CH397009A - Navigationsanlage für ein lenkbares Luftfahrzeug - Google Patents

Navigationsanlage für ein lenkbares Luftfahrzeug

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CH397009A
CH397009A CH530460A CH530460A CH397009A CH 397009 A CH397009 A CH 397009A CH 530460 A CH530460 A CH 530460A CH 530460 A CH530460 A CH 530460A CH 397009 A CH397009 A CH 397009A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
pointer
voltage
radio station
distance
aircraft
Prior art date
Application number
CH530460A
Other languages
English (en)
Inventor
Stuart Perkins Earl
Original Assignee
Butler Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Butler Co filed Critical Butler Co
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Publication of CH397009A publication Critical patent/CH397009A/de

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Navigation (AREA)

Description


  
 



  Navigationsanlage für ein lenkbares Luftfahrzeug
Gegenstand der Erfindung ist eine Navigationsanlage für ein lenkbares Luftfahrzeug mit Schaltungen zur Erzeugung zweier Spannungen, deren Grössen die Abstände des Luftfahrzeuges von einer Boden Funkleitstelle in der   Nord-Süd- bzw.    Ost-West-Richