Blockschulung

Flugzeugkunde







Thema

Instrumentenkunde


In diesem Teil findet sich eine Auflistung der Bordinstrumente die in den Flugzeugen der deutschen Luftwaffe zum Einsatz kommen. Für jedes Instrument wird auf die Verwendung und Funktionsweise, sowie gegebenen Falls auf ihre Besonderheiten, eingegangen.
Viele der Bordinstrumente haben Markierungen oder kleine Nadeln mit denen Grenz- und Kontrollwerte vorgegeben werden.
Voran sei gesagt: In der Luftwaffe wurde zur besseren Übersicht eine farbliche Kennzeichnung von Leitungen, Hebeln, Instrumenten und anderen Bauteilen wie folgt festgelegt: (genaueres unter Zusatzmaterial, im PDF "Technik für Flugzeugführer" auf Seite 38)

Gelb = Kraftstoff Blau = Sauerstoff
Braun = Schmierstoff Schwarz = Abgas
Grün = Kühlmittel Rot = Löschmittel


Flugüberwachungs- und Navigationsinstrumente


Diese Instrumente dienen zur Anzeige der allgemeinen Fluginformationen, zur Bestimmung der Fluglage und der Positionsbestimmung, um einen sicheren Flug, sowie die Navigation zu ermöglichen. Die wichtigsten vier Instrumente sind hierbei der Höhenmesser, Fahrtmesser, Kompass und der Wendezeiger/Horizont mit Kugellibelle.


Fahrtmesser


Verwendung: Für den Flugzeugführer sind zwei Geschwindigkeiten von Wichtigkeit:

1. Die Strömungsgeschwindigkeit (Fahrt) zur Überwachung des Flugzustandes. Dies ist die Geschwindigkeit gegenüber der umgebenden Luft und wird vom Fahrtmesser angezeigt.

2. Die horizontale Geschwindigkeit gegenüber dem Erdboden (Fahrt über Grund) für navigatorische Zwecke. Für diese Messung sind umfangreiche und schwere Geräte (Abdrift- und Grundgeschwindigkeitsmesser) erforderlich. Sind diese Geräte nicht verbaut wird die Fahrt über Grund bei der Navigation errechnet.

Funktionsweise: Der Fahrtmesser selbst ist ein Membrandosendruckmesser, der als Differenzdruckmesser arbeitet. Der Staudruck ist die Differenz zwischen Gesamtdruck und statischem Druck. Diesen Druckunterschied kann man am, in km/h geeichten Ziffernblatt ablesen.

Man nimmt den Gesamtdruck am Staurohr an einer Stelle des Flugzeuges, an der der Fahrtwind ungestört wirkt (Tragfläche außerhalb des Luftschraubenkreises). Das Staurohr besteht aus einem einseitig offenen, zylindrischen Hohlkörper. Der an der Vorderöffnung herrschende Gesamtdruck wird durch das Rohrinnere über eine Leitung (Schlauch) zur Messdose des Fahrtmessers geführt. Der statische Druck wird durch seitliche Öffnungen am Staurohr abgenommen und in eine ringförmige Kammer geleitet. Diese Kammer ist per Leitung (Schlauch) mit dem Messgerät (Fahrtmesser) verbunden.



Höhenmesser


Verwendung: Der barometrische Höhenmesser (Altimeter, von lat. altus: hoch) ist ein einfaches, zuverlässiges, auf Druckflächen bezogenes Instrument zum Anzeigen der Höhe. Es zeigt die Höhe über NN, in Abhängigkeit des barometrischen Druckes der Umgebung an. In der Ausführung für Flugzeugführer besitzt der Höhenmesser an der Frontseite zwei verstellbare Markierungen mit den Bezeichnungen "F" und "E", die die Druckwerte QFF (Höhe über Meeresspiegel) und QFE (Höhe über Grund) repräsentierten. Mit der Stellschraube unten am Höhenmesser stellt man den aktuellen Luftdruck ein. Dieser wird im oberen Ausschnitt des Ziffernblatts angezeigt. Dabei dreht sich das weiße Dreieck hinter dem Instrumentenglas mit. Bei den Startvorbereitungen wurde der Zeiger so verstellt, dass er auf 0 kam. (Höhe am Flugplatz "QFE") Mit Hilfe des seitlichen Schiebers E wurde das rote E-Dreieck über das weiße gestellt. Dann wurde wieder am Rad gedreht, bis der Zeiger auf Flugplatzhöhe, z.B. 300 m stand (Höhe über Meeresspiegel "QFF") und das rote F-Dreieck wurde nun auf das anders stehende weiße Dreieck geschoben. In der Luft konnte man nun wählen, ob man sich die Höhe als Höhe über dem Meeresspiegel oder als Höhe über dem Flugplatz anzeigen lässt, indem man am Stellrad dreht, bis das weiße Dreieck wieder auf der Position F oder E steht. Durch die Betätigung der Einstellschraube wird das ganze Messwerk (Dosensystem samt Zeiger) verschoben, während die Skala am Ziffernblatt stehen bleibt.

