Patent DE-102016008973-A1 (DE)
Title: Windanzeiger als Windfahne mit integriertem Geschwindigkeitsmesser
Inventor: HALBEIS GERD
IPC: G01W1/10
Filed: 2016-07-22
Abstract: Herkömmliche Windanzeiger wie Windsäcke, Windfahnen usw. besitzen keine oder nur aus kurzen Entfernungen (einige Meter) sichtbare Geschwindigkeits- bzw. Windstärkenskala. Insbesondere sind Sportpiloten wie Gleitschirm- und Drachenflieger aus Sicherheitsgründen auf die genaue Kenntnis der Windverhältnisse an den Start- und Landeplätzen angewiesen. Bisher findet man an diesen Plätzen nur Windsäcke unterschiedlicher Bauart, die zwar die Windrichtung genügend genau anzeigen, aber kaum Rückschlüsse auf die Windgeschwindigkeit ermöglichen (nur die Unterscheidung kein, schwacher oder starker Wind, wobei je nach Windsacktyp bereits ab 15 km/h starker Wind angezeigt wird). Für Sportpiloten, die einige hundert Meter über dem Landeplatz ihre Landeeinteilung planen, ist es von großer sicherheitsrelevanter Bedeutung, die Windverhältnisse in Landeplatznähe zu erfahren, was zur Zeit auf Grund der fehlenden Windgeschwindigkeitsanzeigen in Bodennähe nicht möglich ist. Außerdem haben Windsäcke auf Grund ihrer UV-anfälligen Gewebe eine sehr kurze Lebensdauer (1–2 Jahre). Die Erfindung kombiniert das herkömmliche System Windfahne (1) mit einer Messeinrichtung (4; 5; 6; 7), zur Messung und Anzeige der Windgeschwindigkeit, die mit einer von vier Seiten (Sicht von oben, unten, und von beiden Seiten) gut sichtbaren Geschwindigkeitsanzeige (6; 7) ausgestattet ist. Windfahne (1) und Messeinrichtung sind mechanisch zu einer Einheit verbunden und nach stand der Technik in horizontaler Ebene beliebig drehbar auf einem Haltemast (3) mit Rotationslager (2) gelagert, wobei der Haltemast im Lot ausgerichtet sein muss. Die Horizontalkomponenten der beiden Längsachsen von Messeinrichtung und Windfahne verlaufen zueinander parallel, so dass der Windrichtungsvektor in der vertikalen Längsachsenebene der Messeinrichtung liegt. Die Messeinrichtung besteht aus einer in vertikaler Richtung gekrümmten Kugelbahn, die von der Geschwindigkeitsskala (4), bestehend aus optisch unterscheidbaren Ringen (Skalenringe (4)), umschlossen ist und einer von Außen gut sichtbaren Kugel (6), die innerhalb der Kugelbahn in axialer Richtung frei bis zu den Begrenzungen (5) (Herausfallschutz) rollen kann. Das zu Grunde liegende Messprinzip beruht auf der physikalischen Abhängigkeit zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und dem Strömungswiderstand, der an einem der Strömung ausgesetzten Körper erzeugt wird, im Fall der Erfindung an der Kugel (6), so dass bei anstehendem Wind die Kugel (6) von ihrem Strömungswiderstand angetrieben, längs der Kugelbahn bis zu der Stelle ungehindert rollt, wo die Luftwiderstandskraft an der Kugel (6) mit der Gegenkraft, die eine Funktion aus dem Kugelgewicht und dem Neigungswinkel der Kugelbahn am Berührungspunkt Kugelbahn/Kugel (6) ist, übereinstimmt. Dadurch wird die Lage der Kugel (6) in Relation zu den Skalenringen (4) zum Indikator der aktuellen Windgeschwindigkeit. Deshalb wird der Wertebereich, so wie die Gestaltung der Skala (Skalenringabstände) durch die Funktion der Kugelbahnkrümmung (Winkel der Berührungsflächen zwischen Kugel und Kugelbahn gegen die Horizontale in Abhängigkeit zum Skalenabschnitt), dem Durchmesser und dem Gewicht der Kugel bestimmt. Da alle aerodynamischen Wirkungen linear von der Dichte des betreffenden Mediums, in diesem Fall der Luftdichte abhängen, zeigt die Erfindung unabhängig von der Standorthöhe immer die aerodynamisch äquivalente Windgeschwindigkeit an. Das heißt, die Geschwindigkeit, die auf Meereshöhe die identischen aerodynamischen Wirkungen hätte (sofern der Windanzeiger auf Meereshöhe geeicht wurde). Bei Gebrauch von z. B. Flügelradanemometern, die die Strömungsgeschwindigkeit messen und anzeigen, muss der Piloten zur Bewertung der Windverhältnisse in Bezug auf seine Startentscheidung die Standorthöhe berücksichtigen, was bei gebrauch der Erfindung nicht ...