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Vorrichtung zur Einstellung einer gewünschten Kursrichtung von Luftfahrzeugen
bei Wind Die Erfindung bezweckt die mechanische Bestimmung jenes Winkels, welchen
die Längsachse eines Luftfahrzeuges gegen die Kompaßweisung einschließen muß, um
bei beliebiger Windrichtung und Windstärke eine gewünschte Kursrichtung einstellen
und einhalten zu können.
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Dieser Zweck wird dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise
zwei auf einem mit Winkelteilung versehenen drehbaren Ring o. dgl. um dessen Mittelpunkt
drehbare Schenkel durch eine frei einstellbare, die Windgeschwindigkeitsskala tragende
Seite verbunden sind, die auf dem einen mit der Eigengeschwindigkeitsskala versehenen
Schenkel mittels eines Gleitstückes verschiebbar ist und mit einer um diesen verschiebbaren
Punkt drehbaren Windrose versehen sein kann, während sie auf dem zweiten, die Skala
der Geschwindigkeit über Grund tragenden Schenkel an den Schnittpunkten der beiden
den Endwert abzulesen gestattet, wobei erfindungsgemäß bei Verdrehung- des die Eigengeschwindigkeitsskala
tragenden Schenkels geeignete Getriebe die dritte, die Windgeschwindigkeitsskala
tragende Seite ständig parallel zu sich selbst führen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform
dargestellt, und zwar zeigen Fig. r die geometrische Grundlage der Erfindung bei
einzuhaltender Kursgeschwindigkeit, Fig. a desgleichen bei einzustellender Kursrichtung,
Fig. 3 einen Diametralschnitt im Aufriß, Fig. q. eine Draufsicht.
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In Fig. z ist F die Momentanlage des Luftfahrzeuges, FA
= Co die in dessen Achsenrichtung aufgetragene Eigengeschwindigkeit, Z A
F 0 = a der Achsenwinkel des Luftfahrzeuges gegen die Nullrichtung (Kompaßweisung)
F0, FB = c die von der Windstärke und Windrichtung abhängige Fluggeschwindigkeit
in der Kursrichtung F B unter X 0 FB = /3 gegen die Nullrichtung,
so daß
Z AFB y - P - v, als Abtriftwinkel erscheint.
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Soll nun das Luftfahrzeug eine neue Kursrichtung FBl unter Z P 1 gegen
die Nullrichtung F0 einschlagen, so wird die Änderung des mittels Kömpasses einzustellenden
Achsenwinkels a, dadurch gefunden, daß man durch Verdrehung von A und F die Strecke
AB parallel zu sich selbst so verschiebt, daß der Punkt B auf die neue Kursrichtung
FB, und der Punkt A auf dem um F gezogenen Kreisbogen AA, mit dem
Radius AF - Al F - c, zu liegen kommt.
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Ist jedoch nur die Kursrichtung FB unter Z ß gegen
F 0 oder durch Z y gegen FA bekannt, nicht aber die Geschwindigkeit
c- FB in dieser Richtung, so muß nach Fig.2 zunächst die Luftfahrzeugachse FA in
die bisherige Kursrichtung FB, also um den Abtriftwinkel y, gedreht werden, wodurch
sich eine neue Kursrichtung-FB' unter 9 y' gegen die Luftfahrzeugachse
F A' ergibt. Trägt man nun auf einem in dieser Richtung eingestellten Lineal
die Eigengeschwindigkeit co - FA' auf und verstellt die Verbindungslinie
AA' parallel zu sich durch Radialverschiebung des Drehpunktes: A' des zweiten
Lineals AA'Bo so weit, daß der zu A in Bezug auf A' symmetrisch gelegene Punkt B,
in die neue Kursrichtung FB' fällt, so kommt A'
nach B und B, nach
B', wodurch sich die Geschwindigkeit zu-A'B'-AB des Windes und seine Richtung
Z yp gegen die Nullrichtung ergibt. Soll nun ein neuer Kurs unter Z ö gegen den
früheren eingestellt werden, so wird zunächst das um den radial verschiebbaren Zapfen
drehbar gelagerte Lineal in die Richtung A'B gedreht, sodann festgeklemmt und unter
Parallelhaltung desselben die Lagerscheibe seines Drehzapfens so weit gedreht, daß
der die Größe und Richtung der Windgeschwindigkeit so anzeigende Punkt B' die angestrebte
Kursrichtung anschneidet. Dabei kommt der Zapfen A' in die Lage
A",
welche durch die Richtung FA" die neue Achsenrichtung des Luftfahrzeuges
und somit auch den neuen Achsenwinkel ci' gegen die Kompaßweisung liefert. .