Funktionsweise: Die Funktionsweise gleicht dabei der eines gewöhnlichen Barometers. Da der Luftdruck mit der Höhe gesetzmäßig abnimmt, dienen sie auch als Höhenmesser in Flugzeugen.

Aus Gründen der Gewichts- und Platzersparnis wurde in diesen Geräten meist ein Grob- und ein Feinhöhenmesser vereint. Deshalb ist der Höhenmesser mit einem Zeiger und einer Zahlenscheibe ausgestattet. Dieser Fein- Grobhöhenmesser arbeitet nach dem barometrischen Prinzip. Das Gerätegehäuse ist auf der Rückseite mit einem Anschluss versehen, durch den der statische Druck auf die geschlossenen, luftleeren Membrandosen wirken kann. Der Dosenhub wird über ein Hebelwerk auf den Zeiger des Anzeigegerätes übertragen. Da im Inneren eines Flugzeuges der statische Druck nicht gleich ist wie in der freien Atmosphäre, wird dieser meist am hinteren Staurohr des Fahrtmessers abgenommen.


Variometer


Verwendung: Das Variometer ermöglicht dem Flugzeugführer das genaue Einhalten einer bestimmten Flughöhe oder einer gewollten Steig- oder Sinkgeschwindigkeit.

Funktionsweise: Die Vertikalgeschwindigkeiten werden bei diesem Gerät dadurch bestimmt, dass Luftdruckänderungen in einer bestimmten Zeiteinheit angezeigt werden. Die Größe der Luftdruckänderung kann mit diesem empfindlichen Stauscheibengerät gemessen werden.

Das Gerät besteht aus dem eigentlichen Anzeigeinstrument (Variometer) und dem Ausgleichgefäß, das zur Wärmeisolation als Thermosflasche ausgebildet ist. Beide Teile sind mit einem Schlauch verbunden. Im abgedichteten Gehäuse des Variometers befindet sich eine Stauscheibe, deren Bewegung auf das Zeigerwerk übertragen wird.
Die Stauscheibe ist in einer ringförmigen Druckkammer mit rechteckigem Querschnitt gelagert und füllt diese bis auf einen geringen Druckausgleichspalt aus. Die Kammer ist dadurch in 2 Teile geteilt. In die Kammerseiten führt je ein Druckanschluss. Die eine Seite ist mit dem statischen Außendruck, die andere mit dem Ausgleichgefäß verbunden.
Bewegt sich ein Flugzeug längere Zeit auf konstanter Höhe, so ist der Druck infolge des Ausgleichs durch den Druckausgleichspalt auf beiden Seiten der Stauscheibe gleich groß. In diesem Zustand wird der Zeiger durch eine Spiralfeder auf der Nullmarke gehalten. Ändert das Flugzeug seine Flughöhe, so entsteht an der Stauscheibe ein Druckunterschied, da der Druck auf der Seite des Ausgleichgefäßes der Druckänderung auf der statischen Druckseite nachhinkt. Die Stauscheibe und der mit ihr verbundene Zeiger drehen sich gegen die Federkraft auf der Seite des geringeren Druckes. Je größer die Steig- oder Sinkgeschwindigkeit ist, um so größer ist der Druckunterschied und der durch ihn verursachte Zeigerausschlag.
Vorteilhaft gegenüber dem Membrandosen-Variometer ist die größere Messempfindlichkeit und die kleinere Anzeigeträgheit. Eine Überlastung des Gerätes durch zu hohe Druckunterschiede (z.B. beim Sturzflug) ist ausgeschlossen.


Prinzipien von Kreiselinstrumenten


Halbkardanisch aufgehängter Kreisel
- 2 Achsen = 2 Freiheitsgrade
- Wendezeiger

Vollkardanisch aufgehängter Kreisel
- 3 Achsen = 3 Freiheitsgrade
- Kurskreisel und künstlicher Horizont


Wendezeiger mit Kugellibelle


Verwendung: Dieses Gerät kann mittels eines eingebauten Kreisels anzeigen, ob das Flugzeug eine Links- oder Rechtskurve dreht, oder geradeaus fliegt. Außerdem kann an der eingebauten Kugellibelle abgelesen werden, ob das Flugzeug nach links oder rechts hängt oder schiebt. In der Flugstunde "Sauberes Fliegen" wird dieses Instrument und seine Nutzung ausführlich behandelt.

