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Peil- und Blindlandungssystem für Luftfahrzeuge.
Die Erfindung betrifft ein Peil-und Blindlandungssystem für Luftfahrzeuge.
Die bekannten Systeme dieser Art gestatten es dem Piloten, einen richtigen Kurs nach dem Flugplatz nur in kleinen Höhen, etwa von 35 Metern, zu steuern und geben ihm keine genaue Anzeige über seine tatsächliche Höhe bzw. seinen genauen Abstand vom Landungspunkt ; infolgedessen muss der Gleitwinkel des Flugzeuges bei seiner Landung mehr oder weniger vom Piloten geschätzt werden, was ein hohes Mass von Erfahrung und Geschicklichkeit von seiten des Piloten erforderlich macht.
Die vorliegende Erfindung schafft ein System, dass die Blindlandung erleichtert und dem Piloten den Gleitwinkel anzeigt, den er bei der Landung einzuschlagen hat und innehalten muss, bis die Landung erfolgt ist, so dass er selbst beim Landen in Nebel nur die normale Geschicklichkeit für die Landung zu besitzen braucht.
Das System gemäss der Erfindung enthält folgende Elemente : eine Einrichtung zum Aussenden eines scharf gerichteten Radiostrahles ; eine Einrichtung zumAuf-und Abwärtsschwingen dieses Strahles, so dass er seinen Neigungswinkel gegenüber dem Erdboden verändert ; eine Einrichtung zur verschiedenartigen Kennzeichnung dieses Strahles für verschiedene Neigungswinkel. Auf diese Weise wird der Pilot eines Luftfahrzeuges, das mit einem geeigneten Radioempfänger ausgeriistet ist, durch die besondere Kennzeichnung des Signals, das er erhält, wenn der Richtstrahl auf sein Fahrzeug auffällt, über den Winkel dieses Strahles gegenüber Erde informiert.
Vorzugsweise wird die Kennzeichnung des Richtstrahles durch verschiedene Modulationsfrequenzen bewirkt und vorzugsweise enthält auch die Sendestation auf dem Erdboden zusätzlich zu der Einrichtung zum Aussenden des vertikal schwingenden Richtstrahles eine Einrichtung zur ungerichteten Strahlung, moduliert mit geeigneter Information von identifizierender und belehrender Art, beispielsweise über den Namen des Flugplatzes und die Windrichtung.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die notwendige Information dem Piloten sichtbar übermittelt, d. h. die Maschine ist mit einem Fernsehempfänger ausgerüstet, der so ausgebildet und angeordnet ist, dass er ein Bild wiedergibt, von dem ein Teil der Modulation entspricht, die ungerichtet gesendet wird, und der verbleibende Teil (der erscheint, wenn Richtstrahlung empfangen wird) aus einem Bild odereinem sonstigen Zeiehen besteht, das sieh dureh die Modulation des Richtstrahles bestimmtund kennzeichnend für die Neigung dieses Strahles ist.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Sendesystem gemäss der Erfindung. Dieses enthält einen ungerichteten Sender 1, der etwa mit einer Wellenlänge von neun Metern arbeitet, und einen scharf gerichteten Ultra- kurzwellen-Strahlwerfer 2, der beispielsweise mit einer Wellenlänge von 50 cm arbeitet und etwa eine Dipolantenne 3 im Brennpunkt eines parabolischen Reflektors 4 enthält. Es ist eine (in Fig. 1 nicht dargestellte) Einrichtung vorgesehen, um den Strahl auf einem bestimmten Bogen in einer senkrechten Ebene auf und ab zu schwingen.
Dieses Schwingen erfolgt beispielsweise gemäss Fig. 2 dadurch, dass das Aggregat Reflektor minus Antenne durch einen Quadranten 5 und ein entsprechendes Getriebe durch einen nicht dargestellten Elektromotor geschwenkt wird, dessen Feld durch Schalter umgekehrt wird, die betätigt werden, wenn das Aggregat das Ende seines Hubes erreicht. Der Kurzwellenstrahl wird durch Tonfrequenzen moduliert, die zu bestimmten Zeiten während der Schwingungen zugeführt werden, so dass die Tonfrequenzmodulation zu jeder Zeit kennzeichnend für die Neigung des Strahles zu dieser Zeit ist. Wenn z. B. der Strahl horizontal ist, kann eine 50periodige Modulation zugeführt werden, bei 50
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über der Horizontalen eine 100periodige, bei 10 über der Horizontalen eine 200periodige usw.
Das Gerät zur Tonmodulation ist schematisch bei 6 dargestellt.
Der ungeriehtete Sender 1 wird durch einen Fernsehsender 7 mit Signalen moduliert, die einem Bild 8 entsprechen, das den Flugplatz angibt und sonstige gewünschte Informationen enthält ; die beiden Sender-Modulationensindmiteinanderverbunden, beispielsweisedurcheinedrehendeKontaktvorrichtung9, 10, die auf der Motorwelle 11 für die Abtastscheibe 12 des Fernsehgerätes 7 sitzt, derart, dass, wenn der ungerichtet Sender moduliert wird, der Richtsender nicht moduliert wird und umgekehrt.
Das Gerät 13 zur Umwandlung der Licht- und Schattenänderungen des Bildes 8 in Stromimpulse und zur Verstärkung dieser Impulse kann von beliebiger bekannter Art sein.
Die ungerichtet gesendete Modulation besteht etwa aus einem Bild, das den Namen des Flugplatzes und sonstige Informationen, beispielsweise über die Windrichtung, enthält. Diese Modulation nimmt nicht die ganze Fläche des Bildschirmes, sondern nur einen Teil davon ein, wie in Fig. 3 gezeigt.
Es werde beispielsweise angenommen, dass das Fernsehsystem eine Bildfläche 15mal pro Sekunde mit 50 Zeilen abtaste ; dann kann die Fernseh-Modulation der ungerichteten Strahlung so angeordnet sein, dass sie erst mit der 20. Abtastzeile anfängt und bei der 50. Zeile aufhört, so dass 20 Zeilen der gesamten Bildfläche frei bleiben. In diesem Falle ist das Aggregat 9, 10 so mit dem ungerichteten Sender und dem Strahlwerfer verbunden, dass während der 20 "leeren" Zeilen der ungerichtet Sender die Modulation Null und während des Restes der Zeilen der Strahlwerfer die Modulation Null hat.
Das Bild 8 kann als Schablone mit durchsichtigen Buchstaben ausgebildet werden, von denen ein Abbild auf der Nipkow-Scheibe 12 oder einer andern Abtastvorrichtung fokussiert wird, so dass sich Bildsignale ergeben, die der Beschriftung der Schablone entsprechen und die dann den ungerichteten Sender modulieren.
Die Modulation des Strahlwerfers erfolgt durch eine Reihe von (nicht gezeichneten) Frequenzgeneratoren derart, dass die zu einem gewissen Zeitpunkt ausgesandte Tonfrequenz dem Neigungswinkel des Strahles zu dieser Zeit entspricht.
Ein Flugzeug, das nach diesem System arbeiten soll, wird mit zwei Radioempfängern ausgerüstet : einem zum Empfang der 9-m-Welle und dem andern zum Empfang der 50-cm-Welle ; die Modulationsausgänge von diesen beiden Empfängern werden kombiniert und einem Fernsehempfänger zugeführt, der auf diese Weise ein Gesamtbild wiedergibt, das zum Teil aus den Worten od. dgl. besteht, die ungerichtet gesendet sind, und zum Teil aus einem Muster besteht, das der besonderen Tonfrequenz entspricht, die empfangen worden ist. Dieses Muster, das auf der linken Seite von Fig. 3 für den Fall von Tonfrequenzmodulation wiedergegeben ist, besteht aus einer Reihe von dicken schwarzen schrägen
Strichen, deren Anzahl und Lage von der Tonfrequenz abhängt.
Diese Muster können bezüglich ihrer Lage und Art normalisiert sein, so dass der Pilot beim Erblicken eines dieser Muster über den notwendigen
Gleitwinkel für die Landung informiert wird.
Bei der Blindlandung muss demnach der Pilot folgendermassen verfahren.
Das Flugzeug wird bei der Annäherung an den Flugplatz zuerst die ungeriehtete Sendung empfangen ; diese hält den Fernsehempfänger in Gleichlauf und verursacht die Wiedergabe eines Bildes, bestehend aus der ungerichteten gesendeten Information zusammen mit einem leeren Teil. Das Flugzeug beschreibt dann einen kreisförmigen Kurs um den Flugplatz, bis es den Richtstrahl empfängt, der durch den Ultrakurzwellensender gesandt ist, worauf der leere Teil des Bildes durch eine Angabe ausgefüllt wird, die den Piloten über den Gleitwinkel informiert, den er für die Landung verfolgen muss. Diesem
Gleitwinkel folgt nun der Pilot, wie Fig. 2 erkennen lässt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen worden, dass der Richtstrahl durch
Tonfrequenzen moduliert wird. Diese Modulationsart ist deswegen gewählt, weil es in dem gegenwärtigen
Stadium der Entwicklung der Ultrakurzwellentechnik praktisch schwierig ist, eine komplexe Modulation zu senden. Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf die Verwendung von Tonfrequenzmodulation, da es von dem praktischen Navigations-Gesichtspunkt aus vorzuziehen wäre, den Richtstrahl so zu modulieren, dass man eine bildlich Wiedergabe der Worte erhält, die den gewünschten Gleitwinkel an- geben ; mit andern Worten, es wäre anstatt einer Tonfrequenzmodulation des Richtstrahles eine Bild- modulation vorzuziehen, bestehend aus Wörtern, die den Winkel des Strahles zu jeder Zeit angeben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Peil-und Blindlandungssystem für Luftfahrzeuge, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum
Aussenden eines scharf gerichteten Radiostrahles, der auf und ab geschwenkt werden kann, so dass sich sein Neigungswinkel gegenüber dem Erboden verändert, und der entsprechend dem jeweiligen Neigungs- winkel verschiedenartig gekennzeichnet wird.