Instrumenten-Kunde des Fliegers: Ein Hand- und Nachschlagebuch für Flugzeugführer und Beobachter [Reprint 2021 ed.] 9783112407080, 9783112407073

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Instrumenten-Kunde des Fliegers. Ein

Hand-

und

Nachschlagebuch

für Flugzeugführer und Beobachter.

Bearbeitet von

REIN HOLD T H E B I S und G. RÖMMLER. Flugzeugführer.

Mit 8 2

Leutnant.

Abbildungen.

BERLIN VERLAG

W.

von M. K R A Y N .

1919.

Druck von Rosenthal & Co., Berlin XW21.

Dem Andenken meines lieben Mitarbeiters

GERHARD RÖMMLER Leutnant d. R. und Flugzeugführer,

am 22. August 1918 den Fliegertod fand. REINHOLD THEBIS.

Vorwort. Vorliegendes Werk verfaßten wir mit der Absicht, den Flugzeugführern und Beobachtern eine kurze, übersichtliche Erklärung aller Instrumente zu geben, welche nötig sind, um die inneren und äußeren Vorgänge am Flugzeug dauernd beobachten zu können.- Es ist unbedingt erforderlich, genau über den Bau und die Wirkungsweise dieser Hilfsapparate unterrichtet zu sein, wenn man diese zweckmäßig verwenden will. Das Werk soll ein Hilfs- und Nachschlagebuch sein, aus dem Führer und Beobachter alles Wissenswerte ersehen können. Oktober 1918.

DIE VERFASSER.

.Inhalts-Verzeichnis. Vorwort. K a p i t e l I. Betriebsstoffprüfgerät. Aräometer (Benzinprüfer)

Seite

9

K a p i t e l II. lilfsapparate zur Bedienung und Ueberwachung des Motors. 1. B e n z i n m e s s e r Seite 13 a) Standglas „ 13 b) Benzin-Uhr „ 14 c) Huttenlocher-Pfeil-Standmesser . . . „ 16 d) Nottank-Standmesser „ 16 2. M a n o m e t e r (Druckmesser) a) Heber-Manometer b) Metall-Manometer & Tourenzähler a) Drehzahlmesser mit Drehpendel . b) Wirbelstrom-Tachometer c) Zwangsläufige Drehzahlmesser d) Drehzahlmesser mit rotierendem zilber e) Antrieb der Tourenzähler Besondere Tourenzähler . . . f) Vorschalt-Drehzähler g) Drehzahl-Schreiber h) Elektrische Fern-Drehzahlmesser . i) Prüfstand für Tourenzähler

. . .

„ „ „

16 17 18

„ „

20 20 24 28

Queck-

. . .

„ „ „ „ „

. . . , , „

29 30 31 31 32 33 34

—

6

—

4. K ü h l w a s s e r - T h e r m o m e t e r . a) Quecksilber-Thermometer b) Thermo-elektrische- Thermometer c) Fern-Thermometer d) Dampfdruck-Thermometer

.

.

.

.

.

. .

„ „ „ ,, „

35 36 38 39 40

K a p i t e l III. Hilfsapparate zur Regelung und Ueberwacfaung des Fluges. 1. N e i g u n g s m e s s e r

Seite

41

,, „ „

41 42 43 43 44

„

45

„ „ „

45 49 55

„ „ „ „ „

57 59 60 61 62

4. K o m p a ß

„

63

a) b) c) d) e) !) g) h)

„ „

63 65 66 68 70 70 71 73

a) b) c) d) e)

Rahmen-Neigungsmesser Neigungsmesser nach Schierstädt . . . Neigungsmesser nach Neuber Libellen-Neigungsmesser von Ruhstrat . Atmos-Kurvenflugmesser

2. H ö h e n - M e ß g e r ä t e a) Höhenmesser b) Höhenschreiber (Barograph) c) Höhenmesser-Prüfgerät 3. G e s c h w i n d i g k e i t s m e s s e r messer) a) b) c) d) e)

(Flugwind-

Schalenkreuz Staurohr-Flugwindmesser Fliissigkeits-Staudruckmesser Fahrtschreiber Befestigung am Flugzeug . . . . . . .

Magngtismus Aufbau des Kompasses Rumpf-Kompasse Tragflächen^Kompasse Speziäl-Flieger-Kompaß Kompensier-Qerät Peilscheibe Peilkompaß

57

,,

„ „

1.

2.

3.

4.

5.

K a p i t e l IV. Instrumente zur Beobachtung des Wetters. Wärme Seite 74 a) Quecksilber-Thermometer „ 76 b) Metall-Thermometer . . . . . . . . . „ 78 c) T h e r m o m e t r o g r a p h „ 79 d) T h e r m o g r a p h 81 A t m o s p h ä r i s c h e F e u c h t i g k'eit . . „ 82 a) Aspirations-Psychrometer „ 83 b) P s y c h r o g r a p h 84 c) H y g r o m e t e r 85 d) W e t t e r h ä u s c h e n „ 86 e) H j ' g r o g r a p h „ 86 L u f t et r u c k „ 87 a) Quecksilber-Barometer . . . . . . . „ 90 b) Anreoid-Barometer „ 92 c) B a r o g r a p h „ 93 Windrichtung „ 94 a) Windfahne „ 95 b) W i n d s a c k „ 96 Windstärke 97 a) Winddruckplatte 98 b) Pendel-Anemometer „ 99 c) Schalenkreuz-Anemometer 100 d) Hydrostatische Windmesser „ 100 e) Windschreiber „ 103 f) Theodolit

103 K a p i t e l V.

Instrumente für besondere Zwecke. 1. V e r s t ä n d i g u n g s m i t t e l a) Spiegel b) Sprachleitung •. . c) „Kommando-Uebertrager" 2. A t e m g e r ä t 3. B o r d - U h r e n 4. U n t e r b r i n g u n g der Instrumente i m F ii h r e r s i t z

Seite „ „ „ „

105 105 107 107 107 108 108

K a p i t e l

I.

Betriebsstoffprüfgerät. Der für Flugmotore am häufigsten verwendete Brennstoff ist Benzin. Es wird aus Rohöl-Petroleum oder Mineralöl gewonnen. Und z w a r durch fraktionierte Destillation. Destillation beruht auf der Fähigkeit der Körper, beim Erhitzen Dampfform anzunehmen. Man wendet sie an, wenn ein Körper, der flüchtig ist, von anderen Stoffen, die nur in geringerem Grade flüchtig sind, getrennt werden soll. Unter fraktionierter Destillation versteht man fortgesetzte Destillation des Rückstandes der vorhergehenden Destillation. Folgende Tabelle zeigt die Mittelwerte der aus rohem Erdöl gewonnenen Oele, macht aber keinen Anspruch auf Genauigkeit. a •a M

V. k.

Produkt

von

Rohnaphta. . Benzin . . . . 2. Schwerbenzin 3. Leuchtpetroleum . . . . 4. Gasöl . . . . 5. Maschinenöl. 6. Masut . . . . 1.

Spezifisches Gewicht bis

Siedetemperatur von

bis

Flammenpunkt von

bis

Heizwert Kal/kg

240 35° 10 0 0 0 0,75 0,97 0,65 0,75 + 50° - 1 0 0 , J - 6 0 " + 10° 1 1 0 0 0 0,75 0 , 7 8 unter - 1 5 0 1 unter + 21°

0,83 + 150° - 2 0 0 u - 21» + 70 c 10 5 0 0 0 , 8 9 + 2 1 0 ° - 3 0 0 ° - 75° + 110« 10 0 0 0 -300c -190° + 2 8 0 c 0,90 über 0,95 über + 300°| b 80° + 140« 10 5 0 0 Als Rückstände bei der Destillation: Pech und Asphalt. 0,79 0,83 0,86 0,89

—

10

—

Oft dient auch Benzol als Brennstoff für die Flugmotore. Es w i r d g e w o n n e n bei der Destillation des Steinkohlenteers. Die aus Steinkohlenteer hergestellten Oele sind folgende:

Produkt

Spezifischem Gewicht von

bis

Siedetemperatur von

.

Klammcnpunkt

bis

Heizwert Kal/kg

Autin

0,87

0°

+ 170° unter + 2 0 °

9800

Benzol 50 er .

0,875 0,877

00

+ 170"

— 9,5°

9700

+ 170°

-

9600

„

90 er .

0°

15°

0,88

0,883

1,00

1,01

+ 170° + 27011

1,11

+ 280° + 350° + 660 bis 121" 8900

Teeröle: Treiböl.... Antracenöl. .

1,08

über + 65°

9000

Da leichtes Benzin von 0,64 bis 0,75 spezifischem Gewicht leichter v e r d a m p f t und geringere Rückstände zurückläßt, also ausgiebiger v e r b r e n n t , als s c h w e r e s Benzin von 0,75 bis 0,78 spezifischem Gewicht, bew e r t e t man die ü ü t e des Brennstoffes allgemein nach seinem spezifischen Gewicht. Man hat die Dichte der flüssigen und festen Körper mit der des W a s s e r s verglichen; die Zahl, welche ausdrückt, wieviel mal ein Körper mehr oder w e n i g e r wiegt als ein gleicher Raumteil W a s s e r , heißt d a s spezifische Gewicht oder das Volumengewicht dieses Körpers. W i r fügen hier die Zahlen einiger Körper bei.

11

Körper

Spezifisches Gewicht

Körper

Spezifisches Gewicht

1 cbdm

kjr

1 cbdm

ke

Kork Lindenholz . Nußbaumholz Aether. . . Terpentinöl . Eis . . . Leichtbenzin

0,240 0,439 0,677 I 0,713 0,872 0,916 0 , 6 4 0 bis I 0,750 I

Schwerbenzin Benzol . Wasser . Aluminium Silber . . Blei . . . Qlnd . . Poalti '.

. . . . . .

0,750bis 0,780 0,872

1,000

2,670 10,474 11,4 19,325 21,4

Um das spezifische Gewicht eines Körpers bestimmen zu können, muß man zwei Tatsachen ermitteln, nämlich erstens sein absolutes Gewicht und zweitens das Gewicht eines gleichen Rauminhaltes W a s s e r . Indem alsdann ersteres durch letzteres dividiert wird, erhält man das spezifische Gewicht des Körpers. Eine sehr einfache Vorrichtung zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes der Flüssigkeiten ist das Aräometer. Es besteht aus einer Glasröhre, e t w a von der Gestalt wie Abb. 1 zeigt, deren S c h w e r p u n k t durch im unteren Teil befindliches Quecksilber oder Schrotkörner so tief gelegt ist, daß sie in Flüssigkeiten getaucht, in senkrechter Stellung schwimmt. In Flüssigkeiten von ungleicher Dichte wird sie auch ungleich tief einsinken. Eine in dem v e r e n g t e n Rohre angebrachte Skala, auf der die verschiedenen Senkpunkte markiert sind, macht das Aräometer zum bequemsten Instrument, schnell die Dichten verschiedener Flüssigkeiten miteinander zu vergleichen.

—

12

—

Da ein jeder Körper unter im übrigen gleichen Umständen stets dasselbe spezifische Gewicht besitzt, so ist diese Art von Messungen mit dem Aräo-

A b b . 1.

Benzinprüfer.

meter ein wichtiges Hilfsmittel, die Güte des B r e n n stoffes festzustellen. Es hat daher in der Technik unter dem Namen „Benzinprüfer" ausgedehnte Anw e n d u n g gefunden. (Siehe Abb. 1.)

K a p i t e l II.

Hilfsapparate zur Bedienung und Ueberwachung des Motors. 1. Benzinmesser. Es ist wichtig, während eines Fluges dauernd über die noch vorhandene Menge des mitgeführten Benzinvorrates unterrichtet zu sein. Man bedient sich hierbei entweder des Standglases oder der Benzinuhr. a) S t a n d g 1 a s. (Abb. 2.) Die einzelnen Teile einer Flüssigkeif äußern zwar -gegenseitig eine merkliche Anziehung, doch ist diese so gering, daß sie sich leicht verschieben.und trennen fjäfijg? - v i

\J SMBSF Abb. 2.

Staadglas.

W Wft \ III

\IS

—

14

—

lassen. D a r a u s erklärt sich die große Beweglichkeit der Flüssigkeiten, da jedes ihrer Teilchen der S c h w e r k r a f t Folge leistet. Eine Folge dieser für die Flüssigkeit bestimmten Gleichgewichtsverhältnisse ist es, daß in verschiedenen Gefäßen, die miteinander verbunden sind, die Höhe des Spiegels der darin enthaltenen Flüssigkeiten v o m Boden der Gefäße aus überall dieselbe ist. Hierauf beruht also die Anwendung des S t a n d glases, welches meist zum Messen des Benzins im Fallbenzintank v e r w e n d e t wird. b) B e n z i n u h r .

(Abb. 3.)

Zum Messen des Benzinvorrates i m Hauptbenzintank bedient man sich der Benzinuhr. Die g e b r ä u c h -

Abb. 3.

Schema einer Benzinuhr.

—

lichste Konstruktion sichtlich.

15 —

ist aus folgender Skizze

er-

Ein Schwimmkörper a, der mittels einer Schnur b an der Rolle c befestigt ist, dreht die Rolle je nach dem Stand des Benzins im Behälter. Ein auf der Rolle befestigter Zeiger gibt auf einer Skala den Benzinstand in Litern an. Damit ein Umherpendeln des Schwimmkörpers, also ein falsches Anzeigen vermieden wird, ist in dem Benzinbehälter eine Führung d angebracht, in welcher der Schwimmer, dem jeweiligen Benzinstand folgend, steigt oder fällt. Der Uhrdeckel sowie sämtliche Rohrkniestücke, in denen die Schnur über Rollen läuft, müssen unbedingt luftdicht schließen, da ja sonst der Druck im Benzintank nachläßt und so eine mangelhafte Benzinförderung eintritt.