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Die nach dieser geometrischen Grundlage ausgebildete Vorrichtung besteht
aus einer zylindrischen Grundplatte r, in der ein mit Kordelrand 2a ausgestatteter,
außen und innen mit identischen Teilkreisen 2b, 2C versehener Skalenring :2 drehbar
und mittels der Klemmschraube ib festklemmbar gelagert ist. In diesem ist mit einer
Zeigermarke 3a und mit der Abtriftwinkelskala 3b versehene Skalenscheibe 3 drehbar
und festklemmbar gelagert: Diese trägt in einem mit einer Längsteilung als Eigengeschwindigkeitsmaßstab
3c versehenen kadialschlitz das mit einer Zeigermarke 4a und einer sehr dünnen Kreisteilungsscheibe
q. b ausgestattete Gleitstück q., in welchem ein vertikaler Zapfen 5 drehbar gelagert
ist. Auf dessen unterem Ende ist das Kegelrad 6 befestigt, welches in das gleich
große, auf der unter dem Radialschlitz drehbar gelagerten, radial gerichteten Welle
7 aufsitzende Kegelrad 8 eingreift. Dieses ist mittels seiner Nabe verschiebungssicher,
aber drehbar in dem radial geführten Gleitstück q. gelagert und mit der Welle durch
Feder und einer über die ganze Länge der ersteren gezogene Nut, also drehungssicher,
aber verschiebbar, verbunden. Die Welle 7 ist beiderseits in der Skalenscheibe 3
gelagert und trägt nahe der Scheibenachse ein fest aufgesetztes Kegelrad 9, das
in ein zweites, gleich großes, an der Grundplatte i zentral befestigtes Kegelrad
io eingreift. Die vier Kegelräder müssen derartig zusammenarbeiten, daß ein auf
dem Zapfen 5 drehbar und mittels der Klemmschraube 5a festklemmbares Lineal ii trotz
jeder kelativverdrehung der Skalenscheibe 3 gegen die Grundplatte i stets räumlich
parallel zu sich selbst erhalten bleibt. Dieses Lineal i i ist symmetrisch zu -
seinem Drehzapfen 5 mit Längsteilungen als Windgeschwindigkeitsmaßstäbe versehen.
An dem Außenring ic'der Grundplatte ist die mit einem rohrförmigen Ansatz i2a ausgestattete
Deckplatte 12 in einer Ringnut des ersteren drehbar und mittels der Klemmschrauben
i2b feststellbar gelagert. Diese Deckplatte hat eine diametral begrenzte, halbkreisförmige
Öffnung, deren diametrale Begrenzung mit einer Längsteilung i2c als Kursgeschwindigkeitsmaßstab
versehen ist. In jeder Ecke der halbkreisförmigen Deckplattenöffnung ist die diametrale
Kante mit einer Zeigerspitze i2d ausgestattet, welche die Ablesung des Kursriehtungswinkels
P an der Außenskala 2c des Skalenringes 2 gestattet.
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Die Arbeitsweise mit der Vorrichtung gestaltet sich wie folgt: Der
momentane Achsenwinkel a des Luftfahrzeuges gegen die Kompaßweisung F 0 (Fig. i)
wird mittels der Zeigermarke ia auf der äußeren Kreisteilung 2e des Skalenringes
2 eingestellt und mittels der Druckschraube ib festgeklemmt. Hierauf wird die Skalenscheibe
3 derartig eingestellt und mittels der Druckschraube ic festgeklemmt, daß die Zeigermarke
3a der Zeigermarke ia gegenübersteht. Diese beiden Zeigermarken geben die Richtung
der Längsachse des Luftfahrzeuges an. Nun wird das Gleitstück q. mittels der Zeigermarke
q.a und der, Eigengeschwindigkeitsskala 3c durch Radialv erschiebung nach der bekannten
Eigengeschwindigkeit eingestellt und die mit der Kursgeschwindigkeitsteilüng
i2c
versehene Diametralkante der Deckplatte 12 nach dem irgendwie bestimmten Abtriftwinkel
y auf der Skala 3d eingestellt und mittels der Druckschraube ic festgeklemmt. Nun
verdreht man bei gelüfteter Klemmschraube 5d das um den Zapfen 5 verdrehbare Lineal
i i so weit, daß die durch das Zapfenmittel gehende Teilungskante auf der Diametralskala
i2c die irgendwie vorher bestimmte Fluggeschwindigkeit in der Kursrichtung anschneidet.
Dadurch ergibt sich auf der Teilung des Lineals ii die Größe der Geschwindigkeit,
während deren Richtung unter dem Winkel a gegen die Achse des Luftfahrzeuges durch
Ablesung auf der Kreisteilung q. b mittels der Meßkante des Lineals i i sich ergibt,
ebenso wie der Windrichtungswinkel y gegen die Kompaßweisung als Summe a --f- «
der Ablesung auf den Kreisteilungen q. b und 2b erscheint.
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Analoge Handgriffe hätte man vorzunehmen, wenn man gemäß der Beschreibung
von Fig. 2 die Kursrichtung bei noch unbekannter Kursgeschwindigkeit um einen beliebigen
Winkel ändern wollte.