DE693520C - Verfahren zum Ermitteln des Kurses von Luftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Ermitteln des Kurses von Luftfahrzeugen Die von einem Horchgerät ermittelten akustischen Peilwerte (Seitenwinkel oder Azimut und Höhenwinkel) zum Beispiel eines Flugzeuges können in der Regel nicht unmittelbar benutzt werden. Infolge des Schallverzuges des Windeinflusses, der durch die Entfernung zwischen. Horchgerät und Scheinwerfer bedingten Parellaxe sind an den ermittelten Winkelwerten Korrekturen anzubringen.
• Solche Korrekturen werden durch besondere Rechengeräte ermittelt. Diese Geräte arbeiten unter der Annahme eines geraden Zielweges und konstanten Höhe des Flugzeuges über Grund und einer durch Erfahrung oder Schätzungbekannten Fluggeschwindigkeit. Um aus solchen Rechnern die wahren Peilwerte zu ermitteln, hat man zunächst die akustischen Werte in sie einzuführen oder nachzubilden und dann unter Zugrundelegung der mathematischen Beziehungen zwischen den akustischen und wahren Werten durch geeignet gestaltete Gestänge und Getriebeteile aus ihnen die wahren Werte zu ermitteln. Es sind Rechengeräte bekannt, bei denen der Peilstrahl durch einen Stab von konstanter Länge im- Raume nachgebildet wird. Er beschreibt dann eine Kreisfläche, wenn ein geradlinig sich bewegendes Ziel angepeilt wird. Diese Kreisfläche schneidet die Horizontalebene in einer Geraden, die zum Zielweg parallel verläuft.
• Rechengeräte, die nach dieser Methode arbeiten, sind getriebetechnisch sehr ungünstig, da es sich um die Darstellung eines räumlichen Problems handelt. Das Gestänge wird sehr kompliziert, tote Punkte lassen sich meist nicht oder nur sehr unvollkommen vermeiden, es treten große, unkontrollierbare Kräfte und Beanspruchungen auf.
• Es ist ferner bekannt, zur Ermittlung des Kurses eines Flugzeuges die Bewegung des Flugzeuges als Zentralprojektionen auf die Kartenebene abzubilden. Hierdurch wird zwar eine gewisse betriebliche Vereinfachung erzielt, jedoch gleichzeitig der Nachteil her-- beigeführt, daß die möglichen Kurse eines Flugzeuges als Ellipsenbögen auf einer Ebene dargestellt werden, deren große Achse gemeinsam ist und deren kleine Achse sich im Verhältnis des Kurses des Höhenwinkels ändert. Da sich nun der Cosinus bei kleinen Winkeln nur wenig ändert, so gibt dieses Verfahren gerade bei kleinen Höhenwinkeln ungenaue Resultate.
• Erfindungsgemäß besteht das Verfahren `zur Ermittlung des Kurses von Luftfahrzeugen, bei dem die freien Endpunkte der räumlichen, die Höhen- und Seitenwinkel der jeweiligen Richtung auf das Luftfahrzeug berücksichtigenden Zielstrahlen gleicher Länge auf eine Ebene projiziert werden, die durch die so ermittelten Projektionspunkte ermittelte ebene Kurve mit auf einer Kreisfläche mit über einem gemeinsamen Kreisdurchmesser vorgegebenen Bögen unter gegenseitigem Drehen einander eingepaßt wird und schließlich aus der so ermittelten Richturig des vorgenannten Kreisdurchmessers der Kurs des Luftfahrzeuges ermittelt wird, darin, daß die Präjektion nach den Gesetzen der stereographischen Projektion von einem Punkt aus erfolgt, der auf der Projektionsebene senkrecht stehenden, durch den feststehenden Ausgangspunkt der Zielstrahlen gleicher Länge gehenden Linie auf der der Projektionsebene abgewandten Seite in einem Abstande von diesem Ausgangspunkt liegt, der im Maßstäbe der Darstellung der Länge der Zielstrahlen entspricht.
• Gegenüber dem bekannten Verfahren wird hierdurch der Vorteil erzielt, daß die Werte für kleine Höhenwinkel etwas auseinander gezogen werden und dann bis zum Zenith einigermaßen konstant bleiben.
• Das Prinzip des Verfahrens nach der Erfindung zeigt Abb. i. Der die Peilungen nachbildende Stab 15 ist um den Punkt M allseitig drehbar und steht unter irgendeinem Höhenwinkel y bei einem Seitenwinkel a. Wird er nun vom Punkt P aus auf die Ebene 18 projiziert, wobei die Strecke 1VIP gleich der Stablänge und senkrecht zur Projektionsebene ist, so erhält man die Strecke M' 17'. Projiziert man die vom Stab beim Peilen eines Zieles mit gerader Flugbahn bestrichene Kreisfläche, so bekommt man auf der Ebene 18 den Ellipsenbogen 16' und die Gerade ig', welche wieder den Zielweg angibt. Die Projektion des Stabes liegt auf der Ebene 18 unter demselben Seitenwinkel, wie der Stab 15 selbst, und der Höhenwinkel, unter dem er geneigt ist, ist aus der Länge seiner Projektion erkennbar. Ist nämlich y der Höhenwinkel, so schließen die beiden Projektionsstrahlen P11lI und P # 17 den Winkel ein, und die Länge des projizierten Stabes ist tg wenn der Abstand P1' = i gesetzt wird. Der Höhenwinkel geht -also in die Länge der Strecke 34' 17' ein. Bildet man auf diese Art die Peilungen auf der Ebene 18 ab, so kann man durch Bestimmung des Ellipsenbogens, welchen der Peilpunkt 17' beschreibt, den Zielweg ermitteln.
• Abb.2 zeigt eine praktische Ausführung dieses Verfahrens. Über einer kreisförmigen Scheibe 21, auf welcher Bogen in der dargestellten Art aufgezeichnet sind, kann ein Lineal oder Faden 2o # 11l' auf den Seitenwinkel a eingestellt werden,. Mit dem Lineal dreht sich um 1V1' ein zu 2o # JI senkrecht stehendes Lineal M'P'. Seine Länge ist gleich -dem Scheibenradius. Ein zweiter um 11' schwenkbarer Arm 2211I', der ebenfalls die Länge des Scheibenradius hat, wird so eingestellt, daß der Winkel 22 -.IV 20 gleich dem Höhenwinkel ; ist. Die Punkte 2a und P', die von 1L1' denselben Abstand haben, sind miteinander durch einen Faden von veränderlicher Länge verbunden. Er schneidet das Lineal 2o # 11,1' im Punkt 23. Es ist jetzt wieder Der so erhaltene Schnittpunkt entspricht also dem wie an Abb. i gezeigten Endpunkt der Projektion des Stabes 15. Es ist leicht einzusehen, daß der Aufwand für die Darstellungen der Peilungen nach Abb. 2 sehr gering und bequem ist und wenig Bauraum erfordert.
• Um den Zielweg zu bestimmen, betrachtet man die Wanderung des Schnittpunktes 23, der durch die laufend neu zugeführten Peilungen durch Seiten- und Höhenwinkel eingestellt wird, und verdreht die Scheibe 21 so lange, bis der Schnittpunkt parallel zu den aufgezeichneten Bögen läuft. Die Gerade 2q., 25 zeigt dann den Zielweg an, der mit irgendeiner angenommenen Nullrichtung, z. B. Nord-Südrichtung, den Winkel o einschließt.

Claims (2)

1. PATENTANSFRÜCHE: i. Verfahren zum Ermitteln des Kurses von Luftfahrzeugen, bei dem die freien Endpunkte der räumlichen, die Höhen- und Seitenwinkel der jeweiligen Richtung auf das Luftfahrzeug berücksichtigenden Zielstrahlen gleicher Länge auf eine Ebene projiziert werden, die durch die so ermittelten Projektionspunkte ermittelte ebene Kurve mit auf einer Kreisfläche mit über einem gemeinsamen Kreisdurchmesser vorgesehenen Bögen unter gegenseitigem Drehen einander eingepaßt wird und schließlich aus der so ermittelten Richtung des vorgenannten Kreisdurchmessers der Kurs des Luftfahrzeuges ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektion nach den Gesetzen der stereographischen Projektion von einem Punkt (P) aus erfolgt, der auf der zur Projektionsebene (18) senkrecht stehenden, durch den feststehenden Ausgangspunkt (M) der Zielstrahlen gleicher Länge (15) gehenden Linie auf der der Projektionsebene (18) abgewandten Seite in einem Abstände von diesem Ausgangspunkt (11J) liegt, der im Maßstabe der Darstellung der Länge der Zielstrahlen (r5) entspricht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln der einzelnen Projektionspunkte Seitenwinkel (a) und Höhenwinkel (y) auf der als kreisförmige Scheibe (Abb.2) ausgebildeten Abbildungsebene nebeneinander aufgetragen werden und der Projektionspunkt (23) mittels Stangen oder Lineale (311'*-P'-M'-20, M'-22) .und Fäden oder Drähten (P1-22) als Schnittpunkt (23) des gemeinsamen. Schenkels (Mi-2o) beider Winkel (a und y) mit der Verbindungslinie zwischen dem freien Endpunkt (22) des Höhenwinkelschenkels (M'-22) und einem Punkt (P1), der mit dem gemeinsamen Schenkel (M'-2o) starr verbunden, aber zu ihm um 9o° versetzt ist, ermittelt wird.