Funktionsweise: Das Gerät besteht aus einem luftgetriebenen Kreisel, der mit seiner Rotationsachse horizontal und parallel zur Flugzeugquerachse gelagert ist. Durch eine im Fahrtwind angebrachte Saugdüse oder eine vom Motor getriebene Sogpumpe wird die Luft aus dem Gerätegehäuse gesaugt. Die vom Unterdruck nachgesogene Außenluft wird durch eine Düse auf den mit schaufelähnlichen Vertiefungen versehenen Kreisel geleitet und versetzt diesen in eine schnelle Rotation. Der Kreisel kann sich mit seinem horizontal liegenden Kardanrahmen um die Längsachse des Gerätes drehen. Eine Rückholfeder hält die Kreiselachse normalerweise horizontal.
Dreht das Flugzeug um seine Hochachse, so kippt der Kreisel aus, da sich seine Achse vertikal zu stellen versucht. Diese Kippbewegung wird, über eine Umkehrvorrichtung, auf den Zeiger übertragen.

Aus dem im Wendezeiger in Form einer Kugellibelle eingebauten Querneigungsmesser sind Bewegungen des Flugzeuges um die Längsachse ersichtlich. Die Libellenkugel stellt sich im Geradeausflug in die Achse der Lotrechten. Steht sie außerhalb der Libellenmitte, die mit der Flugzeughochachse zusammenfällt, so zeigt dies, dass das Flugzeug "hängt". Beim Kurvenflug ist die Kugel der Flieh- und Schwerkraft ausgesetzt und zeigt so die Lage des sich bildenden Scheinlots zur Flugzeughochachse an.


Wendehorizont


Verwendung: Der Wendehorizont ist ein kombiniertes Gerät aus Wendezeiger mit Kugellibelle und künstlichem Horizont, in kompakter Bauweise. Dieses Instrument führt alle Aufgaben des Wendezeigers aus, jedoch wird ebenso die Fluglage um die Hochachse, als auch um die Längsachse dargestellt.
Mit der äußeren Scheibe kann der künstliche Horizont für bestimmte Flugmanöver arretiert und somit abgeschaltet werden.

Funktionsweise: Die Funktionsweise entspricht der des Wendezeigers, der Horizont selbst wird ebenso über einen Kreisel stabilisiert. Die Anzeige des künstlichen Horizonts wird allerdings durch den Beschleunigungs- und den Kurvenfehler beeinflusst. Diese werden durch die Stützung verursacht. Beiden Fehlern liegt das gleiche Phänomen zugrunde: Da zwischen Beschleunigung und Gravitation grundsätzlich nicht unterschieden werden kann, erfolgt die automatische Aufrichtung immer nach dem Scheinlot. Dieses weicht aber bei beschleunigten Zuständen vom wahren Erdlot ab. Damit verhindert die automatische Aufrichtung zwar im unbeschleunigten Geradeausflug das Auswandern der Anzeige, bewirkt aber ihrerseits bei Beschleunigungen stets einen neuen Anzeigefehler. Dieses Problem kann grundsätzlich, auch mit einem idealen Kreisel, nicht gelöst werden.
Um es zu verringern, wird bei einer starken Abweichung des Scheinlots von der aktuellen Kreiselposition, wie sie bei beschleunigten Zuständen typischerweise auftritt, die Kreiselstützung teils abgeschaltet. Das Verhalten des Horizonts unter beschleunigten Zuständen weicht unter den Modellen ab. Von einem Pilot muss erwartet werden können, dass er das Verhalten seines Horizontinstruments kennt.


Die Anzeigefehler des künstlichen Horizonts äußern sich wie folgt:
Beschleunigungsfehler
- Beschleunigung: Steigen, Rechtsneigung
- Verzögerung: Sinken, Linksneigung

