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Akustische Zielvorrichtung Die räumliche Lösung der Zielvoreilung
in der Dachebene der Flugbahn setzte bei den meisten bisher bekannten Korrekturvorrichtungen
der Schallparallaxe einen dauernden Eingriff der Bedienungsperson voraus, welche
in der Regel durch Verfolgung des Zeigers der korrigierten Zielrichtung von Hand
die Zerlegung der korrigierten Richtung in die beiden gebräuchlichen Drehebenen
bewerkstelligte.
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Die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung gestattet die unmittelbare
Auswertung der korrigierten Zielelemente auf mechanischem Wege durch zyklische Umwandlung
der Projektion des Geschwindigkeitsdreieckes, welches aus der Konstruktion der Voreilung
in der Flugdachebene bekannt ist.
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In Abb. I ist die bekannte Konstruktion der Voreilung A A' = a des
Zieles A dargestellt, welches sich mit konstanter Geschwindigkeit v auf der Bahn
p bewegt bei allgemeiner Gültigkeit der Voraussetzung einer geradlinigen Bahn und
gleichbleibender Flughöhe des Zieles A, das durch dieElementea',fl akustisch im
Punkte A' festgestellt worden ist.
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Das Geschwindigkeitsdreieck M 1' O, welches in der durch die Flugbahn
und den Standort 0 bestimmten Dachebene konstruiert worden ist, wird in die Azimutalebene
als Dreieck M N' 0 projiziert, dessen eine Seite NN' 11 MM' = v im Verlaufe der
Messung unter Beibehaltung der allgemeinen Voraussetzungen über die
Flugbahn
eine unveränderliche Größe vorstellt, während die mit N N' den veränderlichen Winkel
(α-#) einschließende Seite ON' auch in Abhängigkeit von der Veränderung des
Lagenwinkels ß' des abgehorchten Zieles A' veränderlich ist. Hierbei ist der Winkel
# durch den Azimutalwinkel der Schnittlinie der Dachebene gegeben.
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Der augenblickliche Wert der Projektion O N'=O M' . cos ß'=z . cos
ß', worin O M'=z, ist der maßstäbliche Wert der Schallgeschwindigkeit, welcher bei
Bestimmung des Geschwindigkeitsdreiecks M M' 0 vorausgesetzt worden ist, und wird
durchadie Verbindungslinie N 0 des freien Endes der Projektion NN'=v durch den augenblicklichen
Wert des Azimutalwinkels N O N = e der Verteilung A A' = a bestimmt.
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Durch die Funktionen der akustisch gemessenen Elemente und mittels
der beiden bekannten oder vorausgesetzten Geschwindigkeiten wird der augenblickliche
Wert dieses Azimutalwinkels der Voreilung durch die Formel ausgedrückt:
Die stetige Lösung dieser komplizierten zyklometrischen Funktion kann leicht mechanisch
realisiert werden, wenn der Verlauf der partizipierenden Funktionen der gehörten
Elemente «' und 8' in Betracht gezogen wird.
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Im allgemeinen verläuft der Winkel (α'-#) von o (Anflug aus
dem Unendlichen) bis # (Abflug ins Unendliche), wobei er an der Stelle der kürzesten
Hörweite des Zieles (der kürzesten Entfernung des Schallortes vom Standort) den
Wert 2 annimmt.
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Für den besonderen Fall des Fluges über Kopf gilt x = konst. = ,
wobei e = o; in diesem Falle wird der Korrekturvorgang vollkommen in die Meridianebene
verlegt, wobei sich das Geschwindigkeitsdreieck in die Spur der Dachebene projiziert,
und die Rolle des früher veränderlichen Winkels (x' -<p) wird von dem ebenfalls
im allgemeinen von o bis # verlaufenden abgehorchten Lagewinkel 3' übernommen.
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Auf Grund dieser Überlegungen ist die mechanische Anordnung der in
Abb. 2 schematisch veranschaulichten akustischen Zielvorrichtung erfindungsgemäß
ausgeführt worden.
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Der Kurbelmechanismus I, dessen Kurbelarm z im Maßstab der Vorrichtung
der Schallgeschwindigkeit entspricht, wird um den abgehorchten Lagewinkel ß' verstellt
und verschiebt mittels des Steines 2 auf dem Support 3 in Richtung der Achse Q einen
ähnlichen Kurbelmechanismus 4 um den Wert cos ß'.
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Der Kurbelarm # des Mechanismus 4 ist auf den maßstäblichen Wert
der vorausgesetzten Geschwindigkeit des Zieles einstellbar und wird um den Differenzwinkel
(α'-#) verdreht. Das durch den Zapfen der Kurbel v verschobene Gleitlineal
5 verstellt den Stein 6, dessen Achse E mit der Achse Q den durch eine geeignete
Übersetzung 7 übertragenen veränderlichen Winkel e einschließt.
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Aus der Verschiebung z cos ß' des Supportes 3 und aus dem Winkel
(α'-#) der Kurbel v gegenüber der Achse Q ergibt sich für den von den Achsende
und Q eingeschlossenen Winkel # der Wert: # . sin (α'-#) tg # = z . cos ß'
- v . cos (α' - #) was den inversen Wert der in Formel I an gegebenen Abhängigkeit
vorstellt.
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Durch eine geeignete mechanische Vorrichtung wird der derart bestimmte
Winkel e mit dem abgehorchten Winkel α' addiert, und deren Summe ergibt dann
das wirkliche Azimut des Zieles auf e.
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Derselbe Mechanismus kann nach geeigneter Anpassung für die Bestimmung
des korrigierten Lagenwinkels verwendet werden.
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Aus dem rechtwinkligen Dreieck M N 0, Abb. I, ergibt -sich für den
korrigierten Lagewinkel ß die Abhängigkeit: M N tg ß@= worin gemäß der grundlegenden
Voraussetzungen über die Flugbahn M N Ii M1 N' = » sin 3'; aus dem Dreieck N N'
O ergibt sich unter Anwendung der ermittelten Formel für den Winkel I N O = v .
sin (α'-#) . sin # so daß fortlaufend auf mechanische Weise die Beziehung
zu lösen ist:
Der veränderliche Wert sin # wird im Maßstab des Apparates durch
Verschiebung des Lineals 5 nach Abb. 2 ermittelt, während das entsprechende Maß
llf ' N' = z sin 13' durch die Projektion des Kurbelarmes z auf die Achse s bestimmt
wird.
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Die Verschiebung des Gleitlineals 5 kann mechanisch mittels einer
Zahnstangenübersetzung 8 mit einem mit dem Stein 6 gleichachsig gelagerten Rade
ausgewertet werden, wie in Abb. 3 schematisch veranschaulicht ist, in welcher einfachheitshalber
die selbstverständliche Vorrichtung zur Beseitigung des Abwälzfehlers des Winkels
e ausgelassen worden ist.
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Das Zahnstangenlineal g führt in Richtung der Achse Q den verschiebbaren
Stein 10 um das Maß der Verschiebung des Gleitlineals 5, so daß der gemeinsame Zapfen
der Gleitstange 10 und 11 gegenüber dem Drehzentrum der Lagenscheibe 12 stets in
der Resultierenden der beiden aufeinander senkrechten I(omponenten des Lineals g
und des Supportes I3 geführt wird, welcher wiederum mittels des früher benutzten
Kurbelmechanismus I um den Wert z sin 8' in Richtung der Achse S verschoben wird.
Infolge der Bewegung des gemeinsamen Zapfens der Steine I0, II in der radialen Führung
der Scheibe 12 wird dieser um den gesuchten Wert des visuellen Lagenwinkels ß verdreht,
wie aus der Bedingung der obigen Gleichung 2 hervorgeht.
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Der zur richtigen Einstellung des Apparates unbedingt notwendige
Wert des Richtungswinkels wider Flugbahn # wird mittels des Anzeigers des Winkels
der Flugbahn festgestellt, welcher im wesentlichen auf der Unveränderlichkeit des
Dachwinkels der Flugbahn beruht, die aus den allgemeinen Voraussetzungen iiber die
geradlinige Flugbahn bei unveränderlicher Höhe hervorgeht.
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Dieser Anzeiger ist in Abb. 4 schematisch dargestellt, in welcher
der Arm 14 den von den beiden abgehorchten Richtungselementen a' und ' betätigten
Richtungszeiger vorstellt; die mechanischen Übertragungsorgane für die beiden Richtungselemente
a' und 8' sind einfachheitshalber nicht eingezeichnet worden. Der Richtungszeiger
I4 gleitet in einem Schlitz des Bügels 15, welcher mit seinen Zapfen und I7 in den
Lagern auf dem horizontalen Ring 18 drehbar gelagert. ist; der Ring I8 ist mittels
der Antriebsvorrichtung 19 um den Wert des Winkels ç der Flugbahn verdrehbar. Der
Zapfen. 16 des Bügels 15 trägt zugleich das Kegelrad 20, welches in das mit dem
Ausgangspunkt des Zeiger 14 gleichachsige und mit der Anzeigescheibe 22 versehene
Zahnrad 21 eingreift.
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Die Ebene des Bügels 15 stellt die Dachebene der Flugbahn des! Zieles
vor und bleibt im Falle der richtigen Einstellung des Winkels q7 während ein und
desselben Anfluges unter Voraussetzung der Gültigkeit der grundlegenden Bedingungen
über die Flugbahn in Ruhe.
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Im entgegengesetzten Falle wird sich der Bügel 15 durch den Druck
des Richtungszeigers 14 um seine Zapfen r6 und 17 verdrehen, und die Anzeigescheibe
22 wird sich um so rascher drehen, je größer der Fehler in der Einstellung des Winkels
der Flugbahn # sein wird.
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Die Beurteilung der Richtung und der Drehungsgeschwindigkeit der
Anzeigescheibe 22 ist zugleich eine Anleitung zur raschen Einstellung des gesuchten
Winkels <p, dessen richtiger Wert sich durch vollkommenes Stehenbleiben der Anzeigescheibe
kundgibt.