Abb. 4.

Huttenlocher-Pfeil-Standmesser

—

16

—

c) H u t t e n l o c h e r - „ P f e i l " - S t a n d m e s s e r . (Abb. 4.) Eine charakteristische Eigenheit dieser Benzinuhr ist die schneckenförmig a n g e o r d n e t e Skala. Ein Pfeil, der bei seiner Drehung gleichzeitig noch eine achsiale B e w e g u n g ausführt, so daß sich seine Spitze v o m Nullpunkt bis zum Höchstpunkt genau auf der Spirale des Zifferblattes bewegt, zeigt mit seiner Spitze genau den jeweiligen Behälterinhalt an. d) N o t t a n k - S t a n d m e s s e r .

(Abb. 5.)

Abb. 5 zeigt einen speziell für den Notbenzintank konstruierten Standmesser, welcher ebenfalls von der Firma Huttenlocher hergestellt ist und auch auf dem v o r h e r beschriebenen Prinzip beruht.

Abb. 5.

Nottank-Standmesser.

2. Manometer. (Druckmesser.) Da der Hauptbenzintank meist tiefer liegt als der Motor, muß das Benzin durch Luftdruck nach dem V e r g a s e r gebracht w e r d e n . Die hierzu nötige Luft

—

17

—

wird mittels einer Handpumpe, oder, wenn der Motor schon arbeitet, durch die Motorpumpe in den Hauptbenzinbehälter gepumpt. Der Behälter erhält also einen erhöhten Druck. Um diesen messen und dauernd kontrollieren zu können, bedient man sich des Manometers. Man unterscheidet zwei Arten von Manometer und z w a r Heber-Manometer und Metall-Manometer. a) H e b e r - M a n o m e t e r .

(Abb. 6.)

Das Heber-Manometer besteht a u s einem ungleichschenkligen Rohr, das bis zur Höhe seines kürzeren Schenkels mit Quecksilber gefüllt ist. Wird der letztere mit dem inneren Räume des unter erhöhtem Druck befindlichen Behälters in Verbindung Q,

c

Abb. 6.

Heber*Manometer.

gebracht, so steigt in dem längeren Schenkel das Quecksilber um so höher, je größer die Spannung im Behälter ist. 2

—

18

—

b) M e t a l l - M a n o m e t e r .

(Abb. 7.)

Das Metall-Manometer besteht aus einem sichelförmig gekrümmten Rohr R, das an eindm Ende a geschlossen ist. Tritt durch die Oeffnung b ein Druck ein, so streckt sich das bewegliche Ende a der elastischen Röhre. Eine an diesem Ende befestigte Hebelübertragung bewegt einen Zeiger derart, daß man von einer Skala den herrschenden Druck in ZehntelAtmosphäre ohne weiteres ablesen kann.

Eine andere Ausführung ist ersichtlich aus Abb. 8. Ueber dem Kessel K ist die Membrane Af luftdicht gespannt. Diese Membrane ist an ihrem Mittelpunkte mittels eines Hebelwerkes mit einem Zeiger verbunden. Tritt bei der Oeffnung b ein Druck ein, so wölbt sich die Membrane nach oben, der Zeiger gibt also

—

19

je nach der Größe des Luftdruckes einen Ausschlag auf der Skala an. Der in Abb. 9 veranschaulichte, am Instrumentenbrett des Flugzeuges angebrachte Benzindruckmesser zeigt den über dem Benzin im Behälter herrschenden

Abb. 9. Benzin - Manometer.

Luftdruck an, der 0,2 bis 0,3 Atmosphären soll.

betragen

Nicht nur für den Luftdruck im Benzintank, sondern auch für den auf dem Oel lastenden Luftdruck ist ein Manometer oder Oeldruckmesser, hergestellt von der Firma Schäffer & Budenberg, welcher ebenfalls an dem Instrumentenbrett des Flugzeuges angebracht ist, vorgesehen. (Siehe Abb. 10.)

—

Abb. 10.

2 0

-

Oel - Manometer.

3. Tourenzähler. Um eine genaue Kontrolle über den Gleichgang des Motors während des Fluges zu haben, bedient man sich eines Tachometers ode? Drehzahlmessers, welcher die Anzahl der Umläufe des Motors in einer Minute angibt. Man unterscheidet: a) b) c) d)

nach dem Drehpendelprinzip konstruierte, magnet-elektrische, zwangsläufige und solche mit rotierendem Quecksilber.

a) D r e h z a h l m e s s e r

mit

Drehpendel.

(Abb. 11.) Das Morell-Flugzeug-Tachometer beruht auf dem bewährten Drehpendelprinzip. Nach diesem wird der

—

n

S c h w u n g k r a f t einer sich sehr schnell um eine Achse drehenden S c h w u n g m a s s e durch Federn das Gleichgewicht gehalten und die jeweilige Gleichgewichtslage mechanisch auf das Zeigerwerk übertragen. Seine Durchbildung geschah unter Berücksichtigung aller beim Fliegen in Betracht kommenden Verhältnisse. Die auf der Antriebs-(Pendel-) Welle federnd gelagerten Schwungmassen sind zur Uebertragung

A b b . 11.

Morell - T a c h o m e t e r

Phvlax.

ihrer Bewegung durch mechanische Elemente unter Zwischenschaltung einer durch P a t e n t geschützten Dämpfung mit dem Zeigerwerk verbunden, so daß jeder Stellung der Schwungmassen zur Drehachse des Pendels eine bestimmte Zeigerstellung entspricht. Bei geringem eigenen Kraftverbrauch tritt eine genügend große Kraftentwicklung ein, die eine sofortige genaue Zeigerstellung zur Folge hat. Diese ge-

—

22

-

schieht auch schwingungsfrei, d a die F e d e r d ä m p f u n g die e t w a beim Antrieb auftretenden Stöße und E r schütterungen auf d a s Z e i g e r w e r k nicht überleitet. Infolge der V e r w e n d u n g nur unveränderlicher m e c h a nischer E l e m e n t e sind die Anzeigen vollständig frei von Temperatureinflüssen, w e r d e n auch durch m a g netische Einwirkungen nicht beeinträchtigt. Sämtliche Tourenzähler w e r d e n einer längeren D a u e r p r o b e unterworfen und dann nach g e n a u e n Normalien geeicht. Instrumente ähnlicher B a u a r t sind die in Abb. 12 und 13 gezeigten Tourenzähler von Horn und von Bundschuh.

Abb. 12.

Tourenzähler von Horn.

—

23

—

Abb. 13. Tachometer von Bundschuh.

Der Atmos-Drehzahlmesser (Abb. 14) beruht zwar auch auf dem Drehpendelprinzip, jedoch ist seine Konstruktion eine verbesserte. Die Uebertragung von den Pendelgewichten zum Zeigerwerk geschieht nicht

Abb. 14.

Atmos-Tachometer.

mehr mit einer Nutenscheibe oder Kolbenstange, sondern durch eine Schubstange, die ohne Kugelgelenk an den unteren Armen des Pendelgewichtes befestigt ist.

—

24

Die Zifferblätter besitzen eine Skaleneinteilung von einem Meßbereich von 300 bis 1600 Uml./min. b)

Wirbelstrom-Tachometer.

Diese magnet-elektrischen Drehzahlmesser sind nach dem Prinzip des Wirbelstromes eingerichtet. Ein Instrument solcher Art ist der Deuta-Tourenzähler. (Abb. 15.) Er arbeitet nach den Gesetzen der Drehstrom-Kurzschluß-Motore.

A b b . 15.

Deuta - Tachometer.

Der Aufbau dieses Apparates ist im wesentlichen folgender: Auf einer umlaufenden Achse ist ein ringförmiger p e r m a n e n t e r Stahlmagnet, sowie ein konzentrisch zu diesem angeordneter, aus weichem Eisen bestehender Rückschlußkörper befestigt. Von dem Magneten und seinem Rückschlußkörper ist ein kreisförmiger Luftspalt von ca. 2 mm Breite gebildet, der von einem Magnetfeld durchsetzt wird.

-

in dem der zylindrische

25

-

Teil

einer leichten

Alumi-

niumtrommel frei s c h w i n g t .

Diese Aluminiumtrommel

sitzt auf einer den

tragenden

Zeiger

Spitzen in Saphirsteinen lagern.

Achse,

mit ihrem einen E n d e gleichfalls auf der achse

ist, hält dieses

befestigt

deren

Eine Spiralfeder, die Trommel-

Anzeigesystem,

den.

sogen. Anker, in s e i n e r Nullage. Wird

das

Magnetsystem,

also

der

permanente

M a g n e t mit dem R ü c k s c h l u ß k ö r p e r in Drehung setzt, s o bilden sich im Anker W i r b e l s t r ö m e , das B e s t r e b e n haben, ihn mitzudrehen.

ver-

welche

Dem

wirkt

a b e r die Spiralfeder entgegen, so daß die Verdrehung des A n z e i g e k ö r p e r s proportional der Umlaufzahl Magnetsystems Durch Prinzips

des

ist.

die Anwendung wurde

es

des

möglich,

magnet-elektrischen

ein M e ß i n s t r u m e n t

zu

schaffen, das bei ä u ß e r s t g e r i n g e m G e w i c h t in seinen beanspruchten Konstruktionsteilen sehr stabil durchgebildet

ist.

magnet

bildet dank

D e r hierbei

verwendete

ständig kräftig in sich g e s c h l o s s e n e n so daß praktisch laufen.

sogen.

Ring-

einen

voll-

s e i n e r Gestaltung

Kraftlinienfluß,

nach außen keine Streulinien

ver-

D e r A n z e i g e r a n k e r und der zu ihm k o n z e n -

trische R ü c k s c h l u ß k ö r p e r liegen innerhalb des magneten,

wodurch

nach außen

das

wirksame

streuungslosen

Einflüsse von

Feld

Magneten

außen g e s c h ü t z t

ist.

von

selbst

Ringdem gegen

Atmosphärische

S t ö r u n g e n , wie G e w i t t e r , das Aus- und E i n s c h a l t e n stromführender

L e i t e r o d e r die B e w e g u n g

größerer

E i s e n m a s s e n in der Nähe des Apparates, b e e i n t r ä c h tigen so, w i e die E r f a h r u n g g e z e i g t hat, die Anzeigegenauigkeit in k e i n e r W e i s e .

—

26

-

Gleichzeitig ist das Magnetsystem durch seine Formgebung sowie durch seine thermische und mechanische Vorbehandlung vollständig permanent, so daß sich die Anzeige des Instrumentes im Laufe der Zeit nicht verändern kann. Die Achse des Magnetsystems läuft in Kugellagern und ist der einzige umlaufende Teil des Apparates. Irgendwelche mechanische Verbindungen zwischen Magnetsystem und dem Anzeigekörper bestehen nicht. Es erübrigt sich also jede Wartung und Schmierung des Apparates. Die Anzeige des Deuta-Drehzahlmessers ist demnach dauernd genau und zuverlässig. Gleichzeitig hat die Befestigungsart bezw. die Anordnung des Instrumentes im Flugzeug keinen Einfluß auf sein richtiges Arbeiten. Jeder Apparat kann demnach beliebig, also horizontal, schräg oder vertikal zum Führersitz eingebaut werden. Infolge der äußerst geringen Maße des Anzeigesystems sind die in letzterem bei hartem Aufsetzen des Flugzeuges etwa auftretenden Trägheitskräfte verschwindend klein und haben so keine schädlichen Einwirkungen auf die Ankerlagerung, zumal diese in einer wohlbewährten Weise durchgebildet ist. Die Ankerachse ist beiderseits mit sachgemäß gehärteten und geschliffenen Stahlspitzen versehen, die leicht abgerundet sind und in sorgfältig ausgewählten Saphirsteinen geführt werden. Eine ungenaue Anzeige bei veränderlicher Temperatur würde dadurch entstehen, daß infolge der Zunahme des elektrischen Widerstandes des Anzeige-

-

27

-

körpers bei steigender Temperatur der Ausschlag des Zeigers abnimmt. Um diesen Fehler zu beseitigen, werden die beiden Pole des Magneten durch eine magnetische Brücke verbunden. Diese saugt einen Teil des Kraftfeldes ab und entzieht es der Wirkung auf den Anzeigekörper. Für diese Brücke wird ein Material verwendet, dessen magnetische Leitfähigkeit mit steigender Temperatur abnimmt, so daß mit zunehmender Temperatur ein geringerer Teil des magnetischen Feldes durch die Brücke oder durch den magnetischen Nebenschluß abgesaugt wird, während umgekehrt das den Anzeigekörper durchsetzende jt.

h

—

28

—

Magnetfeld verstärkt wird. Diese einfache Einrichtung genügt, den Temperaturfehler zu beheben. Die Abb. 16 zeigt eine schematische Skizze des Wirbelstrom-Tachometers. Auf der Achse d, welche zwischen den Kugellagern f in dein Qehäuse e geführt wird, sitzt der permanente Magnet a. Konzentrisch zu den beiden Polflächen ist auf der Achse d ein Kern b aus weichem Eisen angeordnet, und zwar so, daß zwischen a und b ein schmaler Ringraum entsteht, indem der aus einer Aluminiumtrommel c gebildete Kurzschlußanker sich drehen kann. Diese dünnwandige Trommel sitzt auf einer feinen Stahlachse g, welche in Saphiersteinen gelagert ist. An dieser Achse ist der Zeiger h befestigt, der über der Skala i spielt. Die durch den umlaufenden Magneten in der Trommel erzeugten Wirbelströme suchen diese im gleichen Sinne z:i drehen. Dem wirkt aber eine feine Spiralfeder k entgegen, die einerseits am Lagerbock / und andererseits an der Achse g betestigt ist. Der Zeigerausschlag ist der Geschwindigkeit proportional, der Zeiger schlägt also so weit aus. bis das Drehmoment der Wirbelströme gleich dem der Feder ist. Bei Stillstand des Magneten stellt die Feder den Zeiger wieder auf Null. c) Z w a n g s l ä u f i g e

Drehzahlmesser.

