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Coriolis-Kraft

Auf einen Gegenstand, der am Rand auf einer rotierenden Scheibe ruht, wirkt eine von der Umfangsgeschwindigkeit bestimmte Trägheitskraft, die sich bei einem abrupten Scheibenstillstand bemerkbar macht, denn der Gegenstand wird rechtwinklig zur Radiuslinie von seiner Unterlage fortgetrieben (Zentrifugalkraft). Im Scheibenzentrum wäre das nicht der Fall. Bewegt sich der Gegenstand auf der rotierenden Scheibe geradlinig vom Rand aus zur Mitte hin, so treibt ihn die Trägheitskraft in abnehmender Funktion vom geraden Weg in Drehrichtung fort (Corioliskraft). Dieser Vorgang besteht grundsätzlich für jeden bewegten Körper auch im Gesamtsystem der rotierenden Erde und ist bestimmt von ihrer Drehgeschwindigkeit, ihrem Breitengrad, der Objektgeschwindigkeit, seiner Masse und dem Winkel zwischen seiner Bewegungsrichtung und der Drehachse des Bezugssystems. Entdeckt wurde diese Tatsache vom französischen Physiker G. Coriolis (1792-1843). Sie ist in der Flugtechnik bei hohen Fluggeschwindigkeiten von entscheidender Bedeutung.

An inertial force determined by the circumferential speed acts on an object resting at the edge on a rotating disk. This force becomes noticeable when the disk comes to an abrupt standstill, because the object is propelled away from its base at right angles to the radius line (centrifugal force). This would not be the case at the center of the disk. If the object moves on the rotating disk in a straight line from the edge towards the center, the inertial force drives it away in a decreasing function from the straight path in the direction of rotation (Coriolis force). This process exists in principle for each moved body also in the total system of the rotating earth and is determined by its rotation speed, its latitude, the object speed, its mass and the angle between its movement direction and the rotation axis of the reference system. This fact was discovered by the French physicist G. Coriolis (1792-1843). It is of crucial importance in aeronautics at high flight speeds.

 

LN3 System

Der Starfighter-Fluzeugführer hatte zum LN3-Trägheitsnavigationssystem über die Steuerungseinheit (Control Unit) und die Ausrichtungssteuerung (Align Control) Zugriff zum versteckten Analogcomputer. Die Trägheitsplattform (Inertial Platform) und das Anpassungsgerät zwischen Mechanik und Elektronik (Adapter) waren isoliert montiert. Das Plattformgehäuse enthielt ein Vier-Kardanrahmensystem, in dem die Plattform aufgehängt war mit ihren zwei Hochgeschwindigkeitskreiseln, 90° zueinander montiert, und einem X-, einem Y- und einem Z-Beschleunigungsmesser – raumstabil und unabhängig von sämtlichen Flugzeugmanövern. Die Signale der Beschleunigungsmesser stellten die Ausgangsbasis für alle Berechnungen dar zum Zweck der kontinuierlichen Bestimmung von Position und Kurs über der Erdoberfläche. Dazu musste vor dem Abflug vom Align Control-Gerät über den Analogcomputer ein LN3-eigenes Koordinatensystem berücksichtigt werden („Gitter-Nord“). Nach wenigen Minuten war der Starfighter innerhalb ± 25° Ost-West-Operationsbereich startbereit.

The starfighter pilot had access to the LN3 inertial navigation system via the control unit (Control Unit) and the alignment control (Align Control) to the hidden analog computer. The Inertial Platform and the adapter between the mechanics and the electronics were mounted in isolation. The platform housing contained a four-gimbal frame system with its two high-speed gyroscopes, 90 degrees to each other mounted, and its one X-, one Y- and one Z-accelerometer – spatially stable and independent of all aircraft maneuvers. The signals from the accelerometers provided the starting point for all calculations for the purpose of continuous determination of position and heading above the earth's surface. For this purpose before takeoff the Align Control had to consider via the analogue computer a separate LN3 coordinate system ("grid north"). After a few minutes, the Starfighter was within ± 25° of the east-west operational range.

