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Aerodynamischer Neigungs- oder Steigungsmesser für Luftfahrzeuge Zum
Kenntlichmachen der Lage von Luftfahrzeugen und insbesondere Flugzeugen sind außer
Querneigungsmessern auch für die Höhenlage und für die seitlichen Höhenänderungen
Anzeigegeräte bekannt, die ihre Messung vom Luftdruck ableiten, nämlich die Höhenmesser
:einschließlich der Stetoskope und die Variometer.
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Die Erfindung schafft eine Verbesserung dieser Geräte unter Benutzung
einds an sich bekannten geschlossenen Staurohres, indem ein Druckdifferenzmesser,
also beispielsweise eine Membran, zwischen zwei in sich abgeschlossene Hohlräume
eingeschaltet ist, an deren einen die Staurohrleitung mündet. Diese Vereinigung
eines Druckdifferenzmessers mit einem Staurohr verhütet zunächst eine Fälschung
der Anzeige, die sonst bei einfacher Ausmündung an irgendeinen Flugzeugraum häufig
dadurch entsteht, daß die Fahrtwindströmungen zusätzliche Über- oder Unterdrucke
am Anzeigegerät erzeugen, während hier der Staudruck eine zuverlässig erzeugbare
und in Rechnung setzbare Größe bildet. Wird das Zeigerwerk durch eine Membran betätigt,
so kann erfindungsgemäß neben der Membran, die mit dem Zeiger verbunden ist, eine
oder mehrere Kapillarröhren zwischen den beiderseitigen Hohlräumen angeordnet sein.
Hierdurch erfolgt ein. genaueres und schnelleres Anzeigen der zeitlichen Höhenänderungen,
also einer Kombination aus Neigungslage und Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges,
denn hierbei wirkt nicht nur die Genauigkeit des dynamisch erzeugten Staudruckes,
sondern die Verwendung des Staudruckes gibt hierbei auch eine Verdoppelung der sonst
von üblichen Variometern erreichbaren Anzeigegröße und damit eine Beschleunigung
und verbesserte Ablesbarkeit der Anzeigen; dieses Gerät zeigt auch deutlich den
Zustand des Steigens oder Sinkens mit seinen zwei Ursachen des Höhensteuerbewegens
oder der Antriebskraftveränderung an, so daß es gerade die wesentliche Angabe für
den besonders für Flugzeuge wichtigen Lagesicherheitszustand ergibt.
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Eine weitere Verbesserung erhält man gemäß der Erfindung dadurch,
daß am Anzeigewerk des Druckdifferenzmessers eine Massenverteilung solcher Art vorgesehen
wird, daß die Anzeige des Gerätes durch senkrechte Beschleunigungen beeinflußt wird,
und zwar so, daß hierdurch das bei Variometern auftretende Nachhinken der Anzeige
weitgehend ausgeglichen wird. Vorteilhaft ist dies durch eine beispielsweise an
einer Manometermembran oder einem sonstigen Anzeigewerkteil angebrachte Masse erreichbar,
die bei Aufwärts- oder Abwärtsbeschleunigungen des Fahrzeuges und somit des Gerätes
sich im Gerät im Sinne der abzugebenden Variometeranzeige verschiebt. Hiermit entsteht
also eine beabsichtigte, genau bestimmte Neigungsempfindlichkeit des Gerätes, die
in Verbindung mit der durch Staudruckverwendung
erreichten Energie
zu einer jederzeitigen schnellen Anzeige der Längsstabilitätslage -des Luftfahrzeuges
führt.
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Gemäß der- Erfindung kann ferner das Anzeigewerk mit den Anzeigewerken
von Fahrtgeschwindigkeitsanzeigern (Staudruckmessern) zu einer übersichtlichen Gesamtanzeigeeinrichtung
vereinigt sein.
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Die Zeichnung zeigt die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und
mehreren Einzelheiten, und zwar Abb. i den Mittelschnitt einer Ausführungsform des
neuen Gerätes, Abb. 2, 3 und 4 Ansichten von Anzeigeteilungen für Zuammenstellungen
des neuen Gerätes mit anderen Hilfsgeräten.
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Gemäß Abb. i ist ein möglichst luftdichtes und, volumenbeständiges
Gehäuse i durch eine Membran 2 abgeschlossen, die außen durch ein Gehäuse 3 überdeckt
ist. Eine Reihe von Kapillarröhren 4 verbindet. die Räume beiderseits der Membran
2. An die Membran 2 ist durch eine Stange 5 ein Zeiger 6 angeschlossen, der über
einer Teilung 7 spielt. An der Stange 5 ist zweckmäßig ein Massenkörper 8 befestigt.
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An das Außengehäuse 3 ist durch eine nur als Mittellinie dargestellte
Schlauch- oder Rohrverbindung 9 ein an sich bekanntes Staudruckgerät angeschlossen,
das z. B. aus einem hinten geschlossenen Stromlinienkörper fo mit nach vorn zu öffnender
Staudrucköffnung und quer in diese hineinragendem Staudruckanschluß 12 bestehen
kann.
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Die Wirkung des Gerätes ist folgende. Beim Abwärtsgehen eines Flugzeuges
oder sonstigen Luftfahrzeuges dringen unter dem zunehmenden Luftdruck aus dem Staudruckgerät
fo, 12 Luftteile in das Manometeraußengehäuse 3 ein und erzeugen dort einen Überdruck,
der sich durch die Kapillaren 4 gleich danach wieder ausgleicht, sofern nicht weiteres
Staudruckanwachsen infolge weiteren Abwärtsgehens des Fahrzeuges eintritt. Da der
Staudruck eine genaugegebene Größe ist, sind Fälschungen der Anzeige nicht zu erwarten.