Die Abb. 17 stellt einen von Bruhn hergestellten zwangsläufigen Drehzahlmesser dar. Das Prinzip dieser Bauart ist kurz folgendes: Vermittels einer von der Antriebswelle selbsttätig

29

—

a u f g e z o g e n e n Uhr w i r d die A n t r i e b s w e l l e in k u r z e n , a b e r e i n a n d e r gleichen Zeitintervallen i m m e r eine S e k u n d e lang mit einem S c h a l t w e r k g e k u p p e l t . D i e s e s S c h a l t w e r k ü b e r t r ä g t die G r ö ß e d e r U m d r e h u n g in dieser S e k u n d e auf einen Zeiger. Während das

A b b . 17.

Drehzahlmesser von Bruhn.

S c h a l t w e r k in seine A n i a n g s s t e l l u n g zurückkehrt, bleibt d e r Zeiger bis z u r n ä c h s t e n M e ß z e i t s t e h e n . E r w i r d j e d o c h k u r z v o r j e d e r M e ß z e i t r e c h t z e i t i g freig e g e b e n , s o daß er bei s i n k e n d e r G e s c h w i n d i g k e i t entsprechend zurückgehen kann. d) D r e h z a h l m e s s e r m i t rotierendem Quecksilber. Der Drehzahlmesser von Lehmbeck nachfolgendem Prinzip:

b e r u h t auf

— 30 — Durch die Umdrehungen der vom Motor kommenden Welle wird ein Quecksilbertropfen in Umdrehung versetzt. Dieser nimmt einen Eisenstift, welcher mittels einer Feder in die Ruhlage zurückgebracht wird, mit. Ein mit dem Eisenstift verbundener Zeiger gibt auf der Skala direkt die Anzahl der Umdrehungen in der Minute an. e) A n t r i e b d e s

Tourenzählers.

Der Antrieb des Umdrehungszählers für Flugmotore besteht aus einer in einem Metallrohr geführten Gliederwelle. (Siehe Abb. 18.) Mittels einer U e b e r w u r f m u t t e r wird der Antrieb an dem Tachometer befestigt, w ä h r e n d das a n d e r e Ende der biegsamen Welle mit einem entsprechend der in Frage

Abb. 18. Biegsame Tachometerrolle.

kommenden Motortype ausgebildeten Motoranschlußstück versehen ist. In der Regel ist die Nockenwelle oder die Pumpenwelle des M o t o r s schon f ü r die Kupplung mit dem T a c h o m e t e r a n t r i e b eingerichtet

—

31

—

und mit einem entsprechenden Schlitz für das Befestigen der biegsamen Welle an der Motorwelle v e r sehen. In manchen Fällen findet der direkte Antrieb, bestehend aus dem geraden Vorgelege, dem starren Schutzrohr mit d£r in ihm geführten biegsamen Welle nebst Anschlußstück mit U e b e r w u r f m u t t e r , Anwendung. Beim Einsetzen des Tourenzählers ist zu beachten, daß das Kupplungsstück des Apparates in das Endglied der biegsamen Welle gut eingreift und die Führung der biegsamen Welle möglichst wenig Krümmungen macht, damit der Meßapparat zwanglos laufen kann.

Besondere Tourenzähler. f)

Vorschalt-Drehzähler.

Der in Abb. 19 gezeigte Morell-Vorschalt-Drehzähler gibt nicht die Umdrehungen in einer Minute an,

Abb. 19. Morell - Prüfstand - Tachometer mit Ablesescheibe.

sondern zählt die Umdrehungen in beliebigen, mit der Uhr zu messenden Zeiträumen. Dieser Apparat findet insbesondere dann Anwendung, wenn es sich um Aus-

32 führungen von Messungen am M o t o r selbst handelt. Mit Hilfe einer Ablesevorrichtung, die aus z w e i ringförmigen

Skalen

besteht, läßt sich die

Bestimmung

d e r Drehzahl ohne jede Umrechnung durch Einstellung eines Zeigers

Auf

der

inneren S k a l a ist die Zeit a b g e t r a g e n , w ä h r e n d

oder

Schiebers

vornehmen.

auf

d e r äußeren die Drehzahl aufgezeichnet ist, die zu der entsprechenden Meßzeit gehört. g) Zur

Drehzahl-Schreiber.

dauernden

den Gang

des

Motors, besonders bei Abnahmefliigen, bedient

Kontrolle

über

man

sich des D r e h z a h l s c h r e i b e r s , siehe Abb. 20.

A b b . 20.

Drehzahl-Schreiber.

Dies ist ein nach dem, auf S e i t e 20 beschriebenen Drehpendelprinzip g e b a u t e r D r e h z a h l m e s s e r , bei dem a b e r die Umdrehungszahl in j e d e m Augenblick durch einen Zeiger,

an

gebracht

auf

ist,

dessen Ende einer

mit

ein S c h r e i b s t i f t einem P a p i e r b l a t t

anbe-

spannten Trommel aufgezeichnet wird, die in einer bestimmten Zeit

vermittels

eines

Uhrwerkes

eine

Umdrehung macht, h) E l e k t r i s c h e F e r n d r e h z a h l m e s s e r . Diese Ferndrehzahlmesser bestehen aus 2 Hauptteilen, dem Gebe-Apparat und dem Anzeige-Apparat. (Siehe Abb. 21 und 22.)

Abb. 21.

Morell-Gebeapparat.

Abb. 22 " Morell-Anzeigeapparat,

3

34

Die im ü e b e - A p p a r a t eingebaute kleine D y n a m o maschine (siehe Abb. 21) wird vermittels einer biegsamen Welle von dem Motor in Umdrehung versetzt. Der hierdurch erzeugte elektrische Strom wird nun zum Führersitz geleitet und läßt den Zeiger des Anzeige-Apparates bis zur jeweiligen Umdrehungszahl ausschlagen. Ganz ähnlich ist auch der von der Firma Horn angefertigte Apparat (siehe Abb. 23 und 24).

A b b . 23.

Abb. 24.

G e b e a p p a r a t von H o r n

Anzeigeapparat von Horn.

i) P r ü f s t a n d f ü r T o u r e n z ä h l e r . All die v o r e r w ä h n t e n Drehzahl-Messer müssen durch Vergleich mit einem Normal-Instrument geeicht werden. Da außerdem allerhand äußere Ein-

.Í5

-

Wirkungen, wie harte Landungen

und

Witterungs-

einflüsse eine Veränderung in den Instrumenten hervorrufen

können, ist es unbedingt

erforderlich,

die

Tourenzähler mindestens alle 3 Monate einer Nacheichung und Prüfung zu unterziehen. Einen sehr praktischen Apparat zur Nachprüfung der Tourenzähler Dieser

Prüfstand

haben

die

Deuta-Werke

besteht

aus

einem

für Gleich- oder W e c h s e l s t r o m ,

erbaut.

Elektro-Motor

den man mit Hilfe

eines Regulierwiderstandes verschieden schnell laufen lassen kann.

Ein mit dem E l e k t r o - M o t o r verbundener

Vorschalt - Drehzähler

und

Normal - Drehzahlmesser

dient zur Prüfung der nachzueichenden

Instrumente.

4. Kühlwasser-Thermometer. Da der M o t o r während seiner Arbeit eine sehr hohe T e m p e r a t u r entwickelt, müssen seine Zylinder gekühlt werden.

Es gibt zwei Arten von Kühlungen:

Luft- und Wasserkühlung. Die Luftkühlung wendet man meist bei den Umlaufmotoren an, während die S t a n d m o t o r e zum größten Teile mit Wasserkühlung ausgerüstet sind. Die W i r k u n g s w e i s e der Kühlanlagen ist folgende: Der Laufmantel des Zylinders ist von einem mantel umschlossen, in den das kalte W a s s e r tritt.

Kühlein-

E s wird durch die Berührung mit den heißen

Zylinderwänden w a r m , wird also spezifisch

leichter

und steigt in der W a s s e r k a m m e r auf, sammelt sich in dem Kühlwassersammelrohr und gelangt von da zum Kühler.

Hier

wird es durch die an den

vorbeistreichende

Luft

abgekühlt

Wasserpumpe wieder den Zylindern

und

Lamellen von

zugeführt.

der

—

36

—

Wird das Kühlwasser heiß, oder fängt es gar an zu kochen, so ist eine sofortige Notlandung unbedingt erforderlich. Meist ist es dann aber schon zu spät, den Motor vor einem ernstlichen Schaden zu bewahren. Die Temperatur des Wassers soll beim Eintritt in die Zylinder am besten 60 bis 65° betragen, darf jedoch nicht 75° übersteigen. Erreicht die Temperatur des Kühlwassers 80° und mehr, so darf der Motor auf keinen Fall in Betrieb gehalten werden. Um nun stets eine zuverlässige Kontrolle über die Kühlwassertemperatur zu haben, versieht man die Kühlanlage mit einem Thermometer. a) Q u e c k s i l b e r - T h e r m o m e t e r. Das in Abb. 25 dargestellte Thermometer von Qebr. Ruhstrat, Qöttingen und Albert Schlegel-

A b b . 25.

Ruhstrat-Thermometer.

M

38

milch, Berlin, ist ein mit einer metallenen Schutzhülse versehenes Quecksilberthermometer, welches direkt in die Kühlvorrichtung eingeschraubt wird. Es enthält zum Ablesen bei Nacht eine besondere B e leuchtungseinrichtung. Außerdem ist eine rot leuchtende Warnerlampe vorgesehen, die selbsttätig eingeschaltet wird, sobald die Quecksilbersäule des Thermometers den 85 ° erreicht. b)

Thermo-elektrische

Thermometer.

Man hatte an mehreren Körpern, insbesondere an dem Thurmalin, einem Minerale, die Beobachtung gemacht, daß sie elektrisch werden, sobald man sie an einem Ende erwärmt. Noch auffallender ist die Erregungsfähigkeit zweier verschiedener, zusammengelöteter Metalle, wenn deren Lötstelle erwärmt wird. Die besten thermo-elektrischen Erreger sind Ketten aus Antimon und Wismut. In Verbindung* solcher mit dem Multiplikator hat man einen Apparat hergestellt, welcher für die allergeringsten Unterschiede der Temperatur auf das höchste empfindlich ist. Abb. 26 stellt ein Schema eines solchen Thermometers dar.

Abb. 27.

Messkörper.

— 39 —

c) Das

von

Fern-Thermometer. der Firma

Hartmann & Braun

her-

gestellte F e r n t h e r m o m e t e r besteht aus 3 Hauptteilen,

Abb. 28.

Anzeige-Apparat

dem Meßkörper (Abb. 27), dem Anzeige-Apparat und einer Batterie. Der von dieser Batterie ausgehende elektrische Strom durchfließt einen in dem Meßkörper befindlichen Platindraht. Der Meßkörper ist in die

411

-

Kühlwasserleitung' e i n g e s c h r a u b t . Der Platindraht s e t z t d e m S t r o m je nach d e r T e m p e r a t u r d e s Kühlw a s s e r s einen v e r s c h i e d e n e n W i d e r s t a n d e n t g e g e n . Die h i e r d u r c h entstehenden Stromschwankungen w e r d e n in d e m A n z e i g e - A p p a r a t (Abb. 28), mittels eines Z e i g e r s auf einer g e e i c h t e n S k a l a a n g e z e i g t . d)

Dampfdruck-Fernthermometer.

Das Atmos-Fernthermometer

besteht aus

einem

M e ß g e f ä ß , einer R o h r l e i t u n g und e i n e m A n z e i g e a p p a rat, d e r auf d e m P r i n z i p d e s M a n o m e t e r s b e r u h t . D a s Meßgerät

ist

mit

einer

bestimmten

Menge

einer

Flüssigkeit gefüllt und wird in die K ü h l w a s s e r l e i t u n g

Abb, 29.

Dampfdruck-Thermometer.

e i n g e s c h r a u b t . Die v e r w e n d e t e Flüssigkeit b e s i t z t die E i g e n s c h a f t , schon bei g e r i n g e r T e m p e r a t u r einen sehr hohen D a m p f d r u c k zu e r z e u g e n , w o d u r c h die Anzeigefehler auf ein Minimum b e s c h r ä n k t sind.

K a p i t e l III.

Hilfsapparate zur Regelung und Ueberwachung des Fluges. 1. Neigungsmesser. Obwohl der Flugzeugführer das Steuern des Flugzeuges nach Gefühl vornehmen soll, gibt es doch mitunter Situationen, in denen er sich nicht allein auf sich selber verlassen kann, z. B. beim Fliegen in dicken, hohen Wolken. Ganz eigenartig ist es, daß einem dabei das Gleichgewichtsgefühl verloren geht. Aus diesem Grunde vermeidet man z w a r so viel als möglich das Fliegen in den Wolken, wird aber mitunter gezwungen, dies doch zu tun. Es sind nun m e h r e r e Apparate konstruiert w o r den, welche die jeweilige Lage des Flugzeuges anzeigen sollen. Man nennt diese Instrumente Neigungsmesser. a)

Rahmen-Neigungsmesser.

Die einfachste F o r m eines solchen ist wohl die in Abb. 30 gezeigte. Dieser Messer besteht aus einer in Quadratform gebogenen Röhre, die zur Hälfte mit einer gefärbten Flüssigkeit gefüllt ist. Das hierbei in Anwendung gebrachte physikalische Gesetz lautet: .Fine Flüssigkeit befindet sich im Gleichgewicht,

42

wenn alle an deren Oberfläche liegende Teilchen gleich weit v o m Mittelpunkt der E r d e entfernt s i n d : ' Wird a l s o beim Q e r a d e a u s f l u g eine Seite des F l u g z e u g e s in eine höhere L a g e g e b r a c h t a l s die andere, s o findet infolge der leichten Verschiebbarkeit der Flüssigkeitsteilchen eine B e w e g u n g dieser Teilchen statt, bis sie alle in die Gleichgewichtslage

Abb. 30.

Rahmen-Neigungsmesser.

zurückgekehrt sind. Die Flüssigkeit steigt also auf der einen, und fällt auf der anderen Seite. Eine G r a d einteilung g e s t a t t e t nun d a s Ablesen d e s Winkelg r a d e s der jeweiligen L a g e d e s F l u g z e u g e s . Zu bemerken ist noch, daß bei einer richtig geflogenen K u r v e die Flüssigkeit infolge der Zentrifugalkraft in der Gleichgewichtslage bleibt. b) N e i g u n g s m e s s e r

nach

Schierstädt.

Der in Abb. 31 dargestellte N e i g u n g s m e s s e r nach S c h i e r s t ä d t beruht auf demselben unter a ) beschriebenen Prinzip.

43 c) N e i g u n g s m e s s e r

nach

Neuber.

Dieser Neigungsmesser ist im Prinzip die Kombination z w e i e r Rahmen-Neigungsmesser, v o n denen der eine die Neigung nach den Seiten, also rechts und links, der andere nach vorn und hinten anzeigt. In nach unten erweiterten Röhren befindet sich e t w a s Quecksilber und darüber eine gefärbte Flüssigkeit, deren Stand die jeweilige Neigung des Flugzeuges anzeigt. Durch diese Vereinigung der beiden Flüssigkeiten wird eine größere Empfindlichkeit des Apparates erzielt. (Siehe Abb. 32.)

i Hänji |

1

Abb. 31.

d)

rechis 1

N e i g u n g s m e s s e r nach S c h i e r s t ä d t .

A b b . 32.

Libellen-Neigungsmesser von Ruhstrat.

Der in Abb. 33 veranschaulichte Neigungsmesser von Gebr. Ruhstrat in Qöttingen beruht auf dem Prinzip der W a s s e r w a g e . Eine vermittels Bajonettverschluß leicht abnehmbare Glühbirne gestattet auch bei Nacht ein gutes Beobachten der Luftblase.

44

Abb. 33.

—

Neigungsmesser v o n R'uhstrat.

e)Atmos-Kurvenflugmesser. Um bei einem Fluge die Lage des Flugzeuges feststellen zu können, bedient man sich eines Kurvenflugmessers. (Abb. 34.) Er besteht aus dem Anzeigeapparat und zwei Saugdüsen mit der zugehörigen Rohrleitung.

A b b . 34.

Atmos-Kurvenflugmesser.

Der Apparat beruht auf dem Prinzip der Druckdifferenzmessung der beiden Flügelenden des Flugzeuges, die durch den Flug einer Kurve bedingt ist. Nehmen wir an, das Flugzeug liegt in einer Linkskurve, so hat das rechte Flügelende dem linken gegenüber eine höhere Geschwindigkeit. Diese Diffe-

45

renz wird vermittels der Saugdüsen, die an beiden Flügelenden angebracht sind, durch eine luftdichte Rohrleitung in zwei, durch eine Membrane getrennte, Kammern des Anzeigeapparates geleitet. Die durch die Druckdifferenz bedingte Bewegung der Membrane wird durch ein Hebelwerk auf einen Zeiger übertragen, welcher beim Uebergang in eine Linkskurve nach links und bei einer Rechtskurve nach rechts ausschlägt. 2. Höhenmeßgiefrät. a) H ö h e n m e s s e r . Abgesehen davon, daß es für den Flieger eine g e w i s s e Beruhigung ist, zu wissen, in welcher Höhe er sich über dem Erdboden befindet, erfordert mitunter ein besonderer Auftrag die Kenntnis der jeweiligen Höhe. Da der Luftdruck mit Zunahme der Höhe immer geringer wird, bedient man sich zur Höhenmessung des Barometers und zwar der Bequemlichkeit halber des Aneroid-Barometers. In einem Gehäuse (siehe Abb. 35) befindet sicheine kreisförmig gebogene Röhre R, die an beiden Enden geschlossen und aus sehr dünnem Messingblech hergestellt ist. Sie ist luftleer gemacht worden und bei A am Gehäuse befestigt. Nimmt der äußere Luftdruck zu, so erfährt die erhabene, also die äußere Fläche der ringförmigen Röhre, da sie eine größere Oberfläche hat als die innere, einen stärkeren Druck, wodurch der Ring e t w a s verengt wird. Anfang und Ende, B und C, nähern sich also einander. Umgekehrt, nimmt der Luftdruck ab, so zeigt die ringförmige Röhre das

46 Bestreben, sich auszudehnen. entfernen sich voneinander.

Die Punkte B und C

Durch diesen Vorgang wird ein mit den'beiden Endpunkten in Verbindung stehendes Hebel- und Zeigerwerk in entsprechende Bewegung gesetzt. Von

einer Skala kann man nun ohne weiteres die jeweilige Höhe ablesen. 1 mm bedeutet hierbei etwa 10 m, denn die Abnahme des Luftdruckes beträgt rund 1 mm für 10 m Höhenunterschied, ist aber abhängig von der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und der Höhe. Die Angaben des Höhenmessers sind niemals genau, sondern nur Annäherungswerte. Zu beachten ist, daß das B a r o m e t e r immer nachhinkt, d. h. es braucht einige Zeit, um richtig einzuspielen. Abb. 36 zeigt einen von Fuess hergestellten Höhenmesser. Die Skala mit am Knopf E drehbarer Einstellung gibt bei dem auf 0° Celsius kompensier-

—

41

-

ten Aneroid-Barometer eine sehr bequeme direkte Ablesung der Höhen. Drei elastische Schnüre, die mit je einem Karabinerhaken versehen sind, dienen zur Aufhängung des Barometers oder Höhenmessers am Flugzeug.

Abb. 36.

Höhenmesser von Fuess.

Abb. 37 stellt einen von der Firma Bohne gebauten Höhenmesser dar, während Abb. 38 einen von der Firma Lufft konstruierten Höhenmesser zeigt.

4S

A b b . 37

Abb. 18.

— b)

4g

—

Höhenschreiber.

Will man die erreichten Höhen registrieren, so benutzt man dazu den Barographen oder Höhenschreiber. Die Lufthülle, die den Erdball umgibt, wird durch die Anziehungskraft der Erde, entgegen der Expansivkraft, auf die Erde gezogen und, da sie zusammendrückbar ist, durch die vom Gewicht der oberen Schichten erzeugten Drucke nach unten immer stärker zusammengepreßt. Die Dichtigkeit und damit das Gewicht der Luft wächst wie der Druck mit dem Hinabsteigen in die tieferen Schichten und nimmt in den höheren Zonen stetig ab. Eine flache, allseitig gut luftdicht verschlossene Dose aus dünnem, sehr elastischem Metall, deren kreisförmige Grund- und Bodenflächen wellenförmig gestaltet sind, wird möglichst luftleer ausgepumpt. Der nun herrschende äußere Luftdruck sucht die Dose zusammenzudrücken. Die Elastizität des Materials der Dose, sowie eine in der Dose eingebaute Feder wirken aber dem Luftdrucke entgegen und sind bestrebt, die anfängliche Gestalt nach Mögliclrkeit wieder herzustellen. Die Bewegungen der Bodenflächen ändern sich demnach mit dem Druck der Luft. Steigt der Luftdruck, so werden die Bodenflächen zusammengedrückt, bis die Elastizitätskräfte der Bodenflächen und der Feder dem Luftdruck das Gleichgewicht halten. Sinkt der Luftdruck, so dehnt sich die Dose solange aus, bis ebenfalls wieder das Gleichgewicht zwischen den Elastizitätskräften und dem herrschenden Luftdruck hergestellt ist. 4

—

Sil

Diese Bewegungen der Dose sind jedoch s o klein, daß sie dem bloßen Auge fast u n w a h r n e h m b a r sind. Sie w e r d e n deshalb durch Z a h n r a d ü b e r t r a g u n g oder ein Hebelwerk vergrößert und auf einen Zeiger übertragen.

r?

Abi). '19. Aus

vorstehender

Skizze

(Abb.

39)

ist

das

Schema einer solchen Uebertragung ersichtlich. Bei Zunahme des Luftdruckes senkt sich der Deckel mit der Zahnstange, und das Zahnrad wird so gedreht, daß der Zeiger sich h e l t . W i r d am Ende dieses Zeig e r s ein Schreibstift angebracht und über eine mit einem Barographenblatt bespannte Trommel, welche von einem U h r w e r k in einer bestimmten Zeit, z. B. in 6 Stunden einmal, herumgedreht wird, geführt, so zeichnet sich der Verlauf der Höhen-, d. h. der Luftd r u c k s c h w a n k u n g e n ,auf das P a p i e r auf. Man nennt die entstandenen Kurven B a r o g r a m m . 1 (Siehe Abb. 40).

—• 52

—

Abb. 41 zeigt die Abbildung eines von der Firma Atmos hergestellten registrierenden Höhenmessers. Er ist durch einen staubsicheren, polierten Holzkasten, an dem 3 elastische Schnüre für dessen Aufhängung arrr Flugzeug dienen, v o r Beschädigungen geschützt und mit einer Trommel, die in 4—12 Stunden eine Umdrehung macht, versehen.

Abb. 41.

Atmos-Höhenschreibrr.

Die Einstellung des Schreibarmes auf den NullTeilstrich geschieht durch eine Stellschraube am Boden des Höhenschreibers. Augenfällig ist die Bosenkonstruktion, welche eine Verzögerung des Instrumentes auf das Geringste herabsetzt. Die eigens für die Bedürfnisse der Luftfahrt hergestellten Barographen von G o e r z (Abb. 42) weisen verschiedentliche Verbesserungen auf. Augenfällig ist die robuste, kräftige Ausführung, insbesondere des Uebertragungsmechanismus, die äußerst bequeme Anordnung der Verbindung zwischen Instrument und Schutzkasten, der Art der Arretierung des U h r w e r k e s und des Schreibarmes. Letztere sichert absolute Dämpfung und verhindert jedes Ausspritzen der Tinte.

5-4

Hervorzuheben ist noch die neue Registrieruhr, ohne jeden

toten Gang,

mit

einer

Papierklemme,

abnehmbarer Trommel

welche

automatisch

die

und Um-

drehungszahl der T r o m m e l in das P a p i e r eindrückt. Die Fuess-E3arographen (Abb. 43) zeigen als besonderes M e r k m a l

die

zwangsfreie B e w e g u n g

schen D o s e und Zeigermechanismus.

Die

zwi-

Kupplung

besteht aus einer an der D o s e a n g e b r a c h t e n polierten Achatplatte, auf w e l c h e r der Zeigerhebel S c h r a u b e n s p i t z e aufsteht.

Al>l). 4'i.

mit

einer

S c h r a u b e und Achatplatte

Fuess-Karograph.

werden von zwei Spiralfedern, welche einerseits am Zeigerhebel, a n d e r e r s e i t s an zwei Häkchen der Dose eingehakt

sind

und

Druck gegeneinander Alle

Teile

des

mit

leichtem,

gleichbleibendem

gepreßt. Instrumentes

Grundplatte aus Aluminium.

sjtzen

auf

einer

Zwei Arieroiddosen mit

Hebel, S c h r e i b a r m und S t ä n d e r sind rechts, die R e gistriertrommel

links auf der Grundplatte

befestigt.

Die T r o m m e l dreht sich in 3 oder 6 Stunden, je nach

V e r w e n d u n g des Instrumentes, einmal um und z w a r um eine festsitzende Achse. Eine auf dieser v o r g e s e h e n e Mutter A sichert die T r o m m e l gegen unbeabsichtigtes Verschieben nach oben. Das U h r w e r k befindet sich im Innern der Trommel und wird mit einem Schlüssel aufgezogen. An der Grundplatte ist rechts ein senkrechtes Brettchen angeschraubt, welches bei eingeschobenem Apparat den Schutzkasten schließt. Ein am Brettchen a n g e s e t z t e r federnder Verschlußriegel faßt über einen kleinen Knopf an der V o r d e r w a n d des Schutzkastens und verhindert hierdurch das Herausfallen des Instrumentes. An der Stelle des Schutzrahmens, hinter welc h e r sich die Trommel befindet, ist ein F e n s t e r angebracht, so daß die Aufzeichnungen auch bei geschlossenem Apparat gesehen w e r d e n können. Zur Anbringung von Zeitmarken w ä h r e n d des Betriebes dient der federnde Knopf C. Mit dem Griff D kann die Schreibfeder von dem Registrierblatt abgehoben oder an dieses angelegt werden. Das Registrierblatt wird lediglich durch einen federnden Metallstreifen auf der Trommel befestigt. Die Aufhängung des Apparates erfolgt bei diesem Instrument ebenfalls durch elastische Schnüre. c) H ö h e n m e s s e r -

Prüfgerät.

