DE595220C - Einrichtung zur Ermittlung des Kurses und der Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges - Google Patents

Einrichtung zur Ermittlung des Kurses und der Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges

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DE595220C
DE595220C DE1930595220D DE595220DD DE595220C DE 595220 C DE595220 C DE 595220C DE 1930595220 D DE1930595220 D DE 1930595220D DE 595220D D DE595220D D DE 595220DD DE 595220 C DE595220 C DE 595220C
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DE1930595220D
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English (en)
Inventor
Dr Franz Naudts
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Gesellschaft fuer Elektrische Apparate mbH
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Gesellschaft fuer Elektrische Apparate mbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G5/00Elevating or traversing control systems for guns
    • F41G5/08Ground-based tracking-systems for aerial targets
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20Instruments for performing navigational calculations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Ermittlung des Kurses und der Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges Es ist bekannt, den Kurswinkel und die Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges graphisch aus der aufgezeichneten Horizontalprojektion der Bahn des Luftfahrzeuges zu ermitteln. Weiter ist es auch bekannt, die Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges in der Weise zu bestimmen, daß man auf graphischem Wege oder mit Hilfe von Rechengetrieben die Zielgeschwindigkeit aus ihren beiden Komponenten in Richtung und senkrecht zu der Visierlinie bestimmt.
  • Bei dem graphischen Verfahren ist stets eine gewisse Zeit notwendig, ehe der Kurswinkel und auch die Zielgeschwindigkeit sich aus dem aufgezeichneten Kurvenstück bestimmen lassen, während bei der Anwendung von Rechengetrieben die Änderung der Zielentfernung in der Zeiteinheit eingestellt werden muß, so daß infolge der praktisch stets intermittierend erfolgenden Entfernungsmessungen keine fortlaufende Errechnung der gesuchten Werte möglich ist.
  • Die Erfindung' betrifft eine Einrichtung, welche es gestattet, praktisch ohne irgendwie erhebliche Verzögerung und durchaus kontinuierlich den Kurs und die Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges zu bestimmen. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch ermöglicht, daß als Zwischenwert der sogenannte Lagenwinkel ß, d. h. der Winkel zwischen der Horizontalprojektion der Zielbahn und der in der Horizontalebene bestimmten Zielrichtung, auf Grund nachstehender, mit einer einem bekannten, mit elektrischen Mitteln ausgeführten Feuerleitungsgerät zugrunde liegenden Formel mathematisch gleichwertigen Formel indem zwei Kurvenscharen -auf Verstellkörpern angeordnet sind, von denen die eine Kurvenschar eine Funktion der Änderung der Zielrichtung p in der Zeiteinheit dt und des Geländewinkels s und die andere Kurvenschar eine Funktion der Änderung des Geländewinkels in der Zeiteinheit und des Lagenwinkels unter Benutzung der Funktion der ersten Kurvenschar als Parameter darstellen. Beide Kurvenkörper sind hierbei über mechanische Getriebe derart untereinander verbunden, daß die fortlaufende Einstellung des zweiten Verstellkörpers dem gesuchten Lagenwinkel entspricht. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist noch ein dritter Kurvenkörper vorgesehen, welcher entsprechend der Zielhöhe auf den an dem ersten Kurvenkörper abgelesenen Wert eingestellt wird, wobei durch diese Einstellung ein Zeiger o. dgl. an einem entsprechend dem als Zwischenwert ermittelten Lagenwinkel fortlaufend gedrehten Kurvenkörper die Zielgeschwindigkeit abzulesen gestattet.
  • Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. ia und ib dienen zur Erläuterung der der Erfindung zugrunde liegenden Cberlegungen, und Fig. 2 zeigt die Anwendung zweier Kurventrommeln zur Auswertung der genannten Formel. Fig.3 veranschaulicht schematisch die Anwendung von Rechengetrieben zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges unter Benutzung des als Zwischenwert gefundenen Lagenwinkels, während in Fig. q. die Anwendung zweier Kurventrommeln für den gleichen Zweck dargestellt ist.
  • Bei Fig. ia ist angenommen, daß sich der eigene Standort im Punkte 0 befindet. 0A bedeutet die Bezugsrichtung, z. B. die Nord-Süd-Richtung oder bei Schiffen gegebenenfalls auch die Längsschiffsachse. Die Horizontalprojektion der Zielbahn ist mit AZC bezeichnet, wobei die Strecke ZC gleich der Zielgeschwindigkeit v ist. Die Richtung OZ - Tj bedeutet die in der Horizontalebene gemessene Zielrichtung, während die Strecke ZB die Änderung der Zielentfernung des Fußpunktes des Lotes von dem Luftfahrzeug auf die Horizontalebene darstellt. Der Lagenwinkel ist der Winkel, welchen die Verlängerung der Strecke OZ mit der StreckeAC einschließt.