Drehfehler
- Querneigung wird geringer angezeigt


Kompass


Der Magnetkompass ist das Navigationsinstrument überhaupt und erlaubt dem Flugzeugführer eine bestimmte Flugrichtung einzuhalten.
Die für die Navigation verwendeten Kompasse nutzen das erdmagnetische Feld zur Richtungsbestimmung aus. Da aber die magnetischen Pole nicht mit dem geographischen zusammenfallen, entsteht zwischen der Kompass-Nordanzeige und geographisch Nord eine Differenz, die als Missweisung oder Deklination bezeichnet wird. Diese Missweisung ist von Ort zu Ort verschieden und ändert ihren Wert im Verlaufe der Jahre. Deshalb ist es besonders wichtig, die bei der Benutzung von Magnetkompassen auftretenden Abweichungen zu berücksichtigen. Zu der genannten Missweisung kommen noch durch magnetische Störfelder im Flugzeug selbst hervorgerufene Ablenkungen. Diese Störfelder haben ihre Ursache z.B. in vorhandenen Stahlbauteilen, Zündmagneten und elektrischen Geräten. Diese Ablenkung, Deviation genannt, muss durch anbringen kleiner Magnetstäbe kompensiert werden. Dazu dient die sogenannte Kompensierung. In der Praxis gelingt diese Kompensation selten vollständig, so dass die Restablenkung auf einer Deviationstabelle angegeben werden muss, um eine entsprechende Korrektur der Kompassablesung vorzunehmen. Die Deviationstabelle ist immer nur dem jeweilig geprüften Magnetkompass zugehörig. Das wichtigste Bauelement des Magnetkompasses ist das Magnetsystem. Mit diesem ist die Kompassrose verbunden, auf welcher sich die Gradeinteilung (0-360°) befindet. An der Sichtscheibe des Kompassgehäuse ist ein Steuerstrich angebracht. Bei Kursänderungen dreht sich das Gehäuse und damit der Steuerstrich um die Kompassrose und zeigt dadurch die Richtungsänderung an. Um trotz der dauernden Lageänderungen und auftretenden Beschleunigungen eine ruhige Kompassanzeige zu erzielen, müssen die Bewegungen des Magnetsystems (Kompassrose) mittels einer "Dämpfungsflüssigkeit" gedämpft werden. Als Dämpfungsmittel wird meist eine Flüssigkeit verwendet, die aus einer Mischung von Benzin und Mineralöl besteht.
Auch beim Kompass sind Dreh- und Beschleunigungsfehler zu beachten.

Grundsätzlich finden wir in deutschen Flugzeugen zwei verschiedene Instrumente vor.

Führerkompass
Führertochterkompass mit Mutterkompass

Führerkompass


Der flüssigkeitsgefüllte Magnetkompass wurde so eingebaut, dass sich die innenliegende Kompassrose frei drehen und schwingen konnte, um eine gute und genaue vertikale Ablesbarkeit zu gewährleisten.
Das Prinzip des Magnetkompasses beruht auf Magnetstäbchen, welche fest mit der Kursrose verbunden sind, und sich nach dem Erdmagnetfeld ausrichten. Zur Verstärkung der magnetischen Richtkraft werden mehrere Magnete gleichzeitig verwendet.
Um die beim Flugbetrieb auftretenden Erschütterungen und Schwingungen abzudämpfen, war die Kursrose in einem, mit Flüssigkeit gefüllten, druckdichten Gehäuse (Kompasskessel) gelagert. Zur Befüllung gibt es unterschiedliche Flüssigkeiten (z.B.Tulol), welche auf alle Fälle dauerhaft transparent und dünnflüssig sein müssen, und aufgrund der chemischen Zusammensetzung, die auftretenden starken Temperaturschwankungen ausgleichen müssen. Die Flüssigkeit muss absolut frostbeständig (mindestens bis -50°) sein, da in großen Flughöhen sehr niedrige Temperaturen vorherrschen. Zum Ausgleich der Volumenänderung der Kompassflüssigkeit bei großen Temperaturunterschieden, ist der Kompasskessel mit dem sogenannten "Ausgleichsgefäß" verbunden, welches sich im hinteren Gehäuseteil befindet. Das Ausgleichsgefäß besteht aus mehreren, miteinander verbundenen Membrandosen, welche sich bei Volumenvergrößerung "Aufblähen", oder bei Volumenverringerung der Kompassflüssigkeit "Zusammenziehen" können, ähnlich wie bei einer Ziehharmonika.
Das Kompassgehäuse besteht aus Bakelit.
Die Glasscheibe am Vorderteil wird durch einen Aluminiumflansch gehalten.
Auf dem Flansch sind in der Regel die Fl- Nummer, der Hersteller und die Werknummer vermerkt.


Führertochterkompass mit Mutterkompass


Bei der Fernkompassanlage wird die Azimuteinstellung des magnetischen Mutterkompasses auf ein oder mehrere Tochterkompasse elektrisch übertragen. Diese Anlagen finden in ihren verschiedenen Zusammenstellungen mit Tochterkompassen sowohl für die allgemeine Navigationsausrüstung als auch unter Benutzung verschiedener Tochterkompassbaumuster für die Funknavigation und die automatische Kurssteuerung entsprechend den Flugzeugbaumustern ihren Anwendungsbereich.

Mutterkompass
Bei allen diesen Anlagen kommt der Mutterkompass zum Einbau. Dieser ist ein Magnetschwimmkompass, dessen Gehäuse (Kompasskessel) mit kältebeständiger Flüssigkeit gefüllt ist. Das Nadelsystem ist in einem Schwimmer eingebaut, seine Vertikalachse ist, im Unterschied zu anderen Kompassen, in 2 Zapfenlagern geführt. Der Schwimmer ist mit einer 360° Kompassrose versehen, die für die Zwecke der Kompensierung durch ein Fenster im Deckel des Kompassgehäuse abgelesen werden kann.
Der Kompasskessel ist kardanisch aufgehängt, und kann bis zu einer Neigung von max. 25° in der Horizontalebene bleiben. Das innere Kardansystem ist durch einen Federring gegen das äußere Kompassgehäuse abgefedert und lässt sich innerhalb des Federringes zu Kompensierungszwecken verstellen. Zur Verbindung zwischen Mutterkompass und Tochterkompass dienen Kontaktplatten mit Steckerbuchsen.