Da die nachzuweisenden Instrumentenfehler der Aneroidbarometer zeitlichen Veränderungen unterliegen, müssen die Höhenmesser von Zeit zu Zeit einer P r ü f u n g unterworfen w e r d e n . Insbesondere ist dies nach harten Landungen nötig.

56 Eine solche Prüfung erfolgt durch den Vergleich der

Höhenmesser

mit

Abb. 44.

barometer, frei ist.

das

ja

einem

guten

Quecksilber-

Höhenmesser-Prüfgerät.

von

elastischen

Nachwirkungen

—

57

—

Das Höhenmesser-Prüfgerät

besteht

Rezipienten, einer Luftpumpe, einem und einem

aus

einem

Kontrollapparat

Quecksilberbarometer.

Die zu prüfenden Rezipienten.

Instrumente

kommen

in

den

Mittels der Luftpumpe wird dann

Luft herausgesaugt.

Der. Kontroll-Apparat,

die

welcher

durch einen S c h l a u c h mit dem Rezipienten verbunden ist, g e s t a t t e t , den U n t e r d r u c k zu m e s s e n , und sind

auf

der

Skala

Durch Vergleich

gleich

die

Höhen

dieser M a ß a n g a b e n

mit

zwar

abzulesen. denen

zu prüfenden Instrumente sind letztere leicht

der

auszu-

gleichen.

3. Geschwindigkeitsmesser (Flugwindmesser). a) Zum

Schalenkreuzanemometer. Messen

der

Fluggeschwindigkeit

bedient

man sich meist eines n a c h d e m Prinzip des R o b i n s o n Schalenkreuzes

gebauten

Qeschwindigkeitsmessers.

F ü r den F l i e g e r ist ein s o l c h e r Apparat von g r ö ß t e r Wichtigkeit, da

ein S c h ä t z e n

der

Fluggeschwindig-

keiten, b e s o n d e r s für Anfänger, unmöglich ist. W i r d d e r S t e i g w i n k e l des Flugzeuges, von dessen Größe

ja

die Fluggeschwindigkeit

abhängig ist, zu

groß, so verliert das F l u g z e u g an F a h r t , g e h o r c h t dem S t e u e r nicht m e h r und rutscht schließlich ab.

Aber

auch beim Gleitflug ist e s von W i c h t i g k e i t , die Fluggeschwindigkeit

zu

kennen.

Die

Massenbeschleuni-

gung nimmt mit der G r ö ß e des Gleitwinkels zu, wird a b e r bei zu flachem Gleitwinkel s o gering, daß das Flugzeug d u r c h s a c k t und unter Umständen abrutscht.

Das

Schalenkreuzanemometer,

ebenfalls dessen

Skala direkt die relative Geschwindigkeit der Flugzeuge gegen die umgebende Luft angibt, läßt das Sinken der Fluggeschwindigkeit erkennen, und der Flugzeugführer ist imstande, durch Steuerausschlag oder Aenderung der Motorleistung einer Qefahr vorzubeugen. Abb. 45 stellt einen Flugzeuggeschwindigkeitsmesser von Morell dar. Dieser besteht aus einem um

A b b . 45.

Morell-Fahrtmesser

„Anemo",

59

an ihrem äußeren Ende dünne, hohle Halbkugeln eine vertikale Achse drehbaren Kreuz, dessen 4 Arme tragen. Diese sind so angeordnet, daß die offenen Seiten alle nach einer Richtung zeigen. J e schneller sich das Flugzeug durch dre Luft bewegt, um so s t ä r k e r drückt der Luftstrom auf diu hohlen Flächen der Schalen; das Schalenkreuz wird also mit um so g r ö ß e r e r Geschwindigkeit gedreht, je größer d e r Ueberdruck auf die hohlen Seiten ist. Ein Zählerwerk, das mit der vertikalen Achse verbunden ist, zeigt die in einer bestimmten Zeit durchflogene S t r e c k e in Kilometern an. b)

Staurohr-Flugwindmesser.

Diese Art Oeschwindigkeitsmesser besteht aus 2 Teilen, dem S t a u r o h r und dem Anzeigeapparat. An dem Staurohr (Abb. 46) befindet sich vorn eine Oeff-

nung und an der .Seite ein Schlitz. Je schneller sich das Flugzeug durch die Luft bewegt, um so größer ist der Ueberdruck, welcher an der Oeffnung entsteht, während an dem -seitlichen Schlitz gewöhnlicher Druck herrscht.

—

Vom S t a u r o h r ,

das

6 0

—

etwa

30 cm

oberhalb

der

oberen T r a g f l ä c h e und mit seiner Achse parallel zur Flugzeugachse

angebracht

werden

muß,

führt

doppelte Schlauchleitung zum Anzeigeapparat,

Aljb

47.

Anzeige-Apparat.

den. die Druckdifferenz g e n i e ß e n 47.)

Vermittels

eines

eine durch

Zeigers

wird. ( S i e h e

ist

es

Abb.

möglich,

einer S k a l a , w e l c h e die Zahl der Kilometer

von

in der

Stunde angibt, die relative Geschwindigkeit abzulesen. c)

Flüssigkeits-Staudruckmesser.

Eine gleichfalls

oft a n g e w e n d e t e

schwindigkeitsmessern

sind

Art

von

Ge-

die

Flüssigkeits-Stau-

d r u c k m e s s e r oder hydrostatischen

Geschwindigkeits-

messer. Das

Prinzip

dieses

Geschwindigkeitsmessers

macht uns folgender V e r s u c h k l a r : U-förmig

gebogene Glasröhre,

deren

Man

füllt

Enden

eine recht-

winklig abgebogen sind, mit einem Teil W a s s e r (Abb.

—

61

48). Nun stellt man sie derart in einen Luftstrom, daß die abgebogenen Enden parallel der Strömungsrichtung liegen. Jetzt b e m e r k t man in dem dem Lufts t r o m zugekehrten Schenkel der U-Röhre ein Sinken der Flüssigkeitssäule, im andern Schenkel hingegen ein entsprechendes Ansteigen.

Die Größe des Abstandes der beiden "Wasserspiegel, welche abhängig von der Windgeschwindigkeit ist, nennt man, in Millimeter ausgedrückt, den dynamischen Druck oder auch den GeschwindigkeitSdruck. Ein nach diesem Prinzip gebauter Flüssigkeitss t a u d r u c k m e s s e r besteht aus dem Anzeigeapparat mit einem besonderen Staurohr. d) F a h r t s c h r e i b e r . Der Fahrtschreiber von Atmos gestattet eine genaue Kontrolle über die Geschwindigkeit des Flugzeuges in bezug auf die der Luft. Er besteht aus einer Saugdüse, einem Anzeige-Registrier-Apparat und einer diese beiden verbindenden luftdichten Rohrleitung.

—

62

—

In der S a u g d ü s e entsteht eine S a u g w i r k u n g , die durch eine Röhrleitung auf das M e ß i n s t r u m e n t übertragen wird und dort eine M e m b r a n e b e w e g t . Diese

Abb. 40.

Atmo^-FahrUchi eiber.

B e w e g u n g wird durch ein H e b e l w e r k auf einen S c h r e i b a r m ü b e r t r a g e n und auf einer um eine T r o m mel gelegten P a p i e r s k a l a aufgezeichnet. e) B e f e s t i g u n g a m F l u g z e u g . Die Befestigung der Geschwindigkeitsmesser muß a m Flugzeug d e r a r t erfolgen, daß s o w o h l der von dem Propeller e r z e u g t e Wind, als auch der durch die Teile des Flugzeuges e t w a entstehende S t a u w i n d nicht auf das S c h a l e n k r e u z einwirkt und so Meßfehler erzeugen kann. Anderseits ist darauf zu achten, daß der G e s c h w i n d i g k e i t s m e s s e r so freistehend angebracht wird, daß der durch den Flug e n t s t e h e n d e Lufts t r o m , d. h. die Fluggeschwindigkeit a n g e z e i g t wird. E r w i r d a m vorteilhaftesten an einer S t r e b e seitlich des R u m p f e s a n g e b r a c h t . Dasselbe ist natürlich auch beim Anbringen der S t a u r o h r e am Flugzeug zu berücksichtigen.

4. Kompaß. a)

Magnetismus.

Ein ziemlich w e i t v e r b r e i t e t e s E i s e n e r z besitzt die besondere E i g e n s c h a f t , kleine Eisenteilchen anz u z i e h e n , so d a ß sie a n einzelnen Stellen s e i n e r O b e r f l ä c h e h ä n g e n bleiben. S c h o n im A l t e r t u m e w a r d i e s e Beobachtung bekannt. Den Namen dieser Erschein u n g leitete m a n v o n d e r S t a d t M a g n e s i a ab, w o Jene B e o b a c h t u n g z u e r s t g e m a c h t w o r d e n sein soll. Jenes Mineral nennt man Magneteisenstein oder a u c h k u r z M a g n e t s t e i n . D i e s e s M i n e r a l w i r d in S c h w e d e n so häufig g e f u n d e n , d a ß es zur E i s e n gewinnung benutzt wird. Die m a g n e t i s c h e E i g e n s c h a f t d e s natürlichen M a g n e t s t e i n e s k a n n leicht ü b e r t r a g e n w e r d e n , indem man ein S t ü c k Eisen o d e r S t a h l mit d e m Stein in einer g e wissen Weise bestreicht. Dieser magnetisch gew o r d e n e Stahl ist nun ein k ü n s t l i c h e r M a g n e t , d e m m a n beliebige F o r m e n g e b e n k a n n . W i r d ein d ü n n e r , an b e i d e n E n d e n z u g e s p i t z t e r Mlagnetstab, eine s o g e n a n n t e M a g n e t n a d e l , so a u f gestellt, d a ß sie um ihre s e n k r e c h t e A c h s e d r e h b a r ist (siehe Abb. 50), so n i m m t sie n a c h m e h r e r e n s e i t lichen S c h w i n g u n g e n endlich eine b e s t i m m t e L a g e ein, in die sie s t e t s w i e d e r z u r ü c k k e h r t , so o f t m a n sie a u c h a u s d e r s e l b e n b r i n g e n m a g . Die hierbei z u t a g e t r e t e n d e K r a f t heißt R i c h t k r a f t und h ä n g t v o n d e r S t ä r k e d e s M a g n e t e n ab. Ein B ü n d e l m e h r e r e r M a g n e t e ist w i r k u n g s v o l l e r als ein e i n z e l n e r g l e i c h r o ß e r Magnet.

—

64

—

Nähert man dem Nordpol der Magnetnadel den Nordpol eines anderen Magneten, so flieht die Spitze der beweglichen Nadel. Nähert man aber ihrem Nordpol den Südpol eines anderen Magneten, so kommt sie diesem entgegen, bis die beiden Pole sich berühren und aneinander hängen. Hieraus ergibt sich das magnetische G e s e t z : „Gleichnamige Pole der Magnete stoßen sich ab, ungleichnamige dagegen ziehen sich an."

Abb. 50.

Magnetnadel.

Die Lage der Magnetnadel ist in der W e i s e bestimmt, daß die eine Spitze der Nadel immer nacli Nord hinweist und daher Nordpol genannt wird, während das entgegengesetzte, nach Süd gerichtete Ende Südpol heißt.

r>7

jeder Lage des Flugzeuges horizontal hängt, ruht er meist1 in einem Kardangelenk. Der störende Einfluß der im Flugzeug vorhandenen Eisenmassen wird durch besondere Magnete,

A b b . 52.

Rumpf-Kompass.

welche bei den Pfadfinder- und Bamberg und M. Sandtner Rumpfkompassen verschiebbar auf einer mit dem Apparat verbundenen Stange sitzen, kompensiert.

—

66

—

In dessen nach oben gerichteter Höhlung ist die Pinne E, welche aus Stahl oder auch aus Iridium besteht, gelagert. Der hohle Schwimmkörper S mit dem Rosenblatt R hat einen gewellten,Boden T, auf dem die Richtmagnete M angebracht sind. Zum Nachfüllen von Alkohol ist an der Seite ein Füllstutzen U vorgesehen. Man wendet Alkohol an, da dieser einen höheren Gefrierpunkt hat als Wasser. Nach längerem Gebrauch des Kompasses bildet sich in dem Gehäuse häufig eine Luftblase, welche unbedingt durch Nachfüllen "von Alkohol beseitigt werden muß." Es gibt jedoch auch Konstruktionen, bei denen eine sogenannte Luftfalle angebracht ist, in welche man durch Neigen des Kompasses die eingedrungene Luft bringt, wodurch sich das Nachfüllen von Alkohol erübrigt, wenigstens für kürzere Zeit. Der doppelte Boden B aus gewelltem, elastischen Blech, welcher den Kessel unten abschließt, trägt der Ausdehnung der Flüssigkeit Rechnung. Die Ansätze L dienen zum Aufhängen des Kompasses. Die als Verschluß nach oben hin dienende Glasplatte F mit dem Dichtungsring H trägt in der Mitte, ebenfalls gut abgedichtet, den Zeiger Z. c)

Rumpfkompasse.

