DE764978C

DE764978C - Device for displaying the horizontal speed of an aircraft

Info

Publication number: DE764978C
Application number: DEP83722D
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Pressler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1942-02-05
Filing date: 1942-02-05
Publication date: 1954-10-18

Description

Vorrichtung zur Anzeige der Horizontalgeschwindigkeit eines Flugzeugs Die im Gebrauch befindlichen, direkt anzeigenden Geschwindigkeitsmesser für Flugzeuge bestimmen die Relativgeschwindigkeit im (meist bewegten) Medium und erfordern daher die Kenntnis der Geschwindigkeit der umgebenden Luft nach Größe und Richtung, wenn die Flugzeuggeschwindigkeit in bezug auf die Erdoberfläche bestimmt werden soll.Device for displaying the horizontal speed of an aircraft The in-use direct-reading speedometers for aircraft determine the relative speed in the (mostly moving) medium and therefore require knowing the velocity of the surrounding air by size and direction, if the aircraft speed in relation to the earth's surface is to be determined.

Diese Geschwindigkeit der umgebenden Luft ist oft nicht mit der erwünschten Sicherheit am Ort des Flugzeugs meßbar. Es sind daher Geschwindigkeitsmesser vorgeschlagen worden, bei denen die Geschwindigkeit in bezug auf die Erdoberfläche bestimmt wird und die darauf beruhen, daß die Beschleunigung des Flugzeugs in einer oder in mehreren zueinander senkrechten Richtungen mittels der der Beschleunigung p proportionalen Gegenkraft P = m p einer Masse m eine Strömung nach Größe, Richtung und Dauer so steuert, daß an einer bzw. mehreren Anzeigevorrichtungen die jeweiligen Werte fp dt = v zur Zeit t als Geschwindigkeiten des Flugzeugs in den betreffenden Richtungen abgelesen werden können.This velocity of the surrounding air is often not the desired one Safety can be measured at the location of the aircraft. Speedometers are therefore proposed at which the speed is determined in relation to the surface of the earth and which are based on the fact that the acceleration of the aircraft in one or more mutually perpendicular directions by means of those proportional to the acceleration p Counterforce P = m p of a mass m a flow according to size, direction and duration so controls that the respective values fp dt = v at time t as the speeds of the aircraft in the relevant directions can be read.

Um die resultierende Geschwindigkeit beispielsweise in der Waagerechten nach Größe und Richtung zu bestimmen, sind bei allen diesen bekannten Anordnungen die Geschwindigkeiten vektoriell mit Hilfe einer Karte zu addieren. The resulting speed, for example, horizontally to be determined according to size and direction are common to all these well-known Arrangements to add the speeds vectorially with the help of a map.

Der Geschwindigkeitsmesser nach der Erfindung zeigt die resultierende Geschwindigkeit nach Größe und Richtung an. Zugleich gestattet das gleiche Prinzip der SIeßanordnung die Anzeige des Flugzeugortes in einer Karte. Damit werden die bei bekannten Anordnungen notwendigen rechnerischen oder zeichnerischen Bestimmungen der resultierenden Geschwindigkeit unnötig und Zeitaufwand und mögliche Rechen- oder Zeichenfehler vermieden. Da insbesondere zugleich der geflogene Kurs direkt ablesbar wird, ist in dieser Anordnung Geschwindigkeitsanzeige mit Flugrichtungsanzeige sinnfällig vereinigt. The speedometer according to the invention shows the resulting Speed according to size and direction. At the same time the same principle allows the seat arrangement displays the aircraft's location on a map. This will make the mathematical or graphical determinations necessary for known arrangements the resulting speed unnecessary and expenditure of time and possible computing or drawing errors avoided. Because especially at the same time the flown course is direct is readable, is in this arrangement speed display with flight direction display obviously united.

Dies wird dadurch erreicht. daß in an sich bekannter Weise die den auftretenden Beschleunigungen entgegengerichteten Trägheitskräfte eines Quecksilbervolumens Widerstände verstellen. so daß die an diesen Widerständen abgegriffenen elektrischen Spannungen jeweils proportional den zugeordneten Geschwindigkeiten sind. Erfindungsgemäß werden diese Spannungen an zwei senkrecht zueinander angeordnete Ablenkplattenpaare einer Isathodenstrahlröhre so angeschlossen. daß der Kathodenstrahl eine Ablenkung erfährt, deren Größe proportional der resultierenden Geschwindigkeit und deren Richtung gleich der der resultierenden Geschwindigkeit ist. This is achieved through this. that in a manner known per se the den occurring accelerations opposing inertial forces of a mercury volume Adjust resistances. so that the electrical Tensions are proportional to the associated speeds. According to the invention these voltages are applied to two pairs of deflector plates arranged perpendicular to one another connected to an isathode ray tube. that the cathode ray is a deflection learns whose size is proportional to the resulting speed and its direction is equal to that of the resulting speed.

