DE301738A - - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN
AM 8. NOVEMBER 1922

KLASSE 42c GRUPPE

(A 2gig6 IXj42 c)

Anschütz & Co. in Neumühlen b. Kiel.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, den Flugzeugführer in den Stand zu setzen, Drehungen des Flugzeuges um eine senkrechte Achse sofort zu erkennen. Solche Drehungen treten bei jeder Kursänderung sowie anläßlich der unvermeidlichen Abweichungen nach rechts oder links von einem gewollten geraden Kurse auf.

Bisher konnte der Flugzeugführer sich beim Steuern entweder nach einem Kompaß oder nach der Erdoberfläche oder aber nach Himmelskörpern richten: Die Erdoberfläche oder die Himmelskörper sind aber nicht jederzeit gut sichtbar, und der Magnetkompaß leidet auf Flugzeugen an einer nicht unbeträchtlichen Unruhe und Unsicherheit, so daß kleine Kursabweichungen meistens nicht zu erkennen sind, und größere Kursabweichungen häufig erst zu spät angezeigt werden.

ao Hier setzt die Erfindung ein, indem sie unter Benutzung von Kreiselwirkungen ein Gerät liefert, das mehr eine Unterstützung als einen Ersatz des Magnetkompasses darstellt. Das Gerät läßt sofort und eindeutig erkennen, ob das Flugzeug nach rechts oder links vom Kurse abweicht und mit welcher Geschwindigkeit es solche Drehungen um die senkrechte Achse vollführt. Es läßt jedoch nicht erkennen, welche geographische Richtung die Flugzeugachse einnimmt.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in beiliegender Abb. 1 schematisch dargestellt. Der Apparat besteht aus einer Grundplatte 1, auf der die Stützen 2 und 3 befestigt sind, die in den Lagern 4 und 5 ein gewöhnliches Pendel 6 tragen. In der gleichen Weise wie die Lager 4 und 5 sind weitere Lager 7 und 8 an den Stützen 3 und 9 angebracht, die ein zweites Pendel 10 tragen. Dieses Pendel trägt an seinem unteren Ende statt eines Ge-

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wichtes in einem horizontalen Ring 11 den Kreisel 12, dessen Achse im Ruhezustand des Pendels 10 horizontal liegt. Der Antrieb des Kreisels und das Schutzgehäuse des Apparates sind nicht mit dargestellt, weil sie nicht zur Erfindung gehören.

Die Grundplatte 1 ist starr am Flugzeugbefestigt und nimmt infolgedessen an allen Winkeldrehungen desselben teil, während der Kreisel mit Bezug auf das Flugzeug zwei Freiheitsgrade besitzt, indem er einmal um seine Drehachse und sodann um die Schwingungsachse des Pendels 10 sich bewegen kann. Die Linie, in welcher die Lager 4, 5, 7 und 8 liegen, fällt mit der Flugrichtung zusammen. Die Achse des Kreisels 12 liegt daher quer zur

. Flugrichtung. Das Pendel 6 ist mit einem Zeiger 13 und das Pendel 10 mit einem Zeiger 14 versehen, die beide über einer gemeinschaftlichen Teilung 15 spielen. Natürlich könnte der Zeigeriß am Pendel 6 als Platte mit Teilung ausgebildet sein, über der der Zeiger 14 spielt, oder umgekehrt.

Solange der Kreisel 12 nicht läuft, werden sich die Zeiger 13 und 14 stets decken, denn beim geraden Flug stellen sich beide Pendel 6 und 10 gleichmäßig in die Richtung der Erdschwere ein und bei einem Kurvenflug in die Resultante zwischen Erdschwere und jeweils vorhandener Beschleunigung. Natürlich muß Vorsorge getroffen sein, die Eigenschwingungen der Pendel durch eine zwischen beiden Pendeln wirkende Dämpfungseinrichtung zu vernichten. Solche Dämpfungseinrichtungen, die auf Luft- oder Flüssigkeitsreibung beruhen, sind bekannt und deshalb nicht mit dargestellt.