Man versteht darunter solche Kompasse, die zum Einbau in den Flugzeugrumpf eingerichtet sind. Abb. 52 stellt einen solchen dar. Die Befestigung des Kompasses im Flugzeugrumpf geschieht mittels einer Konsole in der Nähe des Führersitzes. Damit der Kessel des Kompasse^ in

r>7

jeder Lage des Flugzeuges horizontal hängt, ruht er meist1 in einem Kardangelenk. Der störende Einfluß der im Flugzeug vorhandenen Eisenmassen wird durch besondere Magnete,

A b b . 52.

Rumpf-Kompass.

welche bei den Pfadfinder- und Bamberg und M. Sandtner Rumpfkompassen verschiebbar auf einer mit dem Apparat verbundenen Stange sitzen, kompensiert.

68 d) T r a g f l ä c h e n -

Kompasse.

Man versteht darunter einen für den Einbau in die T r a g f l ä c h e eingerichteten Kompaß. Diese sind teils mit kardanischen Aufhängungen versehen, w i e Abb. 54, teils w e r d e n sie starr eingebaut, w i e Abb.'53. Zumeist erfolgt der Einbau in die untere T r a g fläche, mitunter a b e r auch in die o b e r e . Zu beachten ist stets, daß die R o s e des K o m p a s s e s v o m Führer und B e o b a c h t e r gleich gut g e s e h e n werden muß. An

Abb. 53.

Bamberg - Tragflächen - Kompass.

der inneren K c s s e l w a n d der K o m p a s s e befindet sich eine M a r k e (Kiellinie), die genau mit der Richtung der L ä n g s a c h s e d e s F l u g z e u g e s übereinstimmen muß. Etw a i g e Aufstellungsfehler w e r d e n durch kleine M a g netstäbe, welche auf einem auf der T r a g f l ä c h e angebrachten Brett befestigt sind, beim Kompensieren beseitigt.

Abb. 54a

Saodtner - Tragflächen - Kompass.

70

e) S p e z i a l - F l i e g e r - K o m p a ß . Der in Abb. 55 dargestellte Spezial - FliegerKompaß von Ludolph nach Holtz-Neuber hat den

Abb. 55.

Spezial-Flieger-Kompass.

nicht zu unterschätzenden Vorteil, daß er von oben und von der Seite, im Sitzen und Stehen, bequem beobachtet werden kann. E r wird in einer Richtung balancierend aufgehängt. f) K o m p e n s i e r - G e r ä t . Unter Kompensieren versteht man die Beseitigung des störenden Einflusses der Eisenmassen des Flugzeuges auf den Kompaß, und zwar geschieht dies durch Anbringung von „Korrektionsmagneten". Diese werden, wie in Abschnitt c erläutert, entweder verschiebbar an einer unter dem Kompaß befestigten Stange, oder, wie bei den Tragflächenkompassen, auf einem auf dem Tragdeck befestigten B r e t t e so angebracht, daß sie die Rose des Kompasses in die richtige Lage drehen.

7!

g)

Peilscheibe.

Zur Feststellung der übriggebliebenen Devitation ist es erforderlich, das Flugzeug nacheinander in verschiedene Richtungen zum Meridian zu bringen. Hier-

Abb. 56.

Peilscheibe.

bei ist zu beachten, daß das Flugzeug auf einen eisenfreien Platz, auf welchem die Kraftlinien des Erdmagnetismusses ungestört in ihrer natürlichen Rieh-

72

tung v e r l a u f e n , aufgestellt w i r d . S ä m t l i c h e Eisenteile, wie W e r k z e u g e , W a f f e n etc., die nicht w ä h r e n d d e s F l u g e s m i t g e f ü h r t w e r d e n , sind a u s d e m F l u g z e u g zu e n t f e r n e n . Alles a n d e r e ist an d e m P l a t z zu halten, w e l c h e n es w ä h r e n d des F l u g e s einnimmt. Um den U n t e r s c h i e d z w e i e r R i c h t u n g e n festzustellen, bedient m a n sich d e r Peilscheibe. (Siehe Abb. 56.) Sie b e s t e h t a u s einer a m R a n d e in 360 O r a d e geteilten S c h e i b e , w e l c h e auf ein S t a t i v g e s t e c k t und mittels einer, in d e r Mitte a n g e b r a c h t e n Dosenlibelle w a g e r e c h t eingestellt w i r d . Auf d e r S c h e i b e ist d r e h b a r ein „ D i o p t e r " a n g e o r d n e t , mit d e s s e n Hilfe der W i n k e l der beiden Richtungen angegeben wird.

Abb. 57.

Peil-Kompass.

73 h) Es

ist

oberem

dies

—

Peil-KompaB. ein

Kesselrand

Flugzeugkompaß, eine

auf

dessen

Diopter-Vorrichtung

und

Gradeeinteilung d r e h b a r a n g e b r a c h t ist. D i e s e r K o m paß

gestattet

Himmelsrichtung

unmittelbar irgendeines

die

Feststellung

der

in dem

man

Punktes,

den P u n k t anpeilt und die Richtung von der R o s e a b liest.

(Abb. 57.) Freilich ist dieser Apparat zum gewöhnlichen G e -

brauch e t w a s unbequem.

Kapitel

IV.

Instrumente zur Beobachtung des Wetters. Das Wetter ist abhängig von der Wärme, dem Luftdruck und der atmosphärischen Feuchtigkeit. Infolgedessen sollen hier die Instrumente erklärt w e r den, welche uns mit annähernder Genauigkeit die Maßzahlen dieser Begriffe liefern.

1. Wärme. Fassen wir einen Körper an, so erscheint er uns als kalt, w a r m oder heiß. Diesen Zustand nennen wir Wiärmezustand oder

Temperatur.

Die Grundursache der W ä r m e ist auf die Schwingungen der kleinsten Teilchen (Moleküle) zurückzuführen. Entweder sind es die Moleküle der Körper selbst, welche bei den Wärmeerscheinungen in Schwingungen geraten, oder es sind die Aetherhüllen, von denen umgeben man sich ein jedes Körperteilchen zu denken hat. Man hat auf verschiedenen Wegen das Verhältnis zwischen einer gewissen Wärmemenge und der ihr entsprechenden Arbeit, oder das mechanische Aequivalent der W ä r m e zu bestimmen versucht und hat gefunden, daß dieses einer Wärmeeinheit von 424

-

75

Kilogrammetern entspricht. Demzufolge kann mit der Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem kg Wasser auf 1° zu erhöhen, ein Gewicht von 424 kg in einer Sekunde einen Meter hoch gehoben werden. Und umgekehrt, durch die Kraft, welche die gleiche Arbeit bewirkt, wird soviel Wärme erzeugt, als 1 kg W a s s e r zur Erhöhung seiner Temperatur um 1 Grad gebraucht. Diese Wärmeeinheit W E nennt man eine Kalorie. Eine durch die Wärme verursachte Erscheinung ist die Ausdehnung der Körper. Beispiele solcher Ausdehnungen kann man oft beobachten, z. B. das Zerspringen eines auf einen warmen Ofen gestellten Glases. Die unteren Teilchen des Glases werden früher erwärmt und ausgedehnt als die oberen,"die noch in ihrer vorherigen Lage verharren. Es entsteht dadurch im Innern des Glases eine Spannung, die gewöhnlich das Zerspringen des Glases veranlaßt. Telegrafen- und Telefondrähte hängen im Sommer schlapp in einem Bogen herunter, im Winter oder bei Frost dagegen sind sie straff gespannt. Aber auch Gase dehnen sich mit gesteigerter Temperatur aus. Bringt man z. B. eine zusammengedrückte Blase, die noch ein wenig Luft enthält und deren Oeffnung fest zugebunden ist, an einen höher erwärmten Ort, so nimmt sie durch die Ausdehnung der in ihr enthaltenen Luft eine volle Form an. Die Ausdehnung der Körper durch die Wärme gibt ein sehr wertvolles Mittel ab, um die Wirkung und Steigerung der Wärme zu messen.

76

Das zur Ermittlung d e r W ä r m e g r a d e b e s t i m m t e Instrument heißt T h e r m o m e t e r . a)

Quecksilber-Thermometer.

Es wird hergestellt aus einer an allen Stellen gleichweiten Kapillarglasröhre, an deren einem Ende eine kleine Glaskugel angeblasen und mit reinem Quecksilber angefüllt wird. Indem man nun das

A b b . 58.

Quecksilber-Thermometer.

Quecksilber e r w ä r m t , dehnt es sich aus und füllt .den ganzen Raum der e t w a 15 bis 25 cm langen Röhre. Sobald es im Begriff ist, oben auszutreten, schmilzt man die Röhre zu, welche nunmehr keine Luft, sondern nur Quecksilber enthält. Dieses zieht sich dann beim Erkalten wieder auf einen kleinen R a u m zusammen.

77

Taucht man diese Röhre in schmelzendes Eis, so wird das Ende der Quecksilbersäule eine bestimmte Stelle einnehmen, die man, da sie mit Null bezeichnet wird, Nullpunkt, Gefrier- o d e r Eispunkt nennt. Man bringt hierauf das T h e r m o m e t e r einige Zeit in siedendes W a s s e r und bezeichnet ebenfalls den Punkt, bis zu welchem das Quecksilber aufgestiegen ist. Dieser P u n k t heißt Siedepunkt. So oft man nun das T h e r m o m e t e r in schmelzendes Eis oder in siedendes W a s s e r bringt, wird die Quecksilbersäule immer wieder den bezeichneten Stand einnehmen. Es geht hieraus hervor, daß ein Körper bei ein und derselben Temperatur stets denselben Raum einnimmt und dieser Raum um so w e niger beträgt, je kälter der Körper ist. W i r schließen aus dem Stand der Quecksilbersäule, den sie z. Zt. einnimmt, auf die T e m p e r a t u r der Umgebung und nennen diese hoch, w e n n s i e dem Siedepunkt nahe, niedrig, wenn sie sich dem Gefrierpunkt nähert. Um diese Bezeichnung näher zu kennzeichnen, wird die Entfernung zwischen dem Gefrierpunkt und dem Siedepunkt in eine Anzahl gleicher Teile geteilt, die man Grade nennt. Die oberhalb des Gefrierpunkts gelegenen Grade ( W ä r m e g r a d e ) bezeichnet man mit 4- (Plus), die unterhalb desselben gelegenen (Kältegrade) mit — (Minus). Die Einteilung des T h e r m o m e t e r s geschieht nach Reaumur, Celsius oder Fahrenheit. Folgende Tabelle wird am deutlichsten eine Vergleichung dieser v e r schiedenen Einteilungen geben.

—

78

-

Celsius

Reaumur

Fahrenheit

— 20° — 10 0 + 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

- 16° - 8 0

— 4» + 14 32 50 68 86 104 122 140 158 176 194 212

+

8

16 24 32 40 48 56 64 72 80

|

Wie man sieht, sind je 5° des hundertteiligen Thermometers nach Celsius gleich 4° des achtzigteiligen nach Reaumur. Um Irrtümer zu vermeiden, wird bei Angabe der Temperatur gewöhnlich das Thermometer, mit welchem die Messung vorgenommen wurde, näher bezeichne^. Z. B. + 20° C = 20 Wärmegrade nach Celsius, oder 10° R = 10 Kälte grade nach Reaumur. b)

Metall-Thermometer.

Man hat jedoch auch die Ausdehnung fester Körper benutzt, um Thermometer herzustellen. In Abb. 59 ist das Schema eines solchen dargestellt. Der wesentliche Teil dieses Instrumentes besteht aus einem Kupferstreifen, der auf einem Stahlstreifen aufgenietet ist. Dieser doppelte Metallstreifen A ist bei b befestigt. Wenn, wie hier der Fall, Kupfer den inneren Teil des Streifens bildet, so wird dieser bei zunehmender Temperatur sich etwas strecken, sein

79

freies Ende c wird sich nach außen bewegen, und gleichzeitig den mit ihm durch den Haken d verbundenen Hebel e nach links ziehen. Der an dem Hebel befindliche Zahnkranz bewirkt mittels eines Zahnrades die Drehung eines Zeigers, welcher die

Abb. 59.

Schema eines Metall thermometers.

Temperatur auf eine Skala angibt. Die Spiralfeder f, welche auf der Achse des Zahnrades sitzt, bewirkt bei sinkender Temperatur eine Drehung in entgegengesetzter Richtung. Die Skala dieses Metallthermometers wird nach einem Normal-Quecksilber-Thermometer geeicht. c) T h e r m o m e t r o g r a p h . Um den höchsten und niedersten Stand des Thermometers innerhalb einer bestimmten Zeit, z. B. während eines Tages, genau zu erfahren, bedient man sich des sogenannten Thermometrographen. Er besteht, wie Abb. 60 zeigt, aus zwei wagrecht liegenden Thermometern,

80

Das obere ist ein Quecksilberthermometer, in dessen Röhre ein kleines Stahlstäbchen a eingeschlossen ist. Steigt das Thermometer, so schiebt die Quecksilbersäule dieses Stäbchen vor sich her und läßt es liegen, wenn beim Fallen der Temperatur das Quecksilber sich wieder zurückzieht. Dieses Thermometer zeigt also die höchste Temperatur oder das Maximum an. Das untere Thermometer, mit gebogener Röhre, enthält an Stelle des Quecksilbers Weingeist. Auch in seiner Röhre ist ein Körper eingeschlossen und zwar ein leichtes Glasstäbchen b, mit verdickten Enden. Zieht sich beim Sinken der Temperatur der Weingeist zusammen, so nimmt er infolge der Adhäsion das Qlasstäbchen mit. Tritt später wieder eine höhere Temperatur ein, so geht der Weingeist über das Qlasstäbchen hinweg, ohne es zu verrücken. Es zeigt also die niederste Temperatur oder das Minimum an.

