DE724604C - Geraet und Verfahren zum schnellen Auffinden und Anzeigen des jeweiligen Standortes eines Flugzeuges von der Erde aus - Google Patents

Description

• Gerät und Verfahren zum schnellen Auffinden und Anzeigen des jeweiligen Standortes eines Flugzeuges von der Erde aus Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, ein für das Auffinden von Flugzeugen geeignetes Gerät zu schaffen, das nicht nur vollständig selbsttätig die gesamte Himmelshalbkugel absucht, sondern zugleich auch ohne jegliche menschliche Mitwirkung imstande ist, genau so für ein einzelnes wie für viele Flugzeuge gleichzeitig direkt zu zeigen, wo sich die verschiedenen Flugzeuge im Augenblick im Raum befinden und in welcher Richtung sich jedes von ihnen fortbewegt.
• Geräte, die mittels drehbarer Richtstrahlempfänger selbsttätig die gesamte Himmelshalbkugel absuchen, sind seit langem bekannt.
• Diese Geräte sind aber so eingerichtet, daß die Lageermittlung des gesuchten Objektes die . Ermittlung bestimmter Maxima- oder Minimawerte zur Voraussetzung hat, die von dem, der das Gerät bedient, eingestellt oder aufgesucht werden müssen. Bei diesen Geräten hängt also die Genauigkeit der Lageermittlung des gesuchten Objektes stets von der Zuverlässigkeit und der Sorgfalt des Beobachters ab. Außerordentlich schwierig gestaltet sich das Arbeiten mit diesen Geräten, weil es das menschliche Vermögen gänzlich übersteigt, wenn die räumliche Lage vieler Flugzeuge gleichzeitig festgestellt werden soll, da das Gerät in diesem Falle überhaupt nicht erkennen läßt, welche der verschiedenen Maxima- bzw. Minimawerte paarweise einander zuzuordnen sind. Schließlich zeigt das bekannte Gerät den Standort des ermittelten Flugzeuges niemals direkt an. Es liefert vielmehr als Ergebnis der Ablesung zweier verschiedener Skalen stets Azimut und Höhenwinkel als getrennte Werte, auf Grund der man sich nur schwer ein Bild davon machen kann, wo man das Flugzeug etwa über sich suchen muß. Ein schwerwiegender Nachteil des bekannten Gerätes ist übrigens nicht zuletzt der, daß das Arbeiten mit ihm keine genügende Vorstellung davon zu vermitteln vermag, in welcher Richtung und vielleicht auch mit welcher Geschwindigkeit sich ein ermitteltes Flugzeug fortbewegt. Eine solche Feststellung wird gänzlich unmöglich, wenn es sich noch dazu nicht nur um ein Flugzeug, sondern um deren mehrere handelt.
• Ein Gerät, dem keiner von all diesen Mängeln anhaftet, erhält man erfindungsgemäß dadurch, daß man die auf Licht-, Wärme-oder Schallwellen ansprechenden Richtstrahlempfänger derart bewegbar anordnet, daß bei der Ausführung ihrer Bewegungen jeder von ihnen einen ihm zugeteilten Streifen der Himmelshalbliugel abtastet, daß man ferner jedem dieser Empfänger einen optischen Empfangsmelder zuordnet, der im Synchronlauf mit der Bewegung seines Empfängers eine dieser ähnliche oder gleiche Bewegung ausführt und daß man schließlich in Verbindung mit den Empfangsmeldern eine Meßvorrichtung vorsieht, die im Augenblick der Empfangsanzeige eines der Melder seine räumliche Stellung und damit den gesuchten Standort des Luftfahrzeuges im Raum angibt.
• Durch die bewegbar angeordneten Empfänger, deren jeder einen bestimmten Streifen der Himmelshalbkugel abtastet, ist es bei Wahl einer entsprechenden Abtastgeschxvindiglieit möglich, das ganze Firmament schnell und vom Feinde unbemerkt abzusuchell. Derjenige der einzelnen Empfänger, in dessen Streifen am Firmament sich das Flugzeug befindet, bringt in dem Augenblick, in dem bei seiner Bewegung die Stellung erreicht wird, in ffeldler die Einstrahlung erfolgt oder zu einem NIaximum wird, den zugeordneten Empfangsmelder zum Ansprechen. Da dieser Empfangsmelder synchron mit der Bewiegung seines Empfängers eine dieser ähnliche oder gleiche Bewegung ausführt, so wird mit Hilfe der Meßvorrichtung durch sein Ansprechen die räumliche Lage der Richtung der maximalen Einstrahlungen sofort sichtbar bzw. meßbar. Die beiden Größen, die die Lage der Strahlquelle bestimmen, sind einmal die Ordnungszahl des ansprechenden Empfangsmelders innerhalb der Reihe der Empfangsmelder, andererseit die Stellung des ansprechenden Empfangsmelders, also der Winkel, den die Achse des ansprechenden Empfangsmelders im Augenblick der Nieldung mit irgendeiner Bezugsebene, in der Regel mit einer horizontalen Ebene ein schließt. Der Einfachheit halber wird man die einzelnen Empfänger ebenso wie die einzelnen Empfangsmelder jeweils gemeinsam miteinander bewegbar anordnen. Damit durch das streifenweise Abtasten tatsächlich das ganze Suchfeld in Gestalt der Himmelshalbkugel erfaßbar wird, müssen die einzelnen Richtstrahlempfänger so zueinander angeordnet sein, daß ihre Strahlachsen ähnlich den Rippen eines gespreizten Fächers gegen das Firmament divergieren, ohne daß sich aber natürlich ihre Strahlachsen in einem Punkt schneiden müssen. Die einzelnen Richtstrahlempfänger können daher im Halblireis oder auf einer geraden oder gekrümmten Linie angeordnet werden, wichtig ist nur, daß ihre Strahlachsen nach Maßgabe der erzielten Bündelung ihrer Richtstrahlungsempfindl ichkeit divergieren, derart, daß kein Himmelsahschnitt unbestrichen bleibt.
• Die zweckmäßig gleichzeitige Beweguiig der einzelnen Richtstrahlempfänger wird leicht dadurch erreicht, daß die Empfänger mechanisch zu einem im ganzen dreh- oder schwenkbaren System zusammengebaut werden, also. etwa auf einem gemeinsamen Biigel oder Rahmen gesetzt werden.
• Bezüglich der Anordnung der Empfangsmelder bestehen viele Möglichkeiten, da ihre Anordnung von der Form der NIeßeinrichtung (eben oder gekrümmt) und der gewünschen Form der Einteilung (Gradnetzteilung) abhängig ist. Um auf einfache Weise die erforderliche Synchronbewegung zu erreichen, wird man zweckmäßig die Empfangsmelder in gleicher Weise anordnen und bewegen wie die Richtstrahlempfänger.
• Um dann die Synchronbewegung zwischen Empfängern und Empfangsmeldern herzustellen, braucht man in diesem Falle nur die Achsen des Richtstrahlempfängersystems und des Empfangsmeldersystems irgendwie. also beispielsweise mechanisch, dektrisdi oder hydraulisch miteinander zu kuppeln.
• Als Meßvorrichtung zur Feststellung der Richtung maximaler Einstrahlung im Raume gelangt zweckmäßig eine mit Starken, vorzugsweise mit einer Gradeinteilung versehene, aus einer durchsichtigen, durchbrochenen oder mit einer radioaktiven Masse bestrichene ebene oder gekrümmte AIeßplatte zur Verwendung. die in geeigneter Lage zu den Empfangsmeldern angeordnet ist. Eine einfache zweckdienliche Meßvorriditung erhält man, wenn man über die z. B. halbkreisförmig angeordneten Empfangsmelder eine mit einer Gradeinteilung versehene Glasglocke herübersetzt. Als Empfangsmelder kommen alle praktisch trägheitslos ansprechenden Leuchten, in erster Linie elektrische Gasentladungslampen, also z. B. Glimmlampen. in Frage. Um einen möglichst zusammenhängenden Bildeindruck von dem Aufl euchten der Empfangsmelderlampen zu erhalten, kann die Abtasthäufigkeit so groß gewählt werden, daß vermöge der Trägheit des menschlichen Auges ein zusammenhängender Lichteindruck entsteht, so daß entsprechend der Bewegung des beobachteten Flugzeuges ein Lichtpunkt auf der Äießplatte fortzuwandern scheint.
• Dem gleichen Zweck, einen zusammenhängenden Bildeindruck zu erzielen, kann bei kleinerer Abtasthäufigkeit die vorerwähnte Nfeßplatte mit radioaktiver oder phosphoreszierender Belegung dienen, die nach Maßgabe ihrer Zeitkonstante die von den Empfangsmeldern gegebenen Lichtimpulse rerschleift.
• In der Regel werden die Steuerimpulse, die von den Empfängern ausgehen, selbst zum unmittelbaren Steuern solcher Leuchten nicht ausreichen. Aus diesem Grunde wird man die einzelnen Empfangsmelder jeweils über wenigstens einen Verstärker von dem zugehörigen Empfänger aus steuern müssen. Da mit der Notwendigkeit einer sehr großen Verstärkung des Steuerimpulses gerechnet werden muß, werden als Verstärker praktisch ausschließlich Röhrenverstärker in Frage kommen. Führt man das neue Gerät als akustischen Standortmelder aus, so sind, um einerseits mit möglichst kleinen Abmessungen der Empfänger auszukommen und um andererseits durch erdgebundene Schallquellen möglichst nicht gestört zu werden und schließlich um auch im Gleitflug mit abgestelltem oder stark gedrosseltem Motor fliegende, nur zischende Geräusche verursachende Flugzeuge zu erfassen, mehr oder wenig hohe Frequenzen zugrunde zu legen. Als Empfänger für diesen Frequenzbereich sind in Resonanzgegend arbeitende Mikrophone ohne Eigengeräusche, z. B. elektrostatische oder elektrodynamische Mikrophone, zu verwenden, die bei niedrigem Geräuschpegel hohe Verstärkungsgrade zulassen. Zur Aussiebung des gewünschten Frequenzbandes empfiehlt es sich, elektrische Filterketten zu verwenden.
• In den Abbildungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In den drei Figuren sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die drei Ausführungsformen unterscheiden sich dadurch voneinander, daß bei der Anordnung nach Fig. I das Empfänger- und Empfangsmeldersystem halbkreisförmig angeordnet sind und um- eine lotrechte Achse rotieren, während nach Fig. 2 beide Systeme ebenfalls halbkreisförmig angeordnet sind, aber in einem bestimmten Rhythmus eine Pendel-oder Schwenkbewegung um etwa + go0 zum Lot ausführen, während schließlich die Systeme nach Fig. 3 ebenfalls eine derartige Pendelbewegung ausführen, jedoch das Empfängersystem beispielsweise gradlinig, das Empfangsmeldesystem dagegen wieder halbkreisförmig angeordnet ist.
• Das eigentliche Empfangsgerät ist mit I, der Empfangsmelder mit der Meßvorrichtung mit II bezeichnet. Der Empfänger I besteht aus einer Anzahl von einzelnen Richtstrahlempfängern I, 2, 3 usw. Sämtliche Empfänger sind auf einem Rahmen 4 befestigt, der bei der Anordnung nach Fig. 2 und 3 um die Achse 6 schwenkbar gelagert ist. Die einzelnen Empfänger bilden insgesamt das Empfängersystem, wobei ihre Haupteinstrahlungsrichtungen strahlenförmig oder fächerartig auseinanderlaufen. Den einzelnen Empfängern I, 2, 3 usw. ist je ein Empfangsmelder I', 2', 3' usw. zugeordnet. Ähnlich wie die Empfänger sitzen die Empfangsmelder auf einem Rahmen 4, der bei der Anordnung nach Fig. 2 und 3 um eine Achse6 rhythmisch eine Schwenk- oder Pendelbewegung ausführt. Die Achsen 5, 5' bzw. 6, 6' sind auf eine nicht näher dargestellte Weise so miteinander gekuppelt, daß sie synchrone Bewegungen ausführen. Über den Empfangsmel'derkranz ist die Meßvorrichtung in Gestalt einer mit einer Gradeinteilung versehenen Glasglocke 7 0. dgl. herübergesetzt. Jeder Empfänger ist mit seinem zugeordneten Empfangsmelder über einen Verstärker und gegebenenfalls ein Frequenzfilter verbunden.