Läuft der Kreisel 12, so decken sich die Zeiger 13 und 14 ebenfalls noch, solange das Flugzeug geradeaus fliegt. Beschreibt es dagegen eine Kurve, so wird dadurch ein Drehmoment auf den Kreisel ausgeübt. Nach den bekannten Kreiselgesetzen sucht dann der Kreisel seine Achse der Achse dieses Drehmomentes parallel und gleichsinnig zu stellen, es wird also das Pendel 10 nach der einen oder anderen Richtung gegen das Pendel 6 ausschlagen, je nachdem das Flugzeug eine Rechts- oder Linksdrehung macht. Dieser Ausschlag -wird, wie leicht einzusehen, desto größer, je schneller das Flugzeug wendet oder je enger der Kreis ist, den es beschreibt. Die . Größe der Ausschläge wächst aber auch 'mit der Umdrehungszahl des Kreisels und mit der Annäherung des Schwerpunktes des Pendels 10 an die Lager 7 und 8. Man kann demzufolge die Einrichtung so treffen, daß bereits durch ganz geringe Abweichungen des Flugzeuges vom Kurse sehr kräftige Ausschläge des Zeigers 14 erzielt werden.

Die Beschleunigungskräfte, die beim Beschreiben eines Kreises auf die Pendel wirken, können die Angaben des Meßgerätes nicht, stören, denn sie greifen an beiden Pendeln in gleicher Stärke an und rufen dieselbe Ablenkung hervor, so daß der Unterschied zwischen beiden hierdurch nicht berührt wird. Ebenso bleiben die Drehungen des Flugzeuges um andere Achsen als die senkrechte ohne Einfluß, denn die Drehungen um die horizontale Querachse (Kippbewegungen beim Abflug, beim Landen oder beim Abstellen des Motors) sind Drehungen um die Achse des Kreisels und übertragen keine Kräfte auf diesen, und die Drehungen um die horizontale Längsachse (seitliche Neigung des Flugzeuges), können den Unterschied der beiden Pendelstellungen nicht beeinflussen. Das gleiche gilt von den Beschleunigungsdrücken innerhalb der Flugrichtung, da sie von den Lagern der beiden Pendel aufgenommen werden.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 2 schematisch dargestellt. Hier stellt 16 die starr am Flugzeug befestigte Grundplatte dar, 17 und 18 die in der Flugrichtung liegenden Lager des Pendels 19, das in gleicher Weise mit einem Kreisel 20 versehen ist wie das Pendel 10 der Abb. 1. Die Schwingungsachse 21 dieses Pendels ist über die Stütze 24 hinaus verlängert und trägt eine Scheibe 22, die beispielsweise oben hell und unten dunkel gefärbt ist, wie aus Abb. 3 (Seitenansicht) zu ersehen ist. An die Stelle des Pendels 6 der Abb. 1 tritt hier eine Flüssigkeitsmasse, die in einer am Rand der Scheibe 22 gelagerten kreisförmigen Glasrohre 23 enthalten ist und als Wasserwaage wirkt. Die Stellung dieser Wasserwaage unterliegt im gleichen Maße der seitlichen Beschleunigung \vie die Stellung der Horizontscheibe 22, während der durch die Kreiselwirkung eintretende Stellungsunterschied beider eindeutig ablesbar ist. Die Wasserwaage könnte statt von der Scheibe 22 auch von der Grundplatte 16 des Apparates getragen werden.

Die Einrichtung wird so getroffen, daß der Kreisel die gleiche Drehrichtung besitzt wie die Räder des Flugzeuges beim Abflug; dann ergeben sich die in dem Diagramm (Abb. 4) dargestellten Verhältnisse. Die Kurve α stellt no die Bahn des Flugzeuges, von schräg oben gesehen, dar, nämlich einen Linkskreis. Die punktierte Linie 5 ist die Richtung der Erdschwere und C die Zentrifugalkraft. Diese beiden setzen sich zusammen zur Resultierenden R. In diese Richtung R stellt sich jedes Pendel ein, und in die um 90⁰ versetzte Richtung 7?' jede Wasserwaage oder jeder Flüssigkeitshorizont. Der Winkel zwischen R und der Senkrechten 5 oder zwischen R' und der Wagerechten sei α genannt.

