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Vorrichtung zur Messung des von einem Fahrzeug, insbesondere Luftfahrzeug,
relativ zur Luft zurückgelegten Weges Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung
zur Messung des von einem Fahrzeug, -insbesondere Luftfahrzeug, relativ zur Luft
zurückgelegten Weges. Es sind bereits Vorrichtungen zur Messung der Fahrtgeschwindigkeit
von Schiffen bekannt, bei denen ein der Geschwindigkeit des Schiffes proportionaler
Flüssigkeitsstrom erzeugt und die Geschwindigkeit dieses Hilfsstromes mittels eines
darin angeordneten Flügelrades gemessen wird. Diese bekannten Einrichtungen sind
jedoch zur Messung des von einem Luftfahrzeug relativ zur Luft zurückgelegten Weges
wenig geeignet, da man bei der Verwendung von Luft als strömendes Medium kein ausreichend
genaues Meßergebnis erhält und dieses insbesondere durch die Schwankungen der Luftdichte
in Abhängigkeit von dem Barometerstand und der Höhe stark verfälscht ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung soll daher der erwähnte Übelstand
dadurch vermieden werden, daß die Meßvorrichtung aus einer an eine Rohrleitung,
welche eine Drossel, z. B. einen Staurand, enthält, angeschlossenen, einen Unterdruck
erzeugenden Vorrichtung, z. B. einem Venturirohr, in Verbindung mit einem summierenden
Mengenmesser besteht.
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Es ist zwar an sich bereits bekannt, die Menge des durch eine Rohrleitung
strömenden Mediums mittels eines an einen 3!engenmesser angeschlossenen Venturirohrs
zu messen. Neu und Gegenstand der Erfindung ist jedoch die Verwendung einer Meßvorrichtung
der obenerwähnten Bauart zur Messung des von einem Fahrzeug relativ zur Luft zurückgelegten
Weges, wodurch man mit einfachen Mitteln ein ausreichend genaues und durch Änderungen
der Luftdichte fast unbeeinflußtes Meßergebnis erhält.
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Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung
schematisch in je einem Schnitt.
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Bei beiden Ausführungsformen ist a ein Venturirohr, welches an dem
sich bewegenden Fahrzeug o. dgl. befestigt ist und durch die Außenluft hindurchstreicht.
Durch die Bewegung des Venturirohrs durch die Luft wird bekanntlich an der engsten
Stelle des Venturirohrs ein Unterdruck erzeugt, welcher eine quadratische Funktion
der Geschwindigkeit v ist, mit welcher die Luft an dem Venturirohr vorbeiströmt.
An die engste Stelle des Venturirohrs ist nun eine Leitung b angeschlossen, in welche
ein Staurand c eingesetzt ist. An dem anderen Ende ist die Leitung mit einem Zylinder
d verbunden, in welchem sich ein Kolben e bewegen kann. Der Kolben soll praktisch
reibungslos in dem Zylinder eingepaßt sein, außerdem soll der Zylinder etwa waagerecht
gelagert sein, so daß sich der Kolben etwa frei in dem Zylinder
bewegen
kann. Mit dem Kolben ist ein Zeiger f verbunden, der sich an einer Skala d entlang
bewegt.
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Da, wie bereits gesagt, oberhalb des Staurandes c ein Unterdruck herrscht,
welcher eine quadratische Funktion der relativen Luftgeschwindigkeit gegenüber dem
Venturirohr ist, andererseits infolge der freien Beweglichkeit des Kolbens
e im Zylinder d auf der anderen Seite des Staurandes der statische
Druck der äußeren Luft herrscht, entsteht am Staurand eine Druckdifferenz, derzufolge
Luft in der Pfeilrichtung durch den Staurand hindurchgesaugt wird. Nun ist bekanntlich
die Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch den Staurand eine Wurzelfunktion des
vor und hinter dem Staurand herrschenden Differenzdruckes. Die Folge davon ist,
daß diese Luftgeschwindigkeit eine lineare Funktion der Geschwindigkeit v ist, mit
welcher die äußereL uft an dein Venturirohr vorbeistreicht. Diese Geschwindigkeit
v ist die Geschwindigkeit, mit welcher sich das Fahrzeug relativ zur Luft bewegt.