• Die einzelnen Verstärker und Filter sind in den Figuren zusammengefaßt und schematisch als einfache Rechtecke8 und 9 dargestellt. Bei der Anordnung nach Fig. I erfolgt die Impulsübertragung von den einzelnen Empfängern zu den Empfangsmeldern über eine entsprechende Anzahl von Schleifringen IO, bei der Anordnung nach Fig. 2 und 3 geschieht die Übertragung durch eine entsprechende Anzahl von einzelnen biegsamen Kabeln II. Der Ausführung nach Fig. 2 oder 3 dürfte deshalb der Vorzug gegeben werden, weil bei der Verwendung von Schleifringen Störungen nicht ausgeschlossen sind und weil diese noch zwei Vorzüge aufweist: I. Legt man für die Schu enkbewegung eine annähernd sinusförmig verlaufende Winkelgeschwindigkeit zugrunde, so wird die Zeitdauer der Strahlungseinwirliung auf die Richtstrahlempfänger größer, weil hier die Schwenkgeschwindigkeit. am kleinsten wird.
• Das ist aber erwünscht, weil gegen den Horizont zu die größten Empfangsentfernungen in Frage kommen und daher gerade hier größte Empfangsempfindlichkeit gefordert werden muß.
• 2. Die Anordnung der Richtstrahlempfänger 1, 2, 3 usw. nach Fig. 3 ergibt, da die Richtstrahlempfänger mit der Schwenkachse praktisch zusammenfallen, kleinste Relativgeschwindigkeiten der Richtstrahlempfänger zur umgebenden Luft auch bei hoher Schwenkfrequenz, was gerade bei z. B. akustischen Richtstrahlempfängern zur Verhinderung von Eigengeräuschen von Bedeutung ist.

Claims (9)

1. PATENTANSPRUCHE: I. Gerät zum schnellen Auffinden und Anzeigen des jeweiligen Standortes eines Luftfahrzeuges von der Erde aus mittels bewegbarer Richtstrahlempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Lid-, Wärme- oder Schallwellen ansprechenfden Richtstrahlempfänger derart bewegbar angeordnet sind, daß bei der Ausführung ihrer Bewegungen jeder von ihnen einen ihm zugeteilten Streifen der Himmelshalbkugel abtastet, daß ferner jedem dieser Empfänger ein optischer Empfangsmelder zugeordnet ist, der im Synchronlauf mit der Bewegung seines Empfängers eine dieser ähnliche oder gleiche Bewegung ausführt und daß schließlich in Verbindung mit den Empfangsmelfdern eine Meßvorrichtung vorgesehen ist, die im Augenblick der Empfangs anzeige eines der Melder seine räumliche Stellung und damit den gesuchten Standort des Luftfahrzeuges im Raume angibt.
2. 2. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die einzelnen Empfänger wie auch die einzelnen Empfangsmelder jeweils gemeinsam miteinander bewegbar sind.
3. 3. Gerät nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstrahlungsrichtungen der Empfänger ähnlich den Rippen eines gespreizten Fächers gegen das Firmament auseinanderlaufen.
4. 4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Empfänger und ebenso die einzelnen Empfangsmelder jeweils zu einem gemeinsam schwenk- oder drehbaren System zusammengesetzt oder auf einem solchen angeordnet sind.
5. 5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen des Empfänger- und des Empfangsmeldersystems zur Herbeiführung einer Synchronbewegung mechanisch, elelitrisch oder hydraulisch miteinander gekuppelt sind.
6. 6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßvorrichtung zur Feststellung der Richtung der maximalen Einstrahlung aus demRaume bzlv. zurAnzeige des augenblicklichen Standortes des gesuchten Flugzeuges am Firmament eine mit Marken, vorzugsweise mit einer Gradeinteilung versehene, aus einer durchsichtigen, durchbrochenen oder mit einer radioaktiven Masse bestrichene ebene oder gekrümmte Meßplatte Verwendung findet.
7. 7. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Empfangsmelder praktisch trägheitslos ansprechende Leuchten, vorzugsweise Gasentladungs-, z. B.

   Glimmlampen, Verwendung finden, die jeweils über wenigstens einen Verstärker oder ein Relais von dem zugehörigen Empfänger gesteuert werden.
8. 8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils außer der Verstärkungseinrichtung oder dem Relais ein Frequenzfilter zwischen den Empfängern und Empfangsmeldern eingeschaltet ist.
9. 9. Verfahren zum schnellen Auffinden und Anzeigen des jeweiligen Standorts eines Luftfahrzeugs unter Verwendung des Geräts nach Anspruch I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasthäufigkeit so groß gewählt wird, daß im Empfangsmelder vedrmöge der Trägheit des menschlichenAuges ein zusammenhängender oder annähernd zusammenhängender Lichteindruck erreicht wird.