Abb. I soll das Prinzip der Meßanordnung erläutern. Im Flugzeug befindet sich in einem mit dem Flugzeug starr verbundenen Gehäuse ein Quecksilbervolumen, das in einer Richtung, beispielsweise der Achsrichtung des Flugzeugs, von den Stempeln oder Membranen S1 und S. und in einer zweiten Richtung, die zwechmäßig senkrecht zur ersten ist und in der gleichen Ebene liegt, von den Stempeln oder Membranen S3 und S4 begrenzt wird. Federkräfte gleicher Größe drücken die Stempel oder N Iembranen an das Quecksilber. Fig. I is intended to explain the principle of the measuring arrangement. Located in the plane There is a volume of mercury in a housing rigidly connected to the aircraft, that in one direction, for example the axial direction of the aircraft, from the punches or membranes S1 and S. and in a second direction which is two-way perpendicular is to the first and lies in the same plane of the punches or membranes S3 and S4 is limited. Spring forces of the same magnitude press the plungers or membrane membranes of the mercury.

Die Anordnung je zweier Stempel für jede Richtung, die im gleichen Sinne wirken, wird Volumenänderungen des Quecksilbers bei Temperatur- oder Druckänderungen für die Niessung unwirksam machen. Im gezeichneten Beispiel wird z. B. eine Beschleunigung des Flugzeugs in Richtung va die Stempel S1 und S2 in gleicher Richtung entgegen 'a um einen gewissen gleichen Betrag verstellen. Über die Kontakte K1 und K2 verändern die Stempel mit den Widerständen R1 und R.2 den durch einen Motor M1 fließenden Strom nach Größe und Richtung. Dieser Motor verstellt über eine Übersetzung ins Langsame Ü1 einen Schaltarm a1, der über den Widerstand r1 das Potential der Ablenkplatte p1 des Bradnschen Rohres B einstellt. Das Potential der gegeilüberliegenden Platte p2 ist konstant. Der Kathodenstrahl wird somit eine vertikale Auslenkung aus der Ruhelage erfahren. die proportional dem Feld zwischen p1 und p ist. also proportional dem Potential von P1. Da dieses Potential über den Schaltarm a1 so eingestellt wird, daß es jederzeit proportional dem Wert # padt ist, wird also die Auslenkung des Kathodenstrahls ein Maß für die Geschwindigkeit va sein. Nichtlinearitäten in der Strahlablenkung können durch einmalige Eichung und entsprechende Ausbildung des Widerstandes ru so ausgeglichen werden. daß die vertikale Auslenkung des Kathodenstrahls immer proportional der Geschwindigkeit va ist. In ähnlicher Weise wird der Kathodenstrahl mittels des Plattenpaares p3, p4 in seitlicher Richtung um Beträge ausgelenkt, die proportional der seitlichen Geschwindigkeit vs sind. Zu diesem Zweck verstellen die Stempel S3. So über die Widerstände Rs, R4 den NIotor.lI., und damit die Übersetzung ins Langsame Ü2. Diese verstellt zwei mechanisch verbundene, elektrisch voneinander isolierte Schaltarme a2 und a3, welche über die Widerstände r2 und r3 das Feld für das Plattenpaar p3, p4 einstellen. Die Schaltung ist so getroffen, daß das Feld beide Richtungen zwischen den beiden Platten t.3 und P4 annehmen kann, der Kathodenstrahl also um gleiche Beträge nach rechts oder links ausgelenkt werden kann, die proportional dem jeweiligen Wert # ps dt = vs sind. Ein Ausgleich etwaiger Nichtlinearitäten der Strahlablenkung kann auch hier mittels der Widerstände r2 und r3 in der obenerwähnten Form vorgenommen werden. Die Spannungen für die Ablenkplattenpaare werden zweckmäßig mit der Anodenspannung des Braunschen Rohres so gekoppelt, daß eine Schwankung der Generatorspannung E1 die Ablenk- und Anodenspannung so verändert. daß keine Änderung der Ablenkcharakteristik eintritt.The arrangement of two punches for each direction, the same Senses act, changes in volume of the mercury with changes in temperature or pressure make it ineffective for the sneezing. In the example shown, z. B. an acceleration of the aircraft in the direction va opposite the stamps S1 and S2 in the same direction Adjust 'a by a certain equal amount. Change via contacts K1 and K2 the stamps with the resistors R1 and R.2 are the ones flowing through a motor M1 Current by size and direction. This motor adjusts via a translation into Slow Ü1 a switching arm a1, the potential of the deflection plate via the resistor r1 p1 of Bradn's tube B sets. The potential of the opposite plate p2 is constant. The cathode ray is thus a vertical deflection from the Experience rest position. which is proportional to the field between p1 and p. so proportional the potential of P1. Since this potential is set via the switching arm a1, that it is always proportional to the value # padt is the deflection of the Cathode ray be a measure of the speed va. Nonlinearities in the Beam deflection can be achieved through one-time calibration and appropriate training of the Resistance ru so be balanced. that the vertical deflection of the cathode ray is always proportional to the speed va. Similarly, the cathode ray deflected by means of the plate pair p3, p4 in the lateral direction by amounts that are proportional to the lateral velocity vs. Adjust for this purpose the stamp S3. So via the resistors Rs, R4 the NIotor.lI., And thus the translation into slow Ü2. This adjusts two mechanically connected, electrically from each other isolated switching arms a2 and a3, which via the resistors r2 and r3 the field for set the pair of plates p3, p4. The circuit is made so that the field the cathode ray can assume both directions between the two plates t.3 and P4 can therefore be deflected to the right or left by equal amounts, which is proportional the respective value # ps dt = vs. A compensation for any non-linearities the beam deflection can also be done here by means of the resistors r2 and r3 in the above-mentioned Shape to be made. The voltages for the pairs of baffles become appropriate coupled with the anode voltage of the Braun tube so that a fluctuation of the Generator voltage E1 changes the deflection and anode voltage. that no change the deflection characteristic occurs.

