DE460967C - Verfahren zur Bestimmung des Kurses und der Geschwindigkeit von Luftfahrzeugen ueber Grund und der Geschwindigkeit und Richtung des Winds vom fliegenden Luftfahrzeug aus - Google Patents

Description

• Verfahren zur Bestimmung des Kurses und der Geschwindigkeit von Luftfahrzeugen über Grund und der Geschwindigkeit und Richtung des Winds vom fliegenden Luftfahrzeug aus. Für die Luftnavigation und aus wissenschaftlichen . Gründen, beispielsweise bei meteorologischen Forschungen, ist es oftmals erwünscht, den Kurs und die Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges über Grund sowie die Geschwindigkeit und Richtung des Windes vom fliegenden Luftfahrzeug aus jeweils schnell und genau zu ermitteln. Diese Größen bilden zusammen mit der meist bekannten oder doch durch Versuch leicht zu ermittelnden Relativgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges zur Luft das bekannte Geschwindigkeitsdreieck. Die Ermittlung der obengenannten Größen wird aber dadurch erschwert, daß mit sich änderndem Kompaßkurs, aber auch, besonders bei großen Flügen, bei ein und demselben Kompaßkurs die Richtung und die Stärke des Windes in bezug auf das Flugzeug sich ändern. Viele bekannte Verfahren zur Bestimmung des jeweiligen Abtriftwinkels, d.li. des von dem Kompaßkurs (Längsachse des Luftfahrzeuges) und dem Kurs über Grund (beobachtete Richtung der Geländeverschiebung) gebildeten Winkels, lösen die gestellte Aufgabe noch nicht, da die hiernach bestimmbaren Größen: Eigengeschwindigkeit des Luftfahrzeuges relativ zur Luft, Kompaßkurs und Abtriftwinkel bzw. Richtung des Kurses über Grund, noch nicht genügen, um die Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges über Grund oder die Richtung und Stärke des jeweiligen Windes zu erinitteln. Nach der Erfindung ist diese Aufgabe durch Messung des Abtriftwinkels bei zwei verschiedenen Kompaßkursen schnell und genau zu lösen, wie dies an Hand der graphischen Darstellung der entsprechenden Geschwindigkeitsdreiecke gemäß Abb. i näher erläutert werden soll.
• Das Luftfahrzeug fliegt zunächst bei einem bestimmten Kompaßkurs, durch Beobachtung der Geländeverschiebung wird hierfür in bekannter Weise der Abtriftwinkel a ünd damit die Kursrichtung über Grund festgestellt. @'Vunmehr wird das Luftfahrzeug für kurze Zeit nach einem von dem ersten Kompaßkurs um einen bestimmten Winkel b, beispiels: weise 6o°, abweichenden Kompaßkurs gesteuert und für diesen neuen Kompaßkurs die neue Kursrichtung über Grund und der dazugehörige neue Abtriftwinkel ß bestimmt. Zur Auswertung trägt man von einem Nullpunkt O aus die beiden um den Winkel b verschiedenen Kompaßkurse 0A und OB, die nach Größe die bekannte Relativgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges zur Luft darstellen, und die dazugehörigen Kursrichtungen über Grund 0E und OF, die mit den Kompaßkursen den jeweils ermittelten Abtriftwinkel a bzw. ß einschließen, als Vektoren auf und sucht nun diejenigen Punkte G und H auf den beiden Kursrichtungen 0E und OF, die von den Endpunkten A und B der aufgetragenen Kompaßkurse 0A und OB gleich weit entfernt sind und in gleicher Richtung von diesen Endpunkten A und B liegen. Die zueinander parallelen und gleichlangen Verbindungslinien e und d der KompaBkursendpunkte A und B und der auf den Kursrichtungen über Grund gefundenen Punkte G und H stellen dann Richtung und Stärke des jeweiligen Windes dar, während die von diesen Windvektoren auf den Kursrichtungen 0E und OF abgeschnittenen Strecken OG und OH die Größe der jeweiligen Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges über Grund ergeben. Es sind so also die gewünschten Größen bestimmbar.
• Die Erfindung umfaßt ferner ein Gerät, das nach der Messung der zu den jeweiligen Kompaßkursen gehörenden Abtriftwinkel schnell und genau die Ermittlung der unbekannten Größen ermöglicht. Ein Ausführungsbeispiel dieses Geräts ist in Abb. 2 dargestellt.
• Auf einer Scheibe .i ist eine Kreisteilung aufgetragen, in deren Mittelpunkt 2 zwei j e mit einer Teilung versehene Schenkel 3, 4 je für sich drehbar und mittels der bogenförmigen Stellschiene 5 und der Stellschraube 6 gegeneinander feststellbar angeordnet sind. Ferner sind zwei weitere mit gleicher Teilung versehene und je für sich um den Mittelpunkt 2 der Scheibe i drehbare Schenkel 8, 9 vorgesehen. An den Schenkeln 3, 4 ist ein gelenkiges Stabparallelogramm 12, 13, 14 gelagert, dessen Gelenkpunkte io, ii auf den Schenkeln 3, 4. zweckmäßig verschiebbar angeordnet sind.
• Die Handhabung des Gerätes geschieht in folgender Weise: Die erste Abtriftmessung erfolge bei einem Kompaßkurs von 345°, auf den der Schenkel 3 auf der Kreisteilung eingestellt wird. Die Abtriftmessung ergebe den Abtriftwinkel a. Schenkel 8 wird unter diesem Winkel. zu Schenkel 3 eingestellt und zeigt die für rlen Kompaßkurs 345' sich ergebende Kursrichtung über Grund. Die zweite Abtriftmessung erfolge bei einem um ö _-_ + 6o° verschiedenen Kompaßkurs von 45°. Man stellt nunmehr den Schenkel 4 auf diesen Kompaßkurs von 45° und zieht die Stellschraube 6 fest. Der bei 45° gemessene Abtriftwinkel sei ß, und unter diesem Winkel wird Schenkel 9 zu Schenkel 4 eingestellt. Die freien Enden der Stäbe 12, 13 des gelenkigen Stabparallelogramms werden nun mittels der Stellschrauben io, ii so auf den Schenkeln 3, 4 gelagert, daß die Entfernung der Lagerstellen vom Mittelpunkt 2 der bekannten Relativgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges zur Luft in dem gewählten Maßstabe entspricht, während die an Stab 14 angeschlossenen Enden der Stäbe 12, 13 mittels der auf Stange 14 verschiebbaren Stellschraube 16 auf die gleiche Entfernung, wie sie die Gelenkpunkte io, ii besitzen, eingestellt werden, so daß die Stäbe 12, 13 bei ihrer Schwenkung um die Punkte io, 11 stets parallel zueinander bleiben. Nunmehr wird durch Schwenkung des Schenkelparallelogramms 12, 13, 14 diejenige Lage der Schenkel 12, 13 gesucht, bei der auf diesen Schenkeln von den Kursrichtungsschenkeln 8 und 9 gleiche Strecken a-a, von den Lagerstellen io, i i ab gemessen, abgeschnitten werden. Die so gefundene Lage der Schenkel 12, 13 stellt dann die Richtung und die Länge a die Geschwindigkeit des Windes dar, während die auf den Schenkeln 8, 9 abgeschnittenen Strecken b, c der Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges über Grund in den jeweiligen Kursrichtungen entsprechen. Einer der Schenkel 3 bzw. 4 kann auch fest auf der Scheibe i verbunden bzw. durch eine Richtungsmarke auf dieser ersetzt sein, zu welcher der andere Schenkel unter dem Winkel $ einzustellen ist; umgekehrt kann auch die Scheibe i, wenn sie zur Einstellung der Schenkel zueinander entbehrlich erscheint, fortfallen.