Wenn der Kreisel nicht läuft, so würde er

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seine Achse in die Richtung R' einstellen, wie durch den Pfeil K' angedeutet. Infolge der Drehung des Flugzeuges um eine vertikale Achse wird jedoch bei der gewählten· Drehrichtung des Kreisels das linke Achsenende um die Strecke P angehoben, so daß die Achse sich in die Richtung K₂ einstellt. Wie oben erwähnt, hängt nun der Betrag dieser Winkeländerung β auch von den Eigenschaften des

ίο Kreisels ab, und es läßt sich leicht so einrichten, daß β gleich α wird, wodurch sich beide Winkel gegenseitig aufheben. In anderen Worten wird dann die Horizontalscheibe 22 der Abb. 2 und 3 angenähert den ■ wahren Horizont angeben, statt sich um den Winkel α der Abb. 4 zu neigen. Hierbei macht es keinen i Unterschied, ob große oder kleine Kreise beschrieben werden, da ja die Zentrifugalkraft (und damit der Winkel α) ebenso wie die auf die Kreiselachse wirkende Kraft P (und damit der Winkel ß) der Wendegeschwindigkeit des Flugzeuges proportional ist. Voraussetzung ist allerdings, daß der Apparat für die Geschwindigkeit des betreffenden Flugzeuges richtig eingestellt ist. Es ist gleichgültig, ob ein Links- oder Rechtskreis beschrieben wird, weil beide Winkel gleichzeitig ihr Vorzeichen ändern und in beiden Fällen die Zentrifugalkraft und die den Kreisel ablenkende Kraft sich miteinander ausgleichen. Ist die Anzeigevorrichtung wie in Abb. 3 ausgestaltet, so weiß der Flieger, wenn sich z. B. die linke Seite des Flüssigkeitshorizontes gegenüber der Horizontscheibe 22 senkt, daß er einen Linkskreis beschreibt. Er hat also das gleiche Bild vor Augen, als wenn er den wirklichen Horizont vor sich sieht, wie er es als Flugschüler geübt und gelernt hat.

Selbstverständlich läßt sich auch bei der Anordnung mit Flüssigkeits- und Kreiselhorizont erreichen, daß der Winkel β stets ein Vielfaches des Winkels α wird, z. B. das Doppelte. Auf diese Weise wird dem Flugzeugführer eine engere Kurve vorgetäuscht, als das Flugzeug in Wirklichkeit beschreibt. Der Apparat wird dadurch empfindlicher gegen Drehungen. Das ist von Wichtigkeit, wenn bei dem Flug jede Kurve vermieden werden soll, wie bei dem Abwurf von Bomben oder Minen.

Um die Eigenschwingungen der beiden Pendel nach Abb. 1 zu dämpfen, können, wie schon erwähnt, bekannte Mittel in Anwendung gebracht werden, beispielsweise eine Flüssigkeits- oder Luftdämpfung. Das eine Pendel kann z. B. einen Kolben, das andere einen sich darin verschiebenden Zylinder tragen. Bei der Ausführung nach Abb. 2 kann die ruhige Einstellung der Wasserwaage 23 durch Wahl einer zähen Flüssigkeit oder durch eine Verengung des Glasrohres auf einer gewissen ,Strecke erreicht werden, während für die Dämpfung des Pendels mit Kreisel eine Ölbremse verwandt werden kann.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Anzeigevorrichtung für die Drehungen eines Flugzeuges um die senkrechte Achse, dadurch gekennzeichnet, daß zwei anzeigende Organe vorhanden sind, von denen eines nur auf die Erdbeschleunigung und die quer zur Flugrichtung erfolgenden Beschleunigungen anspricht, während das andere anzeigende Organ außerdem noch mit einem Kreisel ausgestattet ist, der auf Drehmomente um eine vertikale Achse mit· einer Richtungsänderung seiner Drehachse antwortet, so daß aus dem Unterschied der Angaben der beiden anzeigenden Organe Größe und Richtung der Drehung erkannt wird.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Vereinigung eines gewöhnlichen Pendels, das nur quer zur Flugrichtung schwingen kann mit einem zweiten in gleicher Art aufgehängten Pendel, in dem ein Kreisel mit in der Ruhelage horizontaler und quer zur Flugrichtung liegenden Kreiselachse eingebaut ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein quer zur Flugrichtung bewegliches, mit einem Kreisel von in der Ruhelage wagerecht liegender Achse versehenes Pendel mit einer Wasserwaage derart verbunden ist, daß der Unterschied zwischen den Angaben des Pendels und der Wasserwaage in, einer Ablesung gewonnen wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Wahl der Abmessungen und der Kreiseldrehgeschwindigkeit in der Weise, daß durch die Drehung des Flugzeuges um eine senkrechte Achse das mit dem Kreisel versehene Pendel ebensoviel nach der einen Seite ausgelenkt wird, wie durch die Zentrifugalkraft infolge dieser Drehung nach der anderen Seite, so daß es in Wirklichkeit trotz der Drehung des Flugzeuges annähernd in der wahren Lotlinie verharrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.