Im vorliegenden Fall ist zu diesem Zweck ein Spannungsteiler T angedeutet, von dem Anoden- und Ablenkspannung als Teilspannung der Generatorspannung EI abgenommen werden.In the present case, a voltage divider T is indicated for this purpose, taken from the anode and deflection voltage as a partial voltage of the generator voltage EI will.

,4uf dem Schirm des Braunschen Rohres. das beispielsweise die in Abb. 3 angedeutete Form haben möge, ergibt sich somit das in Abb. 2 angedeutete Bild. Der Punkt P, der die Lage des Leuchtfleckes andeuten soll, ist Endpunkt des Vektors OP, der nach obigen Ausführungen proportional der Geschwindigkei vh = va + vs ist. Mittels eines um o drehbar gelagerten geeichten Meßlineals / oder an einer auf dem Leuchtschirm angebrachten geeichten Kreisteilung (mit o als Älittelpunkt) kann somit unmittelbar die Größe wie auch die Richtung der Horizontalgeschwindigkeit des Flugzeugs abgelesen werden. q7' ist dabei der Winkel, den der tatsächlich geflogene Kurs mit der Achsrichtung des Flugzeugs bildet, ç der Kurs in bezug auf eine vorgegebene Richtung n-s. , 4 on the umbrella of the Braun tube. for example the in Fig. 3 may have the shape indicated, the result is that indicated in Fig. 2 Image. The point P, which is intended to indicate the position of the light spot, is the end point of the Vector OP, which according to the above is proportional to the speed vh = va + vs is. By means of a calibrated measuring ruler rotatably mounted about o / or on a calibrated circular graduation attached to the luminescent screen (with o as a center point) can thus directly change the size as well the direction of the horizontal velocity of the aircraft. q7 'is the angle that the actually flown Course with the axis direction of the aircraft forms, ç the course with respect to a given one Direction n-s.

Es ist selbstverständlich, daß durch abermalige Integration mit den gleichen Mitteln der zurückgelegte Weg zur Anzeige gebracht werden kann. Da in diesem Falle der zurückgelegte Weg (in der waagerechten Ebene) der Auslenkung des Kathodenstrahls proportional ist, gibt der Leuchtfleck auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre unmittelbar den Ort des Flugzeugs in einem entsprechenden Kartenbereich an, dessen Lage durch die Ruhelage des Leuchtfleckes festgelegt ist. It goes without saying that through renewed integration with the the same means the path covered can be displayed. Because in this Case the distance covered (in the horizontal plane) of the deflection of the cathode ray is proportional, the spot on the screen of the cathode ray tube is immediately the location of the aircraft in a corresponding map area, its location by the rest position of the light spot is fixed.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Horizontal speed display device an aircraft with respect to the earth's surface by means of integrating devices known per se, characterized in that by means of these integrating devices two on top of each other perpendicular components of the horizontal acceleration are the electric fields two perpendicular pairs of deflection plates of a cathode ray tube so control that the deflection fields of these pairs of plates are proportional to the speed components are.

2. Apparatus according to claim I, characterized in that the deflection voltage and the anode voltage of the cathode ray tube from a common voltage source are derived.

To differentiate the subject matter of the invention from the prior art are The following publications were considered in the granting procedure: German Patent documents No. 299 694, 33I.878; U.S. Patent No. L 840 OOI.