DE742115C - Meereshoehenanzeige- oder -registriergeraet fuer Luftfahrzeuge - Google Patents
Meereshoehenanzeige- oder -registriergeraet fuer LuftfahrzeugeInfo
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- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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Description
Die Bestimmung der Flughöhe in Luftfahrzeugen kann bekanntlich mit Hilfe eines absoluten,
id. h/ barometrischen Höhenmessers oder aber durch einen relativen Höhenmesser,
z. B. einen elektrischen bzw. akustischen Lothöhenmesser, vorgenommen werden. Der
barometrische Höhenmesser benutzt als Maß für die Höhe den mit der Entfernung von der
Erdoberfläche abnehmenden Atmosphärendruck, auf den sein Meßorgan anspricht, so daß er jeweils die Flughöhe über dem Meeresspiegel
anzeigt. Beim Lothöhenmesser wird eine elektrische oder akustische Welle gegen die Erdoberfläche ausgesandt und nach Κει 5 flexion an dieser wieder empfangen. Durch
Messung der Laufzeit der Welle auf diesem Wege erhält man so die Höhe des Luftfahrzeuges
über dem gerade überflogenen Gelände. Aus dieser Wirkungsweise ergeben sich für beide Höhenmesser gewisse Vor- und Nachteile,
die je nach den Verhältnissen die Ver-' wendung des einen oder des anderen empfehlen.
Nun ist es für die Navigation aber oft sehr wichtig, außer der relativen und absoluten
Höhe auch noch die Meeres- bzw. Kartenhöhe des überflogenen Geländes zu kennen. Zu
diesem Zweck ist gemäß der Erfindung ein Meereshöhenanzeige- oder -registriergerät
über eine Differenzschaltung an einen absoluten (barometrischen) und an einen relativen
Höhenmesser, z. B. Lothöhenmesser, angeschlossen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.
Nach Fig. 1 besitzt ein barometrischer Höhenmesser 1 einen Basisnullabgriff, d. h.
bei jeder Änderung der Höhe gibt der Abgriff des Höhenmessers 1 über eine elektrische
Verbindungsleitung 2 einen elektrischen Impuls an einen Motor 3, welcher die Basis des
Höhenmessers nachdreht und gleichzeitig über ein Getriebe 4 die gemessene baromeirische
Höhe an das eine Sonnenrad eines
Planetenradgetriebes 5 weiterleitet. Einen entsprechenden Abgriff und Nachlauf besitzt
ein elektrischer Höhenmesser 6, so daß mit Hilfe des Motors 8 und des Getriebes 9 laufend
die Höhe über Grund an das andere Sonnenrad des Planetenradgetriebes 5 weitergegeben
wird. Auf der Abtriebsachse ist ein Zeiger 10 angeordnet, der mit einer Skala 11
zusammenarbeitet. Auf diese Weise wird in dem Planetenradgetriebe die Differenz zwischen
absoluter und relativer Höhe gebildet, und mit Hilfe des Zeigers 10 kann an der
Skala 11 die Höhe des augenblicklich überflogenen
Geländepunktes über dem Meeresspiegel abgelesen werden.
Um nicht nur eine augenblickliche Anzeige der Höhe, sondern eine laufende Darstellung
zu erhalten, kann man auch auf der Abtriebsachse des Planetenradgetriebes für den Zeiger
10 einen Schreibstift anordnen, welcher in bekannter Weise auf einem unter ihm hinwegbewegten
Schreibstreifen laufend die 'Meereshöhe des überflogenen Geländes aufzeichnet.
In Fig. 2 ist eine Anordnung gezeigt, welche die Benutzung von Nachlaufwerken
für die beiden Höhenmesser überflüssig macht. Jeder Höhenmesser besitzt hier einen elektrischen
Abgriff, welcher jeweils den gesamten Meßbereich des Gerätes umfaßt. Der
barometrische Höhenmesser 1 und der elektrische Höhenmesser 2 geben alsdann den gemessenen
Höhen proportionale elektrische Impulse an ein schreibendes elektrisches Meßsystem
12, ζ. B. ein Drehspulsystem, dessen Drehspule einen Zeiger oder, wie hier dargestellt,
einen Schreibstift 13 trägt, so daß dieser laufend auf den von einem Motor 14 bewegten
Schreibstreifen 15 die Meereshöhe des überflogenen Geländes aufzeichnet. Werden
dazu auf dem Schreibstreifen während des Ablauf ens in bestimmten Zeitabständen Zeitmarken
aufgebracht, so ergibt sich damit bei konstanter Motordrehzahl ein Höhenzeitdiagramm,
bei einer der Übergrundgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges p/oportionalen
Motordrehzahl ein Höhenwegdiagramm.