Durch die Luftströmung in dem Rohr b wird der Kolben e in der Pfeilrichtung bewegt,
er nimmt dabei den Zeiger f mit. Die Bewegung entspricht der aus dem Raum vor dem
Kolben abgesaugten Luftmenge, d. 1i. sie ist das Produkt aus der.Fahrzeuggeschwindigkeit
gegenüber der Luft und der Zeit, so daß man an der Skala g unmittelbar den relativ
zur Luft zurückgelegten Weg ablesen kann. Man kann die Skala g gleich nach Luftkilometern
eichen.
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Die Vorrichtung nach Abb. i wirkt natürlich nur so lange, bis der
Kolben e seine Endstellung erreicht hat. Die Vorrichtung soll aber auch nur zur
Messung verhältnismäßig kurzer Weglängen, z. B. während des Startes, benutzt werden.
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Die Ausführung nach Abb. 2 entspricht im allgemeinen der soeben beschriebenen.
Auch hier schließt sich an die engste Stelle des Venturirohrs a die Saugleitung
b an. Die Saugleitung führt jedoch hier zu einer Luftturbine h, die durch
die angesaugte Luft in Umdrehung versetzt wird. Der Staurand c ist hier vor die
Luftturbine eingesetzt.
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Die Wirkungsweise ist hier die gleiche, nur daß hier durch die durch
die Leitung b gesaugte Luft eine Umdrehung des Turbinenrades erzeugt wird, wobei
die Umdrehungsgeschwindigkeit proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeugs gegenüber
der Luft ist. Man kann demnach, wenn man mit dem Turbinenrad ein Zählwerk verbindet,
an diesem Zählwerk unmittelbar den zurückgelegten Weg messen.
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*Die ijffnung des Staurandes kann in an sich bekannter Weise einstellbar
gemacht werden. Durch die Einstellung des öftnungsquerschnittes kann man den Proportionalitätsfaktor,
d. h. die Einheit der Skalenteilung an der Skala g ändern. Man hat es demnach in
der Hand, durch Einstellung dieses Querschnittes entsprechend derherrschenden #Vindstärke
die Anzeigevorrichtung so zu eichen, daß sie nicht mehr die relativ zur Luft zurückgelegte
Weglänge, sondern die über Grund zurückgelegte Weglänge anzeigt. Die über Grund
zurückgelegte Weglänge ist ja bei gleichbleibender Windstärke stets ein gleichbleibender
Bruchteil der relativ zur Luft zurückgelegten Weglänge.
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Die Vorrichtung kann dazu dienen, den Startweg eines Flugzeugs zu
messen, d. h. denjenigen Weg, den das Flugzeug auf dem Lande abrollen bzw. auf dem
Wasser gleiten muß, bevor es den Boden verläßt. Man kann, um den Beginn und das
Ende des Starts selbsttätig auf die Vorrichtung einwirken zu lassen, in die Leitung
b ein Ventil einschalten, welches, solange sich das Flugzeug auf dem Erdboden bzw.
dem Wasser befindet, selbsttätig geöffnet und beim Verlassen des Erdbodens bzw.
des Wassers selbsttätig geschlossen wird. Dieses Ventil kann z. B. bei Wasserflugzeugen
durch einen Schwimmer, bei Landflugzeugen durch einen sich auf den Erdboden aufsetzenden,
das Ventil öffnenden Anschlag o. dgl. gesteuert werden.
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Außer den beiden dargestellten Ausführungsformen lassen sich natürlich
auch noch eine Menge weiterer Formen finden, so kann an Stelle der Meßvorrichtung
d bis g bzw. h auch jede andere Meßvorrichtung verwendet werden, welche auf
die durch den Staurand 3 geförderte Luftmenge anspricht.