Führertochterkompass
Bei der Fernkompassanlage ist der Mutterkompass mit dem unmagnetischen Führertochterkompass verbunden. Der Führertochterkompass hat eine über 360° durchlaufende Übertragung vom Mutterkompass auf die Steuerrose, welche als Flugzeugfigur ausgebildet, den jeweils anliegenden Kurs auf der Kursrose (außenliegend mit 360°-Teilung) anzeigt.
Auf der Kursrose ist mittels des Einstellringes der zu fliegende Kurs nach dem Kurseinstellstrich einzustellen. Der eingestellte Kurs wird gesteuert, wenn die Steuermarke der Steuerrose (Flugzeugfigur) an der Kursmarke des Kurseinstellstriches gehalten wird. Das heißt das Flugzeug befindet sich auf dem gewünschten Flugkurs. Kursabweichungen nach werden durch Auswandern der Flugzeugfigur und der Steuermarke angezeigt. Die Hilfsmarken 30° links und 30° rechts vom Kurseinstellstrich sind fest am Gehäuse und dienen zur Kursberichtigungen.


Dreh- und Beschleunigungsfehler


Der Magnetkompass neigt bei Sink-, Steig und Kurvenflügen zu Dreh- und Beschleunigungsfehlern. Diese Fehler entstehen, da der Kompass versucht sich an den magnetischen Kraftlinien auszurichten.

Drehfehler
Bei Kurvenflug nach Norden hinkt die Anzeige hinterher, bei Kurvenflug in den Süden eilt sie voraus. Um die Drehfehler auszugleichen gibt es eine Tabelle, aus der ersichtlich ist, um wie viel Grad früher oder später eingedreht werden muss.

Beim Flug zwischen 270° und 90° (obere Hälfte) muss vorher um den angegebenen Wert eingedreht werden.
Beim Flug zwischen 90° und 270° (untere Hälfte) muss um den angegebenen Wert überkurvt werden.


Beschleunigungsfehler
Am stärksten sind Beschleunigungsfehler beim Ost- bzw. Westflug. Beim Nord- bzw. Südflug treten sie nicht auf. Wird das Flugzeug beschleunigt, schwenkt die Kompassnadel nach Norden, beim Abbremsen schwenkt sie nach Süden.


Borduhr


Diese Uhr mit Chronographenfunktion ist als wichtiges Navigationsinstrument in zahlreichen Flugzeugen der Luftwaffe verbaut.

Die bei "6 Uhr" befindliche Aufzugskrone dient auch gleichzeitig zum Stellen der Uhr, wenn der kleine Arretierhebel (unterhalb von "5 Uhr") rausgezogen ist.
Gestoppt (Start-Stopp-Nullung) wird mit dem kleinen ovalen Drücker unterhalb der Aufzugskrone. Der Sekundenzeiger läuft zentral, während sich der Minutenstoppzeiger (hier 30 min-Einteilung) unterhalb der Zeigerwelle befindet.
Die Lunette mit Startmarke (bei 0/60) ist beidseitig drehbar und trägt eine tiefgeprägte 60-Minuteneinteilung, welche mit weißer Farbe hinterlegt ist. Damit kann der Flugzeugführer seine genaue Startzeit markieren.


Anzeigegerät für Funknavigation (AFN)


Aufbau des AFN
Das AFN besitzt zwei Zeiger. Der senkrecht nach unten stehende Zeiger gibt die Abweichung vom Kurs zum Sender an. Der horizontale Zeiger gibt die Stärke des empfangenen Signals und damit grob die Entfernung zum Sender an. Beim Überflug des Senders steht der Zeiger ganz oben. Weiterhin befindet sich im AFN eine Glimmlampe.


Entstehung des Leitstrahls
Der hinter der Landebahn aufgebaute 120 Watt - Sender strahlt auf einer wählbaren Frequenz von 30 bis 31,5 MHz einen in Richtung der Landebahn (Anflugrichtung) weisenden Leitstrahl ab. Dies ermöglicht den über die eingestellte Frequenz ausgewählten Platz gezielt anzufliegen. Der Leitstrahl ist in 200 m Höhe noch in 30 km Entfernung zu empfangen.

Die Inbetriebnahme der gesamten Senderanlage erfolgt vom Boden aus auf die Anforderung "qfs att". An Bord des Flugzeuges ist nur das Empfangsgerät einzuschalten.

