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Höhenmesser für Luftfahrzeuge Da sich der Luftdruck sowohl von Zeit
zu Zeit als auch von Ort zu Ort ändert, so geben die von den gebräuchlichen barometrischen
Höhenmessern angezeigten Höhen die wahre Höhe des Luftfahrzeuges über Grund nur
angenähert an. Dies macht sich besonders bei Landungen im Nebel oder bei aus sonstigen
Gründen schwer sichtbarem Landungsplatz äußerst störend bemerkbar. Man hat daher
seit längerer Zeit nach Methoden gesucht, welche die -wahre Höhe über Grund richtig
zu ermitteln gestatten. Von den vorgeschlagenen Methoden haben "sich die besonders
unter der Bezeichnung Echolotmethoden bekannten Verfahren bewährt. Hierbei wird
als Maß für die Höhe die Zeit benutzt, die ein von dem Luftfahrzeug ausgesandter
Wellenzug braucht, um nach Reflektion an der Erdoberfläche zu dem Flugzeug zurückzukehren.
Brauchbare, meist Schallwellen benutzende Echolotmeßgeräte sind in letzter Zeit
entwickelt worden. Für die Landung beispielsweise wird das Echolot in der Weise
benutzt, daß der barometrische Höhenmesser nach der mit dem Echolot gemessenen Höhe
berichtigt wird. Dies bisher übliche Verfahren hat indessen den Nachteil, daß es
die Aufmerksamkeit und Tätigkeit des Piloten bei Berichtigung des barometrischen
Höhenmessers stark in Anspruch nimmt, gerade zu -einer Zeit, wo der Pilot seine
ganze Aufmerksamkeit auf das Landungsmanöver zu richten hat. Außerdem kann die Berichtigung
des Höhenmessers naturgemäß erst eine gewisse Zeit nach Ausführung der Echolotmessung
vorgenommen -werden. Wenn diese Zeit auch sehr klein ist, so wird das Flugzeug häufig
doch seine Höhe um einige Meter geändert haben, wodurch eine neue Unsicherheit in
die Höhenmessung gebracht wird.
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Diese und andere Nachteile werden durch die Erfindung in der Weise
beseitigt, daß ein Höhenmesser aus einem Echolotmesser und einem barometrischen
Höhenmesser derart zusammengestellt wird, daß die Triebwerke beider Geräte auf eine
gemeinsame Anzeigevorrichtung arbeiten. In besonders einfacher Weise läßt sich die
Erfindung mit Hilfe derjenigen Echolotmesser verwirklichen, die einen Kurzzeitmesser
benutzen, bei dem der Zeiger beim Aussenden des Wellenzuges, meist eines Schallwellenzuges,
in Tätiglzeit gesetzt und durch die zurückkehrende Echowelle -wieder angehalten
-wird, so daß aus dem Zeigerweg die Echozeit und damit die -wahre Höhe über Grund
festgestellt -werden kann. Für die Erfindung kann ein derartiges Gerät dadurch nutzbar
gemacht werden, daß
der Zeiger von der zurückkehrenden Echowelle
nicht angehalten, sondern statt dessen mit dem Triebwerk des barometrischen Höhenmessers
gekuppelt wird. Nach Beendigung der Echomessung wird hierbei der Zeiger des Echolotzeitmessers
durch das Triebwerk des barometrischen Höhenmessers weiterbewegt, so daß dieser
nunmehr die weitere Höhenanzeige auf barometrischem Wege übernimmt. Da der barometrische
Höhenmesser hierbei durch die Echomessung selbsttätig für den augenblicklichen,
am Landungsort herrschenden Luftdruck berichtigt wird, so zeigt das Gerät an der
Landungsstelle in jedem Augenblick wahre Höhen an, ohne daß der Pilot genötigt wäre,
seine Aufmerksamkeit auf andere, nicht mit dem Landungsmanöver zusammenhängende
Umstände zu richten.