,a

Vor Gebrauch neige man die Vorrichtung etwas nach links und bringe durch leichtes Klopfen die beiden Stäbchen an die Spitze der Flüssigkeitssäulen.

—

81

—

d) T h e r m o g r a p h . Um den Gang der T e m p e r a t u r s c h w a n k u n g e n fortlaufend aufschreiben zu können, bedient man sich des Thermographen.

A b b . 61.

Thermograph.

Der wesentliche Teil eines solchen Apparates ist ein nicht völlig geschlossener Ring, der aus zwei v e r schiedenen aufeinander genieteten Metallstreifen besteht, deren Wärmeausdehnungkoeffizient verschieden ist, o d e r aus einer leicht gekrümmten, mit Alkohol gefüllten Metallröhre, wie Abb. 61 zeigt. 6

—

82

—

Mit Eintreten der Temperaturänderung ändert sich auch die Form der Metallröhre resp. des Metallringes und diese Qestaltsänderung wird durch ein Hebelwerk auf einen Zeiger übertragen. Bringt man am Ende dieses Zeigers einen Schreibstift an und läßt den Stand der Temperatur auf einer, mit einem Registrierblatt bespannten Trommel, die durch ein Uhrwerk gleichmäßig gedreht wird, aufschreiben, so erhält man eine Kurve (Thermogramm), die den Verlauf der Temperatur in einer bestimmten verflossenen Zeit angibt.

2. Atmosphärische Feuchtigkeit. Die Luft enthält zu jeder Zeit Wasserdampf. Wir nennen sie eine mit Wasserdampf gesättigte, wenn sie wirklich soviel Wasserdampf enthält, als ihrer' Temperatur entspricht. Feucht ist die Luft, wenn sie sich jenem Zustande nähert, trocken dagegen, sobald sie bei weitem weniger Wasser enthält, als dies hinsichtlich ihrer eigenen Temperatur der Fall sein könnte. Daher lälit es sich erklären, daß heiße Sommerluft, die wir für sehr trocken halten, im gleichen Räume mehr Wasser enthalten mag, als die feucht erscheinende Luft in kalter Jahreszeit. Die Aufnahme des Wasserdampfes durch die Luft ist eine begrenzte und abhängig von der jeweilig herrschenden Temperatur. Der Wasserdampfgehalt der Luft wird zumeist auf zweierlei Art ausgedrückt: 1. a b s o l u t e F e u c h t i g k e i t , welche angegeben wird durch das Gewicht des Wasserdampfes in Gramm pro Kubikmeter;

—

83

2. r e l a t i v e F e u c h t i das Verhältnis der in Dampfmenge zu der Temperatur überhaupt gestellt wird.

— g k e i t , welche durch der Luft vorhandenen bei der herrschenden möglichen Menge dar-

Zur Messung des • Feuchtigkeitsgehaltes der Luft bedient man sich meistens des Psychrometers. a) A s p i r a t i o n s - P s y c h r o m e t e r .

(Abb. 62.)

(Aspiration = Ansaugung, P s y c h r o m e t e r Verdunstungsmesser.)

=

Dieses Instrument besteht aus 2 Thermometern, einem gewöhnlichen trockenen und einem sogenannten feuchten, dessen Quecksilbergefäß mit einem Musselinläppchen überzogen ist, welches angefeuchtet wird. Ist die Luft, welche das Instrument umgibt, mit Wasserdampf vollkommen gesättigt, so werden beide Thermometer gleich hoch stehen. Enthält die Luft jedoch weniger Wasserdampf, so wird auf der befeuchteten Kugel eine Verdunstung stattfinden. Hierdurch erleidet das Quecksilber eine Abkühlung, die um so stärker ist, je trockener die Luft, also je stärker die Verdunstung vor sich geht, da ja die 'Verdunstung W ä r m e aufbraucht. Die Quecksilbersäule des feuchten Thermometers wird in diesem Falle also tiefer stehen als die des trockenen Thermometers. Nach diesem Unterschied kann man aus Tabellen die relative Feuchtigkeit entnehmen.

—

Abb. 62.

84 —

Aspirations-Psychrometer.

b) P s y c h o g r a p h . Dieser Apparat gestattet die Aufzeichnung des Verlaufs der Luftfeuchtigkeit während einer bestimmten Zeit. Zwei vereinigte Metallthermometer registrieren ihre Aufzeichnungen auf einem Diagramm. Das eine Thermometerrohr ist mit Stoff bekleidet und wird mittels einer mit Wasser gefüllten Vorrichtung stets

—

85

-

feucht gehalten, während das andere ein Thermometer ist.

trockenes

Aus dem Unterschied der beiden Kurven ist die relative Feuchtigkeit der Luft zu ersehen. *

Die Feuchtigkeit beeinflußt verschiedene Körper, indem sie deren F o r m verändert. E s sind dies vor allem die porösen Körper und zwar vorzugsweise die aus Haarröhrchen bestehenden, wie Pflanzenteile, Haare, Wolle, Seiden etc. Am Aufquellen des Holzes, an der Verstimmung der Saiteninstrumente und an manch anderen Erscheinungen kann man dies beobachten. Man benutzt diesen Umstand dazu, Vorrichtungen zu bauen, welche den Zweck haben, den Feuchtigkeitszustand der Luft zu bestimmen. E s sind dies die Hygrometer. c)

Hygrometer.

Ein solches ist das Haar-Hygrometer, bei welchem durch die mehr oder minder starke Ausdehnung eines entfetteten Menschenhaares ein Zeiger in B e wegung gesetzt wird, der den Feuchtigkeitszustand der Luft auf einer Skala mit Grad- und P r o z e n t einteilung angibt. (Siehe Abb. 63.) Das Haar der Sättigung hygroskopisch mensionen zu

hat die Eigenschaft, je nach' dem Grad der Luft, mehr oder weniger W a s s e r aufzunehmen und dadurch seine Diändern.

Das Hiygrometer gibt Maßzahlen der relativen Feuchtigkeit an.

—

d)

86

—

Wetterhäuschen.

In dem allgemein bekannten Wetterhäuschen wird an Stelle der Haare eine gedrehte Darmseite benutzt, die sich je nach dem Feuchtigkeitszustand der Luft ab- oder aufdreht. e)

Hygrograph.

Um den Feuchtigkeitszustand der Luft dauernd feststellen zu können, bedient man sich eines Hygro-

—

87

—

graphen. Dieser Apparat ähnelt im Prinzip dem Hygrometer. An Stelle des Zeigers ist jedoch ein Schreibarm mit Feder angebracht. Diese Feder wird über eine mit einem Registrierblatt bespannte Trommel, welche sich mittels eines Uhrwerkes in einer be-

Abb. 64.

Hygrograph

stimmten Zeit, z. B. in einer Woche, einmal umdreht, geführt. Abb. 64 zeigt einen Haar-Hygrographen von der Firma R. Fueß, bei welchem durch einen doppelarmigen Hebel 2 Haarseilchen einheitlich auf den Schreibarm wirken. 3. Luftdruck. Die Erde ist von der Luft gleichsam wie von einer Hülle umgeben, welche man Atmosphäre nennt. Sie wird durch die Anziehungskraft der Erde an der Erdoberfläche festgehalten. Eine Folge dieser Anziehung ist es, daß die Luft

—

88

—

auf jede Unterlage einen Druck ausübt. Klar ist dies aus folgender Versuchsanordnung ersichtlich: In der U-förmig gebogenen Glasröhre A befindet sich Quecksilber,'das in beiden Schenkeln gleich hoch steht. Ein Beweis, daß sich beide Quecksilbersäulen das Gleichgewicht halten.

1

I

\

1

\\

A.

Ji

Abb. 65.

Nachweis des Luftdruckrs.

Die Oeffnung a wird jetzt mit einem Kork geschlossen und die Hälfte des Quecksilbers aus der Röhre entfernt. Auffallenderweise stellt sich das Quecksilber jetzt in beiden Schenkeln nicht gleich hoch, wie aus Abb. 65 B ersichtlich, sondern wird durch die auf den offenen Schenkel drückende Luftsäule in ihrer Lage gehalten. Entfernt man nun den Kork, so fällt augenblicklich das Quecksilber und stellt sich wieder in beiden Schenkeln gleich hoch, da die Luft gleich stark auf beide Oeffnungen drückt und so das Gleichgewicht herstellt. (Siehe Abb. 65 C.)

_

89

-

Nehmen wir aber zu dem vorerwähnten Versuch eine U-förmige Röhre, deren Schenkel etwa 1 m lang sind, so sehen wir, daß das Quecksilber in dem verschlossenen Schenkel nicht mehr vollständig stehen bleibt, sondern, wie in Abb. 66, bis zu einem gewissen Punkte herunterfällt. Mißt man die Höhe der stehenbleibenden Quecksilbersäule vom Punkt b bis c, so findet man, daß sie 76 cm beträgt.

Abb 66.

Wir sehen hieraus, daß die Luft nicht eine jede Quecksilbersäule von beliebiger Höhe im Gleichgewicht erhalten kann. Nehmen wir nun an, der Querschnitt der vorerwähnten Röhre betrage 1 qcm, so haben wir folgende drückende Kräfte, die sich das Gleichgewicht halten: Auf der einen Seite eine Quecksilbersäule, die 1 qcm weit und 76 cm hoch ist, auf der andern Seite eine Luftsäule, ebenfalls von der Weite eines qcm, aber von der Höhe der Atmosphäre. Eine solche

—

90

—

Quecksilbersäule wiegt 1033 Gramm, also 1,03 kg, folglich wiegt die ihr das Gleichgewicht haltende Luftsäule ebenfalls 1,03 kg. Ein jeder qcm hat demzufolge einen Druck von 1,03 kg auszuhalten, den wir Atmosphärendruck oder den Druck einer Atmosphäre nennen. Die Oberfläche des Körpers eines erwachsenen Menschen beträgt ungefähr 1 qm, also beträgt der Luftdruck, den der menschliche Körper jederzeit auszuhalten hat, das ungeheuere Gewicht von 10 000 kg. Diesen Druck empfinden wir freilich nicht, da er von allen Seiten wirkend sich gegenseitig aufhebt, und weil die Spannkraft der im Innern unseres Körpers befindlichen Luft der äußeren Luft das Gleichgewicht hält. a)

Quecksilber-Barometer.

Das einfachste Instrument zur Messung des Luftdruckes ist das Qnecksilher-Rarometer. Es besteht aus einer etwa 1 m langen Glasröhre, die an einem Ende zugeschmolzen ist. S i e wird ganz mit reinem Quecksilber angefüllt, die Oeffnung mit einem Finger verschlossen, und dann, nachdem sie in einem mit Quecksilber gefüllten Gefäß untergetaucht ist, wieder geöffnet. Das Quecksilber in der Röhre fällt bis zu einem gewissen Punkte, der 76 cm über dem Spiegel des Quecksilbers in dem Gefäße liegt. (Siehe Abb. 67.) Diese Entfernung wird Barometerhöhe genannt. Den über der Quecksilbersäule entstandenen Raum nennt man nach dem Entdecker dieses Versuches Toricellis-Leere.

—

91

—

Zu einem guten Barometer dürfen nicht allzu enge, sondern wenigstens 5 mm weite Glasröhren genommen werden. Glas und Quecksilber müssen von vorzüglicher Reinheit sein. Der leere Raum über der Quecksilbersäule darf durchaus keine Luft enthalten, da diese ja sonst vermöge ihrer Spannkraft einen Teil des Druckes der Atmosphäre aufheben würde.

r

A b b . 67.

Quecksilber-Barometer.

Die Beobachtung hat gezeigt, daß das Quecksilber in einem und demselben Barometer nicht gleich hoch steht. Das Steigen und Fallen der Quecksilbersäule hängt nicht nur von der Höhe des Ortes, sondern auch von der Temperaturänderung der Atmosphäre ab. Ist in der Atmosphäre viel Feuchtigkeit enthalten, was bei heiterem, warmem Wetter der Fall ist, so wird der Druck der Luft noch durch die Spannkraft des Wasserdampfes vermehrt, weshalb das Barom e t e r während dieser Zeit hoch steht. — Verlieren

—

92

—

aber diese Wasserdämpfe durch Abkühlung ihre Spannkraft, so wird der Luftdruck dadurch verringert, und das B a r o m e t e r fällt. Regen, Gewitter und Stürme werden also durch mehr oder minder starkes Fallen des Barometers angezeigt, so daß das B a r o m e t e r ein zur Wettervoraussage unentbehrliches Instrument ist.

e s 23

Abb. 68.

Quecksilber-Barometer.

Man gibt dem B a r o m e t e r gewöhnlich die in Abb. 68 gezeigte Form. Die Barometerhöhe wird hier von dem Spiegel des Quecksilbers in dem erweiterten Schenkel der Röhre an gerechnet. Da

b) A n e r o i d - B a r o m e t e r , das Quecksilber-Barometer ein leicht

zer-

brechliches und keineswegs bequemes, handliches In-

—

93

—

strument ist, verwendet man häufig Metall-Barometer, die sogenannten Aneroid-Barometer. Diese sind genau so eingerichtet, wie die auf Seite 49 beschriebenen Höhenmesser, nur mit dem Unterschied, daß auf den Skalen der Höhenmesser die

Abb. 69.

Stations-Barometer.