AFF Anflugverfahren (Ansteuerungs - Funkfeuer)
Das AFN Anzeigeinstrument ist so konstruiert, dass die aus der Punkt - Tastung abgeleiteten Impulse den vertikalen Zeiger nach links (zur Korrektur nach rechts kurven) und die Impulse der Strich-Tastung den Zeiger nach rechts auslenken (zur Korrektur nach links kurven).
Zusätzlich hört der Pilot im Anflug auf dem Leitstrahl einen Dauerton, bei Abweichung nach links eine immer deutlich hörbarere Punkttastung, bei Abweichung nach rechts eine Strichtastung.
Die in 3 km und 300 m vor der Landebahn aufgestellten 5 Watt - Sender strahlen ein Morsezeichen auf einer festen Frequenz von 38 MHz senkrecht nach oben. Das Überfliegen des Voreinflugzeichen (VEZ) wird durch lange Zeichen (Striche) in tiefer Tonlage, das Überfliegen des Haupteinflugzeichens durch kurze Zeichen (Punkte) in hoher Tonlage im Kopfhörer wahrnehmbar. Am AFN leuchtet beim Überfliegen des VEZ die Lampe mit langen Zeichen (Blinken), beim Überfliegen des HEZ mit kurzen Zeichen (Blitzen) auf.

Veränderte oder nicht simulierte Funktionen von AFF und AFN bei BoX

Eine Frequenzeinstellung (und somit Wahl des entsprechenden Flugplatzes) ist nicht möglich. Das AFN zeigt immer die Richtung zum nächst gelegenen eigenen Flugplatz an.

Eine Anflughilfe über akustische Signale wird nicht dargestellt.

VEZ und HEZ werden nicht dargestellt.

Die Glimmlampe leuchtet nur bei Überflug des Ansteuerungs - Funkfeuer (AFF).


Triebwerksinstrumente


Die Triebwerksinstrumente dienen der Überwachung des Motors um einen effizienten und störungsfreien Vortrieb des Flugzeugs zu gewährleisten.

Drehzahlmesser


Verwendung: Er ermöglicht die einfache Überwachung der Motordrehzahl um Leistungsabfälle oder Belastungsgrenzen zu erkennen. Die Ausgabewerte sind am Zeiger in U/min abzulesen.
Oftmals finden sich bei bestimmten Werten oder Bereichen Markierungen für Grenzwerte.

Funktionsweise: Als Nahdrehzahlmesser kommen am häufigsten Fliehpendeldrehzahlmesser zum Einbau. Die Drehzahl wird durch eine biegsame Welle (bei Reihenmotor an der Nockenwelle, bei Sternmotor an einem besonderen Antrieb mit halber Kurbelwellendrehzahl) abgenommen und auf das Anzeigegerät (Drehzahlmesser) übertragen. Diese Anordnung musste so getroffen werden, um den Verschleiß der flexiblen Wellen herabzusetzen. Deshalb sollte die flexible Übertragungswelle auch nicht länger als 3,5 m sein.
Durch die biegsame Welle werden im Anzeigegerät 2 (manchmal 4), auf gemeinsamer Achse sitzende, Fliehpendel in Rotation versetzt. Unter dem Einfluss der auftretenden Fliehkräfte streben die Gewichte gegen die Kraft einer Rückholfeder nach außen und bewegen damit über eine verschiebbare Büchse den Zeiger des Drehzahlmessers.


Ladedruckmesser


Verwendung: Eine wichtige Stellung nimmt unter den Triebwerksüberwachungsgeräten der Ladedruckmesser ein.
Er zeigt den Druck des Gemisches bei Vergasermotoren und den der Gebläseluft bei Einspritzmotoren vor dem Eintritt in die Zylinder an.
Der Lader soll dem Motor in größeren Höhen möglichst die selben Druck- und damit Dichteverhältnisse herstellen wie am Boden. Aus diesen Gründen ist der Ladedruckmesser in absoluten Druckwerten geeicht.
Da der Ladedruck in der Praxis zwischen 0,9 und 1,6 ata beträgt, hat der Ladedruckmesser einen Endmesswert von 1,8 ata. Für spezielle Motoren gibt es aber auch Ladedruckmesser mit Messbereichen bis 2,5 ata.

Funktionsweise: Der Ladedruckmesser ist ein Membrandosengerät bei dem der Messdruck in das Gerätegehäuse geleitet wird und damit auf die Membrandose drückt. Die Membrandose besteht aus 2 federnden Rundblechen aus Phosphorbronze, die mit ihren Außenkanten zusammengelötet sind. Die bei Druckänderungen stattfindende Bewegung der Dose wird über ein Hebelwerk auf ein Zahnsegment übertragen. Auf der Zeigerachse sitzt ein Ritzel, das in dem Zahnsegment kämmt.
Zu einem Druck bestimmter Größe gehört damit eine bestimmte Dicke der Membrandose und damit eine bestimmte Zeigerstellung. Da Ladedruckmesser die absolute Größe des wirkenden Druckes angeben, zeigen diese Geräte bei stillstehenden Motor oder in ausgebautem Zustand den jeweils vorherrschenden Luftdruck an. Die Anzeige beträgt dann je nach Größe des Luftdruckes etwa 1 ata (1 bar).