Der Massenkörper 8 gibt bei dem genannten Falle im Beginne des Abwärtsgehens eine
Beschleunigung der Anzeige, indem er gegenüber der Abwärtsbeschleunigung des Fahrzeuges
durch seine Massenträgheit zurückbleibt, also aufwärts im gleichen Sinne wie die
Membran 2 auf das Zeigerwerk einwirkt, um dann nach Aufhören der Fahrzeugbeschleunigung
wieder wirkungslos zu bleiben. Beim Steigen des Flugzeuges tritt die umgekehrte
Wirkung hinsichtlich Überdrucks im Hauptbehälter i mit Ausströmung durch die Kapillaren
4 und entgegengesetzt gerichtetem Zurückbleiben des Massenkörpers 8 ein.
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Das Anzeigewerk 6, 7 ist nur der Einfachheit halber als mechanisches
Zeigerwerk dargestellt, während es zweckmäßig durch den Lichtzeiger eines entsprechend
kippbaren Spiegels gebildet wird, der das Licht eines elektrischen 'Glühlämpchens
durch einen Schlitz auffängt und auf eine in der Gehäusewand eingesetzte Mattglasscheibe
oder sonstige Anzei:gescheibe wirft. Der Massenkörper 8 ist ferner so zu bemessen
und nötigenfalls noch durch andere Massenkörper am Zeiger 6 oder dem ihn vertretenden
Spiegel zu ergänzen, daß diese bewegten Massen mit der Federung der Membran 2 eine
günstige Eigenschwingungszahl erhalten, die von irgendwelchen Eigenschwingungen
des tragenden Fahrzeugteiles genügend entfernt ist, um hierdurch auftretende Störungen
auszuschließen. Um auch Luftstöße und Luftschwingungen, wie sie etwa vom Propellerwind
herrühren können, unschädlich zu machen, kann ferner in der Verbindungsleitung g
oder ihren Anschlußsteilen am Außenbehälter 3 oder Staudruckgerät fo eine Dämpfungsvorrichtung
vorgesehen sein, die beispielsweise in eingelegten Sieben oder Kapillaren mit einem
im Verhältnis zu den Kapillaren 4 großen, aber zur Luftstoßdämpfung genügend engen
Querschnitt besteht.
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Das neue Gerät kann nicht nur als-Anzeigegerät Verwendung finden,
sondern auch als Relais, das beispielsweise auf elektrischem Wege die Steuervorrichtung
beeinflußt, oder es kann in genügend großer und starker Ausführung unmittelbar die
Steuerung beherrschen.
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Gemäß Abb.2 ist eine Vereinigung des neuen Gerätes mit zwei Staudruckmessern
derart vorgesehen, daß eine mit Lichtzeiger 6' arbeitende durchscheinende Anzeigeteilung
7' des Gerätes zwischen zwei ähnlich mit Lichtzeigern 15, 16 arbeitenden Staudruckmesseranzeigeteilungen
17, 18 angebracht ist; die zugehörigen Staudruckmesser sind beispielsweise in bekannter
Weise an oder nahe den beiden Tragflächenenden eines Flugzeuges anzubringen. Hiermit
ergibt sich eine zweckmäßige Gesamtanzeige, indem die Lage der Staudruckanzeiger
15 und 16 gegeneinander Kurvenbewegung und Störungen der Luftströmung ani Flugzeug
anzeigt und gleichzeitig der Zeiger 6' durch seine Stellung im Verhältnis zu den
Zeigern 14, 15 die Sicherheit der jeweiligen Flugzeuglage veranschaulicht; beispielsweise
bedeutet bei der gewählten Anordnung eine zu weitgehende Annäherung des Zeiger 6'
an die Zeiger 15, 16 eine Gefahrlage, während größere Entfernung eine sichere Lage
bedeutet.
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Gemäß Abb. 3 ist das Anzeigewerk 6', 7' zwischen zwei durch einen
Wendezeiger oder Kreiselneigungsmesser bewegten Zeigern i 9
und
2o mit Teilungen 21 und 22 angebracht, so daß ein Blick auf diese vereinigte Anzeigetafel
deutlich die mit der Längsneigung zusammenhängende Sink- oder Steiggeschwindigkeit
und gleichzeitig die Querneigung erkennen läßt.
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Gemäß Abb.4 ist der auf einer Anzeigeteilung 7' bewegliche Lichtzeiger
6" seinerseits durch ein Kreiselgerät zum gleichzeitigen Querneigungszeiger gemacht,
beispielsweise indem das Kreiselgerät den Blendenschlitz vor dem Variometerspiegel
kippt; wie strichpunktiert angedeutet ist, zeigt dann der Zeiger 6" durch Höhenverschiebung
und Kippung gleichzeitig die Steig- oder Fallgeschwindigkeit und die Querneigung
an. Außerdem können dann hiermit noch die seitlichen Staudruckteil:ungen gemäß Abb.2
kombiniert sein, so daß das einzige Sammelgerät praktisch sämtliche zur Kennzeichnung
der Fahrzeuglage erforderlichen Anzeigen vermittelt.