  • In Fig. ib ist 0 wiederum der eigene Standort. Der Fußpunkt des Lotes des bei D befindlichen Luftfahrzeuges ist mit Z bezeichnet, so daß der Winkel DOZ gleich dem Geländewinkel s und die Länge der Strecke DZ die Zielhöhe H darstellen.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 gelangen zwei Kurventrommeln i und 2 zur Anwendung. Bei der Kurventrommel i ist eine Schar von Kurven A veranschaulicht, welche eine Funktion des Zählers der obengenannten Formel darstellen. Die Kurventrommel 2 trägt eine Schar von Kurven, welche eine Funktion der Änderung des Geländewinkels s in der Zeiteinheit und des Lagenwinkels ß unter Benutzung der Funktion, die den Kurven A auf der Trommel i entspricht, als Parameter darstellen. Dabei sind die Kurven bei der Trommel 2 auf einem Papierblatt abgerollt gezeichnet, um eine bessere Einstellgenauigkeit zu haben. Gegenüber den beiden Kurventroriimeln i und 2 sind zwei Fenster 3 und 4 verstellbar, welche auf Schraubenspindeln 13 und 15 axial verschiebbar angeordnet sind. Die Einstellung des Fensters 3 erfolgt von der Handkurbel 12 aus entsprechend der Änderung der Zielrichtung p in der Zeiteinheit, indem durch Einstellung des Reibrades eines mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Reibradgetriebes 8 entsprechend diesem Wert über Differentialgetriebe 32 der Gegenzeiger 33 mit dem die Zielrichtung anzeigenden und beispielsweise durch ein Fernübertragungssy stem eingestellten Hauptzeiger 6 in Deckung gehalten wird. Die Einstellung des Fensters q. erfolgt in ähnlicher Weise von der Handkurbel i i aus entsprechend der Änderung des Geländewinkels s in der Zeiteinheit, indem das Reibradgetriebe 7 so eingestellt wird, daß über Differentialgetriebe 31 der Gegenzeiger 36 mit dem den Geländewinkel anzeigenden und ebenfalls beispielsweise durch ein FernÜbertragungssystem eingestellten Hauptzeiger 5 in Deckung gehalten wird. Die Handkurbeln 9 und io sind vorgesehen, um die Zeiger 5 und 36 bz-w. 6 und 33 über die Differentialgetriebe 31 bzw. 32 erstmalig in Deckung zu bringen. Die Einstellbewegung für den Gegenzeiger 36 wird über Kegelräder 37 in voller Größe auf den Kurvenkörper i übertragen, so daß dieser sich entsprechend dem jeweiligen Geländewinkel a einstellt. Die Einstellbewegung für den Gegenzeiger 33 wird über Kegelräder 38 auf das Differentialgetriebe 17 übertragen, in welchem von der Handkurbel 16 aus ein solcher Einstellbetrag überlagert wird, daß die Differentialwelle 18 unmittelbar bzw. über Kegelräder 39, Welle 30 und Kegelräder 4.1 die Kurventrommeln 2 so abrollt, daß unter dem Fenster ¢ stets derselbe Wert erscheint wie unter dem Fenster 3. Der Bedienungsmann der Handkurbel 16 hat also fortlaufend das Fenster 3 zu beobachten und die der in diesem Fenster sichtbaren Kurve A des Kurvenkörpers i entsprechende Kurve des Kurvenkörpers 2 unter das Fenster .4 zu bringen. Dann entspricht die Abrollbewegung des Kurvenkörpers z und damit die Drehung der Welle 3o dem jeweiligen L agenwinkel ß und die an der Handkurbel 16 eingestellte und an der Teilung i9 gegenüber einer festen Marke i9' angezeigte Drehtrog dem Kurswinkel ß des Zieles.
  • Solange das Ziel die an der Teilung i9 eingestellte Richtung weiterverfolgt, bewirkt die von dem Reibradgetriebe 8 ausgehende Bewegung allein das Abrollen des Kurvenkörpers 2 entsprechend dem Lagenwinkel ß, wobei unter den Fenstern 3 und 4. selbsttätig fortlaufend die gleichen Kurven A erscheinen. Eine Kursänderung des Zieles macht sich durch einen von dem im Fenster 3 sichtbaren Wert abweichenden Wert im Fenster 4 bemerkbar und kann dann mittels Kurbel,i6 eingestellt werden.