Druckmesser für Betriebsmittel


Verwendung: Dieses Gerät erlaubt eine Kontrolle der Kraftstoff- und Schmierstoffzufuhr durch Druckmessung im Versorgungssystem. Undichtigkeit oder Bruch einer Leitung, sowie mangelhaftes Arbeiten der Pumpe sind anhand des angezeigten Druckes ersichtlich.
Hierbei kommen, wie in der Beispielgrafik, zumeist Kombinationsinstrumente zur Verwendung.

Funktionsweise: Die Druckentnahme geschieht normalerweise hinter dem Druckminderer/Regulator (Ventil), das eine dämpfende Wirkung auf die Pumpenstöße hat, bei kaltem Öl oder Kraftstoff zu hohe Drücke vom Instrument fernhält und eine ruhige Anzeige gewährleistet.
Zur Messung des Drucks werden in der Regel Geräte mit Federrohr (Bourdonrohre) verwendet. Das Feder- oder Bourdonrohr streckt sich gegen die eigene Elastizität unter dem Einfluss des auftretenden Drucks. Diese Bewegung wird über Hebel und Zahnsegment auf den Zeiger übertragen.


Temperaturanzeigen für Betriebsmittel


Verwendung: Auf diesen Instrumenten wird die Auslasstemperatur der verschiedenen Betriebsstoffe (im Beispiel: Kühlmittel) am Motor angezeigt.
Sie ermöglichen die Überwachung der Kühlkreisläufe und warnen somit vor möglichen Überhitzungsschäden des Motors.

Funktionsweise: Solch ein elektrisches "Fernthermometer" besteht aus dem eigentlichen Thermometer (elektr. Temperaturgeber) , einem temperaturempfindlichen Widerstandsdraht, aus dem Anzeigegerät und aus der Stromquelle für den Messstrom (Bordbatterie).
Das Thermometer besteht aus einer mit metallener Schutzhülle umgebenen Wicklung. Der elektrische Widerstand dieser Wicklung ändert sich mit der Temperatur, und wird mit einem Messgerät bestimmt, das in Temperaturgraden geeicht ist, und in beliebiger Entfernung vom Geber (Wärmefühler) angebracht sein kann. Das Anzeigegerät selbst ist ein sog. Kreuzspulmessinstrument. Das Anzeigeinstrument zeigt die ankommende Spannung an, wobei das Ziffernblatt in °C geeicht ist. Das Messverfahren beruht auf dem Ohmschen Prinzip, dass sich der Widerstand eines Metalls bei zunehmender Temperatur erhöht.
Der Vorteil solcher elektr. Temperaturanzeiger ist der, dass mehrere Messstellen umschaltbar an das gleiche Anzeigegerät angeschlossen werden können. Ferner lassen sich in den Leitungen leicht Trennstellen anbringen und die Messgenauigkeit ist sehr hoch.


Kraftstoffvorratsanzeiger


Verwendung: Der Kraftstoffvorratsanzeiger gibt dem Flugzeugführer Informationen über die vorhandene Kraftstoffmenge im Kraftstoffbehälter.

Funktionsweise: Der Kraftstoffvorratsmesser, ein Gerät der "Schwimmeranlage", misst den Vorrat anhand der Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Kraftstoffbehälter. Auf dem Kraftstoffspiegel schwimmt ein Körper, der bei Auf- oder Abwärtsbewegung auf elektrischem Wege eine Anzeige am Vorratsanzeiger bewirkt.
Die Bewegung des Schwimmers wird dazu benutzt, auf einem kreisförmig gebogenen Widerstand einen Abgriff zu verschieben, und damit eine Widerstandsänderung hervorzurufen. Die Widerstandsänderung wird durch das Anzeigegerät (Kreuzspulgerät) gemessen.
Durch eine Spiralnute im Schwimmerrohr wird der Schwimmer bei Auf- und Abwärtsbewegung um seine Hochachse gedreht. Ein durch die Schwimmerachse geführter Vierkantstab macht nur die Drehbewegung mit. Er trägt oben einen Magneten, der durch eine luftdichte Trennwand einen zweiten Magneten mit bewegt. Die beiden Magneten sind nicht mechanisch miteinander verbunden, ihre Kupplung erfolgt rein magnetisch. Der obere Magnet verschiebt bei seiner Drehung den Abgriff auf dem Widerstand.
Die Reststandswarnlampe wird durch einen Kontakt eingeschaltet, der bei einer bestimmten Schwimmerstellung betätigt wird.