Höhenskalen, auf den Skalen der Barometer aber die Luftdruckwerte aufgetragen sind. In Abb. 69 wird ein solches Barometer dargestellt. E s ist ratsam, die Aneroid-Barometer von Zeit zu Zeit auf ihre Richtigkeit hin zu prüfen. c) B a r o g r a p h. Wird an Stelle des Zeigers ein Schreibarm mit

—

94

—

Feder gebracht, welcher über eine mit einem Registrierblatt bespannte Trommel, die sich in einer bestimmten Zeit mittels Uhrwerks einmal herumdreht, führt, so kann man die Luftdruckschwankungen aufzeichnen, und erhält.dann eine Kurve, welche Barogramm genannt wird. Abb. 70 stellt einen von der Firma R. Fueß hergestellten Stationsbarographen dar.

A b b . 70.

Stations-Barograph.

4. Windrichtung. Die Richtung der Luftströmung wird nach der Weltgegend bezeichnet, aus welcher der Wind bläst. Man beschränkt sich in der Praxis auf folgende 16 je 22xk° von einander entfernte Striche der Kompaßrose.

— H immelsr ichtung

95

Bezeichnung

Bezeichnung

Himmelsrichtung

N NNE NE ENE E ESE SE SSE

Nord Nord-Nord-Ost. . Nord-Ost.... Ost-Nord-Ost . . Ost Ost-Süd-Ost. . . Süd-Ost . . . . Süd-SüdOst . .

—

Süd Süd-Süd-West . Süd-West. . . West-Süd-West. West West-Nord-West Nord-West . . Nord-Nord West

S SSW

. . .

WSW

. . .

WNW NW NNW

sw w

(Man bezeichnet nach internationaler Abmachung Ost mit E, nach dem englischen E a s t . ) a) Die

einfachste

Feststellung

der

(Siehe Abb. 71.)

Windfahne. und

gebräuchlichste

Windrichtung

ist

die

Form

zur

Windfahne.

A

Abb. 71. Windfahne.

S i e besteht aus einem Zeiger, d e r sich um die s e n k r e c h t e Achse in einem Kugellager dreht.

Die an

dem Zeigerende a n g e b r a c h t e S c h w e n k f l ä c h e stellt den Zeiger

immer parallel zur Windrichtung

ein.

Eine

an der senkrechten Achse f e s t a n g e b r a c h t e W i n d r o s e ermöglicht nun ohne W e i t e r e s Windrichtung.

die Feststellung

der

—

96

—

b) W i n d s a c k. Auf den Flugplätzen verwendet man am häufigsten den sogenannten „Windsack" zur Feststellung der Windrichtung, da man vermittels diesem gleichzeitig die ungefähre Stärke und Böigkeit des Windes beobachten kann. J e straffer der Windsack gespannt ist, um so stärker ist der Wind und je unruhiger er sich bewegt, um so böiger, ungleichmäßiger ist die Luft.

Abb. 72.

Windsack.

Der Windsack besteht aus einem etwa 4—5 m langen, röhrenförmigen, konisch auslaufenden'Tuchsack, der an beiden Enden offen ist. Am vorderen Ende ist er drehbar auf einer mindestens 10 bis 15 m hohen Stange befestigt. Der Wind tritt bei der vorderen Oeffnungj ein und stellt den Windsack parallel zur Windrichtung.

—

97

—

5. W i n d s t ä r k e . D i e S t ä r k e des) W i n d e s w i r d auf v e r s c h i e d e n e A r t festgestellt,

entweder

Pendelanemometer,

vermittels

Winddruckplatte,

Schalenkreuzanemometer

d u r c h die h y d r a s t a t i s c h e n

oder

Windmesser.

Die W i n d s t ä r k e , o d e r a u c h die W i n d g e s c h w i n d i g k e i t w i r d a u s g e d r ü c k t in m / s e k . , d. h. w i e v i e l d e r W i n d in 1 S e k u n d e Schätzungsweise Grund

der

Meter

zurücklegt.

kann

nachfolgenden

man

die W i n d s t ä r k e

Beaufort-Skala,

auf

genannt

nach dem Kapitän Beaufort, bestimmen. Beaufort-SkalaStarke 0 1 2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12

Bezeichnung

Wirkung

Geschwindigkeit in m/sek.

Vollkommene Windstille . . 0 Rauch steigt fast gerade empor 1J Rauch eben bemerkbar bewegt 3,1 Bewegt Blätter, leichten Wimpel 4,8 Bewegt kleinere Zweige, streckt einen Wimpel 6,7 frisch Bewegt größere Zweige, wird für das Gefühl schon unan• genehm 8,8 stark Bewegt große Zweige, wird hörbar 10,7 steif Bewegt schwächere Baumstämme 12,9 stürmisch Bewegt ganze Bäume, ein gegen den Wind schreitender Mensch wird merklich aufgehalten 15,4 Sturm Gegenstände, wie Dachziegel usw., werden aus ihrer Lage gebracht 18,0 starker Sturm Wirft Bäume um 21,0 schwererSturm Wirkt zerstörend . . . . : ca 26 Orkan Verwüstende Wirkung . . ' . ca. 3 5 - 4 0 still sehr leicht leicht schwach r»* " - i»

—

98

—

a) W i n d - D r u c k p l a t t e . Dieses Instrument besteht aus einer in Spitzen gelagerten Winddruckplatte, welche unj die horizontale Achse drehbar ist. Vermittels einer Windfahne wird die Platte stets senkrecht zur Windrichtung gebracht. Mit Hilfe einer Skala kann man die Hebung der Platte beobachten und auf die Größe des Winddruckes schließen, den der Wind auf den Druckmittelpunkt der Platte ausübt.

Vorausgesetzt, die Patte wäre 30 cm lang, 15 cm breit und hätte ein Gewicht von 250 Gramm, so erhielte man bei den jeweils herrschenden Windgeschwindigkeiten folgende Hebungswinkel:

— Windgeschwindigkeit in m/sek. l 2 3 4 5

Hebunpswinkel der Platte

2° 7° 140 230 33«

b)

99

— Windgeschwindigkeit ia m/sek.

Hebungswinkel der Platte

6 7 8 9 10

42° 53° 62° 67° 70"

Pendel-Anemometer.

Es besteht aus einer, an einem S t a b

befestigten

Kugel, die iH der Richtung des W i n d e s leicht drehbar ist:

Durch den Druck des Windes 1 wird die Kugel ge-

hoben.

Den W i n k e l dieser Hebung kann

Abb. 74.

Schale.ikreuz-Anemometer.

man nun

-

100

—

von einer Skala direkt in Maßzahlen der Windgeschwindigkeiten ablesen. c) S c h a l e n k r e u z - A n e m o m e t e r .

(Abb. 74.)

Das Schalenkreuzanemometer ist im Prinzip gleich dem auf Seite 57 geschilderten Geschwindigkeitsmesser. Die Skala ist freilich bedeutend größer, und gibt nicht die Kilometerzahlen, sondern die Windgeschwindigkeit in m/sek. an. d) H y d r o s t a t i s c h e

Windmesser.

Diese finden in jüngster Zeit oft Anwendung zum Messen der Windstärke. Das Prinzip, nach dem sie hergestellt werden, ist aus der Beschreibung der Flüssigkeits-Staudruckmesser auf Seite 60 ersichtlich. Die* Skala des Anzeigeapparates gibt jedoch nicht die Maßzahlen der Kilometer, sondern die Geschwindigkeit des Windes in m/sek an. D i e Inneneinrichtung eines hydrostatischen W i n d ,

messers zeigt die Abb. 75. Mit B, C, ist das Staurohr bezeichnet, welches von der Achse H getragen und von der Windfahne G stets zum Wind gedreht wird. Die Bohrung B setzt sich durch D fort und endet in E. Der Ringschlitz C steht durch das Rohr A und die mit Quecksilber gefüllte pneumatische Kammer S und K mit dem Rohr F in Verbindung. Der Luftstrom trifft auf B, erzeugt einen Ueberdruck (dynamischen Druck), welcher sich bis F fortpflanzt und durch an E angeschlossene Röhren zum Anzeigeapparat weitergeleiitet werden kann.

-

101

—

Der am Ringschlitz C vorbeistreichende Luftstrom erzeugt hier einen dem Druckzustand der umgebenden Luft gleichen Druck, der nicht von der Windgeschwindiigkeit abhängig ist (statischen Druck). Die pneumatische Kammer IK ermöglicht den Anschluß fester Rohre an F E ohne die freie Beweglichkeit der Fahne zu hemmen.

- D

A

l-L

H

J K R

A b b . 75.

Hydrostatischer

M

Windmesser.

—

e)

103

—

Windschreiber.

Der Staudruckwindschreiber v o n A t m o s besteht aus Staurohr mit Windfahne und dem Schreibinstrument, w e l c h e s die Windstärke in m/sek registriert. (Siehe Abb. 76.) Das Prinzip dieses Instrumentes ist ähnlich dem auf Seite 61 beschriebenen. f) T h e o d o l i t . Um die Windrichtung und die W i n d g e s c h w i n d i g -

A b b . 77.

Theodolit und Pilotballon.

—

104

—

keit in verschiedenen Höhen festzustellen, bedient man sich des Theodoliten und eines Pilotballons. (Siehe Abb. 77.) Letzterer ist ein kleiner Gummiballon von bestimmtem Gewicht, der mit W a s s e r s t o f f g a s gefüllt wird. Ein solcher Ballon hat die Eigenschaft, in ein

Abb. 73.

Theodolit.

und derselben Zeit gleich viel zu steigen. Dabei verg r ö ß e r t sich f o r t w ä h r e n d das Volumen des Ballons entsprechend der Abnahme des Luftdruckes, und der Ballon zerplatzt endlich, wenn die Zerreisgrenze der Ballonhaut überschritten ist. Gibt man dem Ballon einen bestimmten Auftrieb, so daß er z. B. in einer

-

105

—

Minute 200 m steigt, kann man mit Hilfe des Theodoliten die obengenannten Größen finden. Das Theodolit (siehe Abb. 78) ist ein Fernrohr, dessen Linse mit einem Fadenkreuz und einer Einteilung versehen ist. E s ist auf einem Teilkreis aufmontiert, welcher die Ablesung des jeweiligen horizontalen Drehwinkels gestattet, während ein zweiter vertikaler Teilkreis die Ablesung des Höhenwinkels ermöglicht.

K a p i t e 1 V.

Instrumente für besondere Zwecke. 1. Verständigungsmittel. a) S p i e g e l . Ein an den Streben des Spannturmes angebrachter Spiegel ermöglicht die Verständigung durch Zeichen zwischen Führer und Beobachter. Der Spiegel, ein ebener, oder ein erhabener, muß so angebracht

sein, daß der Flugzeugführer eine bequeme Uebersicht über den ganzen hinteren Teil des Flugzeuges, besonders über den Beobachtersitz und die Steuerorgane hat. (Siehe Abb. 79.) Daß die" Spiegel Körper sind, welche die Lichtstrahlen möglich vollständig und regelmäßig zurück-

— 107 — w e r f e n , ist wohl allgemein bekannt, ebenso das Spiegelgesetz: „Der Einfallwinkel ist gleich dem Aus'fallwinkel", so daß w i r hier nicht näher darauf einzugehen brauchen. b)

Sprachleitung.

Die Spracheinrichtung besteht aus einem Hörund Sprechschlauch, an deren Enden eine Ohrmuschel resp. ein Mundstück angebracht ist. Diese Vorrichtung dient zur Verständigung durch W o r t e zwischen Flugzeugführer und Beobachter. Zu beachten ist, daß die Schläuche schalldicht sein müssen und die Endstücke, also Mundstück resp. Ohrmuschel, gut an den Körperteil anschließen, da sonst das s t a r k e Motorgeräusch die W o r t e übertönt. «

c) „K CLm m a n d o - U e b e r t r a g e r " n a c h T h e b i s v o n G e b r . R u h s t r a t in G ö t t i n g e n . Es ist dies eine mechanische Uebertragung der beim Fliegen v o r k o m m e n d e n Befehle. Der Apparat besteht aus einem, im Beobachtersitz eingebautem „ G e b e r " und dem im Führersitz angebrachten „Empfänger". Vermittels einer biegsamen Welle wird vom „ G e b e r " aus durch einen Zeiger das betr. Kommando angezeigt. Das unbequeme, unpraktische, ja für den F ü h r e r lästige „Schulterklopfen" fällt also weg.

2. Atem-Gerät. Bei Flügen in höheren Regionen ist die Luft so dünn und sauerstoffarm, daß der Flieger gezwungen ist, sich mit einem Atmungsapparat zu versehen.

-

108

—

Dieser Atmungsapparat wird mit flüssiger Luft gefüllt und gibt entsprechend dem mit der Höhe wachsenden Bedarf sauerstoffreiche Luft ab. Da die flüssige Luft einen sehr tiefen Temperaturgrad besitzt, muß sie vor Gebrauch vermittels elektrischer Heizschlangen auf die gebrauchsfähige Temperatur erwärmt werden. Nun erst wird sie durch zwei Schläuche, an deren Ende eine Atemmaske oder ein Atemmundstück befestigt wird, den Flieger zugeführt.

3. Bord-Uhren. Es ist für den Flieger sehr wichtig, stets über die genaue Flugzeit unterrichtet zu sein. Man bringt zu diesem Zwecke am Apparatebrett gut sichtbar eine genaugehende Borduhr an.

4. Unterbringung der Instrumente im Führersitz. Folgende Abbildung 80 zeigt die Inneneinrichtung eines Rumpler-Flugzeuges, während Abbildung 81 die Inneneinrichtung einer Halberstädter Flugmaschine darstellt.

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