  • In den Fig. 3 und 4 sind schematisch Zusatzgetriebe angedeutet, die mit Hilfe des an der Welle 3 i des Getriebes nach Fig. 2 erhaltenen Lagenwinkels ß die Ermittlung der Zielgeschwindigkeit v gestatten. Diese Zielgeschwindigkeit v ist außer von dem Ziellagenwinkel ß noch von der Kartenentfernung e und der Winkelgeschwindigkeit mit der das Ziel seine Seitenrichtung ändert, auf Grund folgender, sich aus den in Fig. ia dargestellten Verhältnissen ergebender Bezeichnung abhängig: Die Ermittlung der Zielgeschwindigkeit in der Vorrichtung nach Fig. 3 geschieht in der Weise, daß die in dem Getriebe nach Fig. 2 mittels Handkurbel iz eingestellte Änderung der Zielrichtung in der Zeiteinheit über Welle 41 einem Multiplikationsgetriebe i9 von beliebiger bekannter Bauart zugeführt wird, das von der Welle 42 gleichzeitig entsprechend der jeweiligen Kartenentfernung e des Zieles einstellbar ist. In einem von der Resultatwelle 43 und gleichzeitig von der Welle 30 entsprechend dem Ziellagenwinkel ß einstellbaren Dreiecksgetriebe 2o wird dann die Zielgeschwindigkeit v ermittelt, die durch die Welle 44 abgenommen wird, zur Anzeige gebracht oder beliebig weiter übertragen werden kann.
  • Wenn man an Stelle der Kartenentfernung e in der oben angegebenen Formel für die Zielgeschwindigkeit v den sich dafür aus Fig. ib ergebenden Ausdruck H # ctg a setzt, kann die Zielgeschwindigkeit gemäß Fig.4 auch ohne Rechengetriebe unter Benutzung der Kurventrommel i in Fig. 2 und zweier weiterer Kurventrommeln gefunden werden. Die Trommel i in Fig. 2 trägt zu diesem Zweck eine zweite Schar von Kurven B, welche die Funktion ctg a darstellen. Die Trommel 21 in Fig.-4 trägt eine mit dem Parameter B errechnete und die Funktion f (B, H) darstellende Kurvenschar. Sie kann mittels des Handrädchens 22 und der an ihrem Rande aufgebrachten Teilung 23 gegenüber einer festen Marke 24 entsprechend der anderweitig ermittelten Zielhöhe H eingestellt werden. Mittels der Kurbel 25 und der Spindel 26 können zwei an der Spindelmutter 26' gelagerte Fenster 27 und 28 derart eingestellt werden, daß unter dem Fenster 27 auf der Kurventrommel 21 stets derselbe Wert erscheint, der unter dem Fenster 3 auf dem Kurvenkörper i beobachtet wird. Die Kurventrommel 29 wird von der Welle 3o entsprechend dem in dem Getriebe nach Fig. 2 erhaltenen Lagenwinkel ß gedreht und trägt eine die Abhängigkeit der Zielgeschwindigkeit v von der Funktion B # H und dem Ziellagenwinkel ß darstellende Kurvenschar. Stimmen die Werte unter den Fenstern 3 und 27 der Kurvenkörper i und 21 überein, dann kann unter dem Fenster 28 des Kurvenkörpers 29 unmittelbar die Zielgeschwindigkeit v abgelesen werden.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Ermittlung des Kurses und der Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Lagenwinkels ß, d. h. des Winkels zwischen der Horizontalprojektion der Zielbahn und der in der Horizontalebene gemessenen Zielrichtung, auf Grund der Formel zwei Kurvenscharen auf Verstellkörpern angeordnet sind, von denen die eine Kurvenschar eine Funktion der Änderung der Zielrichtung p in der Zeiteinheit (dt) und des Geländewinkels a und die andere Kurvenschar eine Funktion der Änderung des Geländewinkels in der Zeiteinheit und des Lagenwinkels unter Benutzung der Funktion der ersten Kurvenschar als Parameter darstellen, und daß die beiden Kurvenkörper über mechanische Getriebe derart untereinander in Verbindung stehen, daß die fortlaufende Einstellung des zweiten Verstellkörpers dem gesuchten Lagenwinkel entspricht.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen dritten Kurvenkörper, welcher entsprechend der Zielhöhe auf den an dem ersten Kurvenkörper abgelesenen Wert eingestellt wird, wobei durch diese Einstellung ein Zeiger o. dgl. an einem entsprechend dem als Zwischenwert ermittelten Lagenwinkel fortlaufend gedrehten Kurvenkörper die Zielgeschwindigkeit abzulesen gestattet.
DE1930595220D 1930-09-30 1930-09-30 Einrichtung zur Ermittlung des Kurses und der Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges Expired DE595220C (de)

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