Luftschraubenstellungsanzeige


Verwendung: Dieser Stellungsanzeiger zeigt dem Flugzeugführer den Einstellwinkel des Propellers an.
Um dies zu vereinfachen und übersichtlich zu gestalten wird diese Angabe als "Uhrzeit" dargestellt, "10 Minuten" entsprechen hierbei 1° Blattstellung.
Heutzutage zählt ein solches Anzeigegerät nur noch indirekt zur Triebwerksüberwachung.

Funktionsweise: Mittels einer Handverstellung oder einem elektrischen Verstellmotor wird das Verstellgetriebe der Luftschraube über eine biegsame Welle verstellt. Innerhalb des Verstellgetriebes ist ein Übersetzungszahnrad verbaut, welches über eine weitere Welle die Getriebestellung an das Anzeigeinstrument leitet. Über das Getriebe der Stellanzeige wird nun die Luftschraubenstellung an die Zeiger des Instruments übertragen.


Sonstige Instrumente und Anzeigen


Hier werden an paar Geräte aufgeführt deren Verwendung und Funktion sich mitunter nicht sofort erschließen.


Fahrgestellanzeige


Verwendung: Über dieses Gerät lässt sich die Arretierung des Fahrwerks feststellen.
Das Instrument besitzt zusätzlich einen Schalthebel, mit dem die Anzeige im Fluge ausgeschaltet werden kann.
Bei Betätigung der Landeklappen allerdings, schaltete sich die Anzeige automatisch wieder ein.

Funktionsweise: Wenn die Verrieglung der Fahrwerksbeine einrastet wird ein elektrischer Kontakt geschlossen.
Im Inneren des Gerätes befinden sich 4 Glühlampen 24V / 3W.
Die oberen beiden Lampen sind mit einer roten Filterscheibe versehen, die beiden unteren mit einer grünen.


Sauerstoffvorratsanzeige


Verwendung: Über diese Vorratsanzeige lässt sich der Restfüllstand des Sauerstofftanks ablesen.
(150 atü Fülldruck entspricht 2 L Sauerstoff)

Als Faustregel für den Verbrauch gilt: 1 Liter Sauerstoff in 1 Stunde.

Sinkt der Fülldruck unter 20 atü muss der Flug unterhalb von 4000m fortgesetzt werden.


Sauerstoffwächter


Verwendung: Zur Überwachung der Sauerstoffversorgung steht unter anderem der O2-Wächter zur Verfügung, welcher beim Atmen den Betriebszustand anzeigt.

Schalt-Zähl-Kontrollkasten der Waffenanlage


SZKK 4 (z.B. FW 190/Bf 109 ab F Reihe)


SKK 224 (z.B. Bf 109 E7 Reihe/Bf 110 E2)


Verwendung: Ein solcher Kontrollkasten erfüllt gleich mehrere Aufgaben für die Verwendung der Bordwaffenanlage. Zunächst einmal befindet sich hier der Hauptsicherungsschalter der Waffenanlage, weiterhin zeigt das Gerät über die Verschlusskontrollanzeige den Ladezustand der einzelnen Waffen an. Die meisten dieser Geräte enthalten zudem ein Zählwerk über welches der Munitionsvorrat angezeigt wird. Desweiteren enthält das Gerät die Schalter der Durchladeeinrichtung, mit denen die Bordwaffen geladen und somit schussbereit gemacht werden.

Funktionsweise: Mit Umlegen des Hauptsicherungsschalters wird ein Stromkreis geschlossen welcher die gesamte Waffenanlage mit Strom versorgt. Bei späteren Systemen wird dabei direkt die Durchladeeinrichtung betätigt. Ist dies nicht der Fall müssen die Waffen über einen zusätzliches drücken des Durchladeschalters repetiert werden. Hierbei wird der Verschlussblock von der Durchladeeinrichtung nach hinten gefahren und gespannt. Steht der Verschluss hinten ist die Waffe geladen, dabei schließt ein Kontaktschalter am Schlussblock einen Stromkreis der die Verschlusskontrollanzeige des Kontrollkastens einschaltet. Über diese kann der Flugzeugführer erkennen, dass die Bordwaffen geladen und schussbereit sind. Kommt es zu einer Störung oder ist die Waffe leergeschossen verbleibt der Verschlussblock in seiner Position und der Kontaktschalter wird nicht betätigt. Wenn der Kontrollkasten ein Zählwerk besitzt wird bei jeder Kontaktunterbrechung der Verschlusskontrolle ein Schritt weiter gezählt und somit der manuell voreingestellte Munitionsvorratszähler bei jedem Schuss einen Schritt zurück gesetzt.