Das beschriebene Gerät kann, wie gesagt, dazu dienen, während des Fluges durch Vergleich
mit der Karte laufend wichtige Anhaltspunkte für die Navigation zu erhalten. Ist z. B. der Kurs des Flugzeuges bekannt, so
kann an Hand des aufgezeichneten Diagramms und der Karte der Standort des Luftfahrzeuges
ständig verfolgt werden. Dabei können auch Kursabweichungen vom gewollten Flugkurs aus den Abweichungen zwischen
Diagramm und Karte erkannt werden, wobei aus der Art der Abweichung gegebenenfalls
auch die Richtung der Kursabweichung zu ersehen ist.
Das Arbeiten mit dem bisher beschriebenen "<jerät bedeutet für die Besatzung des Luftfahrzeuges
insofern noch eine Belastung, als laufend die Karte zur Navigation herangezogen werden muß. Eine wesentliche Erleichterung
erhält man dadurch, daß man bereits vor Beginn des Fluges an Hand der Karte ein Höhenwegdiagramm des beabsichtigten
Kurses als Schablone auf dem Schreibstreifen herstellt und während des Fluges auf
demselben Schreibstreifen ein zweites Höhenwegdiagramm von dem Gerät aufzeichnen
läßt. Aus dem Vergleich der beiden Diagramme ergeben sich ohne weiteres wichtige
Aufschlüsse über die Navigation.
Fig. 3 zeigt, wie auf Grund des beabsichtigten Kurses aus der Karte vor Beginn des
Fluges ein Höhenwegdiagramm entnommen werden kann. Spannt man einen Schreibstreifen
mit einem solchen Diagramm (siehe Kurve K1 in Fig. 4) in die Ablaufvorrichtung,
welche von einem Motor angetrieben wird, dessen Drehzahl der aus Eigengeschwindigkeit
und Wind laut Wettermeldung ermittelten Übergrundgeschwindigkeit vs des Luftfahrzeuges
proportional ist, so wird sich dieses Diagramm mit dem wahrend des Fluges
aufgezeichneten vollkommen decken, solange die am Motor eingestellte und die vom Flugzeug
tatsächlich eingehaltene Übergrundgeschwindigkeit übereinstimmen. Ist die Übergrundgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges
größer als die am Motor eingestellte, so wird das während des Fluges aufgezeichnete Diagramm
gegenüber dem bereits vorher eingezeichneten zusammengedrückt (siehe Kurve Tv2
in Fig. 4). Ist die Übergrundgeschwindigkeit kleiner als die eingestellte, so wird das Diagramm
auseinandergezogen (siehe Kurve K3 in Fig. 4). Bringt man außerdem auf dem
Schreibstreifen vom Augenblick des Startes ab Zeitmarken an, so kann man mit ihrer
Hilfe aus der Abweichung der beiden Diagramme die tatsächliche Übergrundgeschwindigkeit
des Luftfahrzeuges bestimmen.
Dieser A^organg ist im einzelnen an Hand
der Fig. 5 zu erkennen. Es sei zunächst nur der untere Teil dieser Figur betrachtet. Ein
Schreibstreifen 15, auf den vor dem .Start mit Hilfe der Karte das Höhenwegdiagramm K1
des beabsichtigten Kurses gemäß den Angaben nach Fig. 3 aufgezeichnet ist, wird so
eingespannt, daß der Schreibstift auf den Startort zu stehen kommt. Ein mittels eines
Drehknopfes 17 von Hand parallel zu sich zu verschiebender Längsfaden 18 wird darübergestellt.
Die wahrscheinliche Übergrundgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges wird errechnet und der Regler des den Schreibstreifen
15 bewegenden Motors 19 entsprechend eingestellt. Im Augenblick des Star-
tes wird der Motor 19 in Gang gesetzt und
gleichzeitig auch ein Zeitmotor 20, welcher in
•bestimmten Zeitabständen durch Schließen eines Kontaktes 2O0 einen Elektromagneten!6
erregt, so daß dieser Zeitmarken 21 auf dem Schreibstreifen 15 markiert. Nach kurzer
Zeit ergibt sich aus dem z. B. aufgezeichneten Diagramm K3, daß die tatsächliche Übergrundgeschwindigkeit
kleiner als die errech-• 10 nete ist. Um die tatsächliche Übergrundgeschwindigkeit
zu erhalten, bestimmt man nun den Zeitpunkt, zu dem ein markanter Punkt des Höhenwegdiagramms /C1 überflogen
wird. Ein solcher markanter Punkt ist z. B. der Punkt A. In dem wahrend des
Fluges aufgezeichneten Diagramm /C3 entspricht
der Punkt A' dem Punkt A im Diagramm /C1. Im Augenblick, da der Punkt A'
aufgezeichnet wird, liest man mit Hilfe des Längsfadens 18 an der Zeitmarkenskala 21
die seit dem Start verflossene Zeit ab. Da sich die Entfernung des Punktes A vom Startort
aus dem Diagramm K1 entnehmen läßt, kann nunmehr die. tatsächliche Ubergrundgeschwindigkeit
des Luftfahrzeuges bestimmt und der Motor 19 entsprechend eingeregelt
werden.