 

Schuler-Schwingung

Nur wenige Monate nach meiner Einstellung wurde ich mit der Ausbildung und Einweisung neuer Kollegen betraut – eine hohe Anforderung und Herausforderung, und ich übernahm die Leitung einer technischen Gruppe, 15 Leute, die mit mir im Wechselschichtdienst eingesetzt waren. Drei Schichten arbeiteten rund um die Uhr. Defekte Bauteileträger (einsteckbare Leiterplatten) wurden in der Kartentest-Abteilung repariert. Sie waren auf der Bauteileseite komplett mit Epoxidharz gegen Feuchtigkeitseinfluss isoliert. Auswechseln eines defekten Bauteiles bedeutete sein Herauskratzen aus der hart gewordenen Epoxidschicht. Teure Siliziumtransistoren, Hochpräzisionswickeldrahtwiderstände und weitere elektronische Baukomponenten der ersten Güte versprachen (und hielten) die notwendige Langzeit- und Temperaturstabilität zur sicheren Navigation des Starfighters in allen seinen Manövern.

Just a few months after I was hired, I was entrusted with the training and instructing new colleagues – a high demand and challenge, and I took over the management of a technical group, 15 people, who were assigned to alternating shifts with me. Three shifts worked around the clock. Defective component carriers (insertable printed circuit boards) were repaired in the card test department. They were completely insulated on the component side with epoxy resin to insulate them from the effects of moisture. Replacing a defective component meant scratching it out of the hardened epoxy layer. Expensive silicon transistors, high-precision winding wire resistors and other electronic components of the first quality promised (and delivered) the necessary long-term- and temperature stability for safe navigation of the Starfighter in all its maneuvers.

 

Trouble Shooting

Viele langwierige Testprozeduren bedeuteten im Systemtest großen zeitlichen Aufwand, die Abläufe wurden mit im Teststand integriertem Mehrkanal-Scheibgerät dokumentiert und mussten fachmännisch analysiert werden, um auch jeden Kurzzeitfehler zu entdecken. Bald war es mir möglich, bestimmte Testablaufprozduren ohne Funktionsdefizite auf ein ökonomisches Minimum zu kürzen. Ich verfasste dann ein vielseitiges Handbuch, das System im Fehlerfall betreffend, zum besseren Verständnis der Techniker und der Piloten. Den Teil der mechanischen Ausfallmöglichkeiten trug H. Hertlein bei. Alles das wurde mit mechanischer Schreibmaschine verfasst, im Hause Plath vielfach gebunden und vielfach vervielfältigt und herausgegeben.

Many lengthy test procedures meant a great deal of time in the system test. The procedures were documented with a multichannel writing device integrated in the test stand and had to be expertly analyzed in order to detect every short-term error. Soon it was possible to shorten certain test procedures to an economical minimum without functional deficits. I then wrote a versatile manual, concerning the system in the event of a fault, for the better understanding of the technicians and the pilots. H. Hertlein contributed the mechanical failure part. All this was written with a mechanical typewriter, bound many times in Plath's house and duplicated and published many times.

 

Herbert Schill, E. Andersem, 1967

Hier befinden wir uns in Freiburg/Breisgau bei Litef, wohin der gesamte Elektronikbereich verlagert wurde – eingeschlossen meine Familie mit mir, dazu einige Fachleute aus Hamburg, die mit der Umsiedlung keine Probleme hatten. Die große Wandtafel zur rechten Hand von H. Schill offenbart Erklärungsaufzeichnungen für neu eingestellte Fachleute, die deutschlandweit durch Werbekampagnen von der Existenz der Litton-Unit in Freiburg erfahren und sich auf die Reise begeben hatten. Es kamen mehr Menschen, als wir benötigten, aber es waren auch mehr als ernsthaft und notwendigerweise fachlich brauchbar.

Here we are in Freiburg/Breisgau at Litef, where the whole electronics division was relocated – including my family with me, plus some specialists from Hamburg, who had no problems with the relocation. The large blackboard on the right hand of H. Schill reveals explanatory notes for newly recruited specialists, who were nationwide made aware about the existence of the Litton unit in Freiburg through advertising campaigns, and they went on the journey. There came more people than we needed, but they were also more than seriously and necessarily professionally useful.