Claims (3)

1. PATENTANspRÜcHE: i. Verfahren zur Bestimmung des Kurses und der Geschwindigkeit von Luftfahrzeugen über Grund und der Geschwindigkeit und Richtung des Windes vom fliegenden Luftfahrzeug aus, dadurch gekennzeichnet, daß während des Fluges des Luftfahrzeuges der Abtriftwinkel (a) zu einem gesteuerten Kompaßkurs und der Abtriftwinkel (ß) zu einem von dem ersten Kompaßkurs um einen bestimmten Winkel (ö) abweichenden Kompaßkur s in beliebiger Weise gemessen werden, daß diese Abtriftwinkel in dem Schnittpunkt zweier Vektoren angetragen werden, die nach Richtung die Kompaßkurse und nach Größe die bekannte Relativgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges zur Luft darstellen, und daß diejenigen von den Vektorendpunkten ausgehenden parallelen Linien gesucht werden, von denen die Abtriftschenkel je gleiche Stücke, vom Vektorendpunkt aus gerechnet, abschneiden, wobei dann diese abgeschnittenen Strecken nach Größe die Geschwindigkeit und nach Lage die Richtung des Windes darstellen, während die von den parallelen Linien auf den angetragenen Schenkeln der Abtriftwinkel abgeschnittenen Stücke der jeweiligen Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges über Grund entsprechen.
2. 2. Gerät zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch zwei gegeneinander um einen Drehpunkt (2) schwenkbare, in bestimmtem Winkel zueinander feststellbare Schenkel (3, -) (Hauptschenkel), zwei weitere je für sich um den Drehpunkt (2) schwenkbare und mit je gleicher Teilung versehene Schenkel (8, 9) (Abtriftschenkel) und ein gelenkiges Stabparallelogramm (i2, 13, 1d.) mit je gleicher Teilung auf den einander parallelen Stäben (i2, i3), die an Festpunkte (i o, i i) auf den Hauptschenkeln (3, 4.) gelenkig angeschlossen sind (Abb. 2).
3. 3. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der auf den Hauptschenkeln (3, 4) sitzenden Gelenke (io, i i) vom Schenkeldrehpunkt (2) veränderlich ist. d.. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Anordnung der Schenkel (3, :4, 8, 9) auf einer Scheibe (i) mit Kreisteilung.