Stärke er besitzt.
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Das der Erfindung zugrunde liegende Gerät bezweckt, diese Feststellungen
ohne lange umständliche Rechnungen durch einfaches Einstellen von um feste Punkte
schwenkbaren Strahlanzeigern auf bestimmte Punkte einer Kurventafel und Ablesen
weiterer, durch die Lage der Strahlanzeiger bestimmter Werte der Kurventafel.
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Das Gerät ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielsweise
veranschaulicht.
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Gemäß Abb. i sind auf einer festen Tafel zwei Strahlens und t unter
einem bestimmten Winkel a durch den Scheitelpunkt PI gezogen. Auf dem Strahls ist
eine Teilung mit doppelter Beschriftung aufgetragen. Die eingeklammerten Zahlen
bedeuten (von Punkt P1 als Nullpunkt ab gerechnet) die Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges
über Grund in. km/h. Die danebenstehenden Zahlen bedeuten die Stoppzeiten in Minutenfür
je zokm Flugstrecke. Durch die Teilpunkte sind konzentrische Kreise a um P1 bis
zum anderen Schenkel t gezogen, der die Richtung der Fahrt über Grund kennzeichnen
soll. Um den Schnittpunkt P, des Schenkels t mit dem Kreis für i oo km/h
sind konzentrische Kreise b gezogen, welche der Windstärke in m/sek. entsprechen.
Ferner gehen von dem Punkte P. gekrümmte Strahlen e aus, die bestimmten Windrichtungen
entsprechen, und zwar sind hier Strahlen für jedes Viertel eines rechten Winkels
eingezeichnet. Der Wind ist dabei als von der in bezug auf die Fahrtrichtung (Strahlt)
- rechts liegenden Seite kommend angesehen. Für von links kommenden- Wind kann rrian
sich - die Kurventafel durch einen in bezug auf den Strahlt symmetrisch liegenden
Teilergänzt denken. Indessen kann man die Tafel auch in der gezeichneten einfachen
Form verwenden, wenn man beim Gebrauch berücksichtigt, daß der Vorhaltewirikel,
je nach der Seite, von welcher der Wind kommt, als positiv odernegativ zu rechnen
ist. Beim Gebrauch der Tafel ergeben die zwischen den Strahlens -und t abzulesenden
Winkel den Vorhaltewinkel. Dieser wurde bis zur Größe a - 40' eingezeichnet, weil
dieser Wert in der Praxis kaum überschritten wird.
In der gewählten
Darstellung der Kurventafel sind die Größen auf eine Eigengeschwindigkeit des Luftfahrzeuges
gegenüber der Luft von i oo km/h bezogen. Ist diese Geschwindigkeit in Wir'klichkei.t
anders, so sind die Zahlen im entsprechenden Verhältnis zu vergrößern oder zu verkleinern.
So sind beispielsweise bei gegebener Windgeschwindigkeit und gesuchter Geschwindigkeit
über Grund die vom Punkte P2 aus abzutragenden Windgeschwindigkeiten mit der Verhältniszahl
zu dividieren, die auf dem Strahls abzulesenden Geschwindigkeiten über Grund reit
derselben Verhältniszahl zu multiplizieren, während die Stoppzeiten zu dividieren
wären.
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Zum Gebrauch der Täfer werden um die Punkte P, bzw. P2 schwenkbare
Strahlanzeiger vorgesehen, die beispielsweise auf einen bestimmten Schnittpunkt
zweier Kurvenscharen der Tafel eingestellt werden und dann die Lage dieses Punktes
auf der dritten Kurvenschar und die Strahlrichtung (Vorhaltewinkel) abzulesen gestatten.
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Die Strahlanzeiger können, wie in Abb.2 dargestellt, durch einen Faden
F gebildet werden, der zwischen den Punkten I'1 und P2 ausgespannt wird, während
ein zwischenliegender Punkt P mittels. eines. Führungsstiftes o. dgl. auf einen
bestimmten Punkt der Tafel eingestellt werden kann, wobei der Faden durch Gewichts-
oder Federbelastung oder eigene Elastizität gespannt gehalten wird. Der unter Spannung
gehaltene Faden könnte auch nur. mit dem einen, zum Punkt P1 hinführenden Ende an
die Tafel, mit dem anderen Ende aber an den Führungsstift angeschlossen sein, also
nur einen einzigen;, um den Punkt P1 schwenkbaren Strahlanzeiger bilden.
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Zwei Beispiele mögen den Gebrauch des Hilfsgerätes erläutern: Beispiel
i Eigengeschwindigkeit des Fahrzeuges gegenüber der Luft z 5o km/h; Wind von 71/2
m./sek. kommt unter 90° zum Kurs von rechts Welcher Vorhaltewinkel ist zu steuern
und wie groß ist die Geschwindigkeit über Grund? Die Verhältniszahl ist
Die auf der Tafel aufzusuchende Windgeschwindigkeit ist
Man geht also zwischen den konzentrischen Kreisen 3 und 6 auf dem der Zahl 5 m/sek.
entsprechenden (gedachten) Kreisbogen bis zum Schnitt mit derjenigen Kurve c, die
dem unter 9o° einfallenden Wind entspricht (Punkt I). Der FadenF legt sich dabei
in die gestrichelt gezeichnete Lage und schneidet auf dem Gradbogen des Winkels
a einen Vorhaltewinkel von io° ab. Geht man ferner von Punkt I auf einem (gedachten)
zu den Kreisen a konzentrischen Kreis zu der Teilung auf dem Schenkels, so schneidet
dieser (gedachte) Kreis dort die Teilung etwa bei 97. km/h. Die Geschwindigkeit
über Grund ist also 97 # 1, 5 = 140 km/h. Beispiel 2 Eigengeschwindigkeit des Fahrzeuges
gegenüber der Luft i 4o km/h; Geschwindigkeit über Grund 9o krn/h,. Vorhaltewinkel
15°. Welche Stärke und Richtung hat der Wind? Die Verhältniszahl ist
Die auf der Tafel aufzusuchende Geschwindigkeit über Grund ist
Der zwischen den Punkten P, und P2 gespannte Faden (strichpunktiert gezeichnet)
wird zunächst auf den Vorhaltewixikel von 15° eingestellt, und der den Faden führende
Stift s.ucht-dann denjenigen Punkt II, der auf dem Schnittpunkt dieses Winkelstrahles
und denn durch den Punkt 64 des Schenkels s gezogenen, konzentrisch zu den Kreisbögen
a verlaufenden Kreisbogen liegt. Dieser Schnittpunkt II liegt zwischen den Windrichtungskurven
für 221/2° und für 45', etwa bei 4o°, und ferner liegt dieser Punkt II etwa auf
dem der Windgeschwindigkeit von i-- m/sek. entsprechenden Kreis der Kreisschar b.
Der Wind kommt demnach unter etwa 40° von vorn zum Kurs über Grund mit einer Geschwindigkeit
von 1 2 # 1,4 --- 16,8 m/sek.