Es ist jetzt nur noch nötig, den Punkte
unter den Längsfaden bzw. den Schreibstift zu bringen, was dadurch geschehen kann, daß
der Schreibstreifen 15 über ein Handrad 22 und ein Differential 23 verstellt wird. Von
jetzt ab ist man in der Lage, sich durch die vollkommene Deckung der Diagramme K1
und Ks: mit einem Blick zu überzeugen, daß der Flug programmäßig verläuft. Andererseits
wird jede Störung im programmäßigen Ablauf des Fluges sofort an einem Abweichen
der beiden Diagramme JC1 und /C3 erkennbar.
Bei genau eingehaltenem Kurs kann dies nur auf eine erneute Änderung- der Übergrundgeschwindigkeit
zurückzuführen sein, welche nach der oben beschriebenen Weise jederzeit
von neuem bestimmt werden kann.
Die im vorstehenden geschilderte Bestimmung der Übergrundgeschwindigkeit kann
nun noch weiter vereinfacht bzw. automatisiert wenden, wozu jetzt noch der
obere Teil der Fig. 5 bei der Betrachtung hinzugezogen werden muß. Dieser besteht aus
einem Koordinatensystem 24, auf dessen Abszisse der Weg und auf dessen Ordinate die
zur Zurücklegung des Weges notwendige Zeit aufgetragen ist. Im Nullpunkt dieses Koordinatensystems
ist ein doppelarmdger Hebel
25 drehbar gelagert. Durch die Drehung des Hebels wird mit Hilfe einer Schienenführung
26 ein Zeiger 27 parallel mit sich selbst verstellt, so daß er an einer Skala 28 vorbei-
6q wandert. Der Abstand der Mitte der Schierienführung
des Zeigers von der Skala hat,, ge*·
messen imOrdinatenmaßstab des Koordinatensystems
24, den Wert Eins. Legt man also den Hebel 25 über einen Punkt P der Koordinatenebene,
welcher durch die in einer bestimmten Zeit zurückgelegte Wegstrecke gegeben ist, so kann man an der Skala 28 die
zugehörige Geschwindigkeit dieser Bewegung ablesen. Die Bestimmung der Zeit erfolgt
dabei mit Hilfe eines Querfadens 29, welcher sich in seiner Nullage mit der Abszisse des
Koordinatensystems deckt und vom Augenblick des Startes ab durch einen Zeitmotor 30
parallel mit sich selbst nach oben verschoben wird. Der Schnittpunkt der Ordinatenachse
gibt also jeweils die seit dem Start verflossene Zeit an.
Die Bestimmung der Übergrundgeschwindigkeit erfolgt jetzt in folgender Weise: Im
Augenblick des Startes wird der Motor 19 und gleichzeitig der den Querfaden 29 betätigende
Zeitmotor 30 eingeschaltet. Sobald der Punkte' unter dem Längsfaden 18 aufgezeichnet
wird, bringt man den Hebel 25 mit dem Querfaden 29 so zum Schnitt, daß die zugehörige Abszisse im ,Koordinatensystem
24 der Abszisse des Punktes A im Diagramm K1 entspricht. Es kann dann an der Skala
28 unter dem Zeiger 27 die Übergrundgeschwindigkeit des Flugzeuges abgelesen und
der Motor 19 entsprechend eingeregelt werden.
Um eine selbsttätige Regelung des Motors 19 zu erreichen, kann man mit dem Zeiger 27
einen Abgriff verbinden, welcher über ein unter der Skala 28 anzubringendes Potentiometer
schleift und damit eine der Übergrundgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges proportionale
Spannung an den Anker des Motors 19 legt. Es braucht jetzt nur noch mit Hilfe
des Handrades 22 und des Differentials 23 der Punkt A des Diagramms /C1 unter den
Schreibstift gebracht zu werden.