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Eine andere Ausführungsform für die Erfindung ergibt sich dadurch,
daß man den Echolotmesser und den barometrischen Höhenmesser je über ein Differentialgetriebe
an einem gemeinsamen Zeigerwerk angreifen läßt. Eine andere Ausführungsform ergibt
sich dadurch, daß man durch den Echolotmesser die Anzeigeteilung für den barometrischen
Höhenmesser verstellen läßt. Für den barometrischen Höhenmesser wird meist eine
bekannte statoskopartige Schaltung vorteilhaft sein. Wenn der barometrische Höhenmesser,
wie dies meist geschieht, mit Druckdosen arbeitet, so kann diese dadurch bewirkt
werden, daß das Innere der Druckdosen an einen Behälter größeren Rauminhaltes angeschlossen
ist, der durch ein Ventil o. dgl. willkürlich mit der Außenluft in Verbindung gesetzt
oder von dieser abgeschlossen werden kann. Die Messung geschieht dann in der Weise,
daß man den Luftbehälter in dem Augenblick, in dem der Echolotmesser durch Aussenden
des Wellenzuges in Tätigkeit gesetzt wird, das Ventil schließt. Die Druckdosen sprechen
dann auf jede Veränderung des Luftdruckes gegenüber dem zur Zeit der Aussendung
des Wellenzuges herrschenden Luftdruck an, so daß der durch den Echolotmesser mit
dem Getriebe des barometrischen Höhenmessers verbundene Zeiger bei geeigneter Eichung
der Teilung wahre Höhen anzeigt.
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An sich ist die Einstellung des Zeigers von Hand relativ zur Skala,
z. B. auf Ortshöhe, durch Kupplungen, Differentialtriebwerke oder gegenseitige Verschiebung
von Zeiger und Skala natürlich allgemein bekannt.
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Die Abbildungen stellen schematisch zwei verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung dar.
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r ist der Zeiger des Kurzzeitmessers für ein nicht darzestelltes Echolowerät.
Der Zeiger sitzt auf einer Welle 12, welche eine Eisenscheibe q. trägt und frei
drehbar gelagert ist. Durch die mit einem nicht dargestellten Laufwerk, z. B. mit
einem geregelten Elektromotor, verbundene Schnecke 2 wird ein Schneckenrad
13 mitgenommen, welches, mit den Schleifringen r¢, 15 und dem zweckmäßig
als Topfmagnet ausgebildeten Elektromagneten 3 fest verbunden, um die gleiche Achse
wie die Welle 12, aber unabhängig von dieser, drehbar gelagert ist. Außerdem ist
ein weiterer, zweckmäßig ebenfalls als Topfmagnet ausgebildeter Elektromagnet 5
vorgesehen. Die beiden Magnete 3 und 5 sind derart angeordnet, daß sich die Scheibe
gerade zwischen ihnen bewegen kann. In bel.:annter Weise ist die Einrichtung derart
getroffen, daß bei Aussenden des Wellenzuges der Elektromagnet 3 über die Schleiffedern
16, 17 und die Schleifringe r4., 15 Strom erhält, während von der zurückkehrenden
Echowelle der den Magneten 5 speisende Stromkreis geschlossen wird. Bei den bisher
bekannten Echolotmessern war der Elektromagnet 5 fest angeordnet, so daß die Scheibe
4. bei Aussenden des Wellenzuges mit dem Elektromagneten 3 verbunden wurde, wodurch
der Zeiger r durch das Kraftwerk mitgenommen wurde. Die zurückkehrende Echowelle
trennte den den Magneten 3 versorgenden Stromkreis, um den den Magneten 5 speisenden
Kreis zu schließen. Dadurch wurde die Scheibe q. im Augenblick des Ankommens der
Echowelle und somit der Zeiger r festgehalten, so daß der Weg des Zeigers das Maß
für die Höhe abgibt. Erfindungsgemäß ist nun der Magnet 5 nicht fest, sondern mit
der Triebachse r8 des baroinetrischen Höhenmessers verbunden. Dieser besteht aus
einem Druckdosensystem, 6, welches in üblicher Weise durch einen Lenker 19
eine Achse 2o dreht, die ihrerseits wieder durch einen Lenker 2 1 und einen Hebel
23 die Ausdehnungen des Dosensystems 6 als Drehungen auf die Achse 18 und somit
den Magneten 5 überträgt.
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Die Einrichtung wirkt daher folgendermaßen: Der Zeiger r steht so
lange auf Null, bis eine genaue Echomessung vorgenommen wird. Alsdann wird das Laufwerk
in Tätigkeit gesetzt und bei Aussenden des Wellenzuges der Magnet 3 erregt, so daß
er die Scheibe 4 anzieht und den Zeiger mitnimmt. Durch den zurückkehrenden Wellenzug
wird der Magnet 5 erregt, der nun seinerseits die Scheibe q. anzieht. Da nun aber
der Magnet 5 auf der Triebachse des barometrischen Gerätes sitzt, so wird der Zeiger
r von diesem Augenblick an durch die Druckdosen 6 weiterbewegt. Da aber der Zeiger
vorher durch den Echolotmesser auf die wahre Höhe über
Grund eingestellt
worden war, so bewegt sich jetzt der Zeiger i stetig weiter, indem er berichtigte
Höhen anzeigt, sofern durch geeignete Wahl des 1:'bersetzungsverhältnisses bei dem
barometrischen Gerät dafür gesorgt ist, daß die Höhenteilungen für die Echomessung
und die barometrische Messung übereinstimmen.
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Das Innere der Druckdosen 6 ist zweckmäßig über ein Rohr 25, 26 an
einen Behälter 7 angeschlossen, dessen Inhalt im Verhältnis zu dem Inhalt der Druckdosen
groß ist. Durch den Hahn 28 kann das Innere des Behälters mit der Außenluft verbunden
und von dieser abgeschaltet werden: Zweckmäßig wird der Hahn 28 bei Nichtgebrauch
des Gerätes geöffnet und erst in dem Augenblick, in dem die Echomessung vorgenommen
wird, geschlossen. Die Druckdosen arbeiten dann nach dem jeweiligen Unterschied
des Luftdruckes gegenüber dem Luftdruck, de: an der Stell: herrscht, an der sich
das Flugzeug in dem Augenblick der Echomessing befand.
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Eine andere Ausführungsform zeigt Abb.2. Hier arbeiten Echolotmesser
und Druckdosen des barometrischen Höhenmessers auf ein Differentialgetriebe. Dies
kann in der Weise geschehen, daß die Achse 12 des Kurzzeitmessers außer dem Zeiger
i oder anstatt desselben ein Zahnrad 31 trägt, welches mit einer -Zahnstange
32 kämmt. Diese Zahnstange faßt in dem Punkt 33 des Hebels 43 an, an dessen anderem
Ende in dem Gelenk 34 ein Lenker 35 anfaßt, der in seiner Längsrichtung durch die
Ausdehnungen der Druckdose 36 bewegt wird. In der Mitte des Hebels .I3 bei 41 ist
der Lenker 42 angelenkt, der mit einer Zahnstange 45 mit dem Zahnrad 44 kämmt, welches
seinerseits mit dem Zeiger 5 1 des Anzeigegerätes auf der gleichen Achse
fest aufgekeilt ist. Das Innere der Dose 36 steht mit dem Behälter 53 in Verbindung,
der durch ein Ventil 48 abgeschlossen werden kann. Solange das Ventil 48 auf und
der Kurzzeitmesser des Echolotes in Ruhe ist, wird keinerlei Bewegung auf den Hebelmechanismus
und demzufolge den Zeiger 5I übertragen. Wird der Kurzzeitmesser beim Aussenden
des Wellenzuges in Tätigkeit gesetzt, so wird die Zahnstange 32 beispielsweise nach
rechts verschoben, so daß sich der Drehpunkt 33 ebenfalls nach rechts bewegt und
der Hebel .a.3 um den Punkt 34 gedreht wird. Da der Hebel 4.2 mitgenommen wird,
so wird jetzt der Zeiger 52 um einen der echomäßig gemessenen Höhe entsprechenden
Teil verstellt.
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Durch die zurückkehrende Echowelle wird der Kurzzeitmesser, also auch
die Zahnstange 32, angehalten, während die Dose 36 nach Schließen des Ventils 4.8
allein über den Lenker 35 auf den Hebel 43 arbeitet, der nunmehr um den Drehpunkt
33 geschwenkt wird. Von jetzt ab übernimmt also das barometrische Höhenmeßgerät
allein die Verstellung des Zeigers 51, welcher demzufolge durch den Echolotmesser
selbsttätig berichtigte Höhen anzeigt. Andere Ausführungsformen der Erfindung ergeben
sich durch Anwendung anderer Übertragungsmittel oder anderer Geräte zur Echolotmessung
oder zur barometrischen Höhenmessung.