Derartige Bestimmungen der Übergrundgeschwindigkeit können während des Fluges
beliebig oft wiederholt werden. Man braucht dazu nur nach der beschriebenen Weise die
Zeit zu bestimmen, welche für die Zurück-^ legung einer bestimmten Strecke zwischen
zwei markanten Punkten des Flugweges benötigt wird. Beim Überfliegen des Anfangspunktes
muß dabei der Querfaden 29 jeweils von Null· aus in Bewegung gesetzt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Gerät können auch noch andere als die beschriebenen navigatorischen
Aufgaben gelöst werden. So ist es z. B. möglich, mit Hilfe des Gerätes über
gebirgigem oder aus sonstigen Gründen schwer zugänglichem Gelände Höhenvermessungen
vorzunehmen und diese beispielsweise für kartographische Zwecke zu verwerten. Ebenso kann das Gerät auch dann verwendet
werden, wenn einer der beiden Höhenmesser
abgeschaltet ist, so daß nur die relative oder nur die absolute Hohe angezeigt bzw. geschrieben
wird. Läßt man z. B. nur die relative Höhe schreiben, so ist man in der Lage, auch bei fehlender Sicht über .einem Gelände
mit größeren Höhenunterschieden an Hand der Karte den nötigen Bodenabstand zu halten.
Dies wird von besonderer Bedeutung, wenn die Einhaltung einer großen Sicherheitshöhe
über längere Zeit, z. B. infolge von Vereisungsgefahr in größeren Höhen, unmöglich
ist.
Claims (10)
1. Meereshöhenanzeige- oder -registriergerät für Luftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gerät über eine Differenzschaltung an einen absoluten (barometrischen) und an einen relativen Höhenmesser,
z. B. Lothöhenmesser, angeschlossen ist.
2. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,
daß das Anzeigeorgan (io) bzw. der Schreibstift auf der Abtriebsachse eines Planetenradgetriebes (S) angeordnet
ist, dessen eines Sonnenrad triebmäßig mit einem vom absoluten Höhenmesser (i) gesteuerten Nachlaufmotor (3)
und dessen anderes Sonnenrad triebmäßig mit einem vom relativen Höhenmesser (6) gesteuerten Nachlaufmotor (8) verbunden
ist.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeorgan bzw.
der Schreibstift (13) mit der Drehspule eines Drehspulsystems (12) verbunden ist,
das an von den Höhenmessern (1, 6) eingestellte Abgriffsvorrichtungen angeschlossen
ist, die eine der jeweils gemessenen Höhe proportionale Anzahl elektrischer Impulse liefern.
4. Gerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schreibstift (13) über einen Schreibstreifen (15) gleitet, der mit Hilfe eines mit
einer der Übergrundgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges proportionalen Drehzahl
umlaufenden Motors (14) verschiebbar ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schreibstreifen
(15) eine Schablone des auf dem beabsichtigten Kurs zu überfliegenden Geländes
vorgezeichnet ist.
6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein senkrecht
über den Schreibstreifen (15) verlaufender Faden (18) mit Hilfe eines Drehknopfes
(17) parallel zu sich selbst verschiebbar ist.
7. Gerät nach Anspruch 4 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf
dem Schreibstreifen (15) Zeitmarken (21) mittels eines Zeitmotors (20) markiert
werden.
8. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber dem
Schreib'streifen (15) ein Koordinatensystem
(24) angeordnet ist, auf dessen Abszisse der Weg und auf dessen Ordinate die zur Zurücklegung des Weges notwendige
Zeit aufgetragen ist.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Nullpunkt des Koordinatensystems
(24) ein doppelarmiger Hebel (25) drehbar gelagert und an dem
einen Hebelende ein mit Hilfe einer Schienenführung (26) parallel zu sich verstellbarer
und dabei an einer Skala (28) vorbeiwandernder Zeiger (27) angelenkt ist.
10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein senkrecht
zur Ordinate des Koordinatensystems verlaufender Querfaden (29) mit Hilfe eines Zeitmotors (30) parallel zur Abszisse verschieblich
ist.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL106626D DE742115C (de) | 1942-01-27 | 1942-01-27 | Meereshoehenanzeige- oder -registriergeraet fuer Luftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL106626D DE742115C (de) | 1942-01-27 | 1942-01-27 | Meereshoehenanzeige- oder -registriergeraet fuer Luftfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE742115C true DE742115C (de) | 1943-11-22 |
Family
ID=7290311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEL106626D Expired DE742115C (de) | 1942-01-27 | 1942-01-27 | Meereshoehenanzeige- oder -registriergeraet fuer Luftfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE742115C (de) |
-
1942
- 1942-01-27 DE DEL106626D patent/DE742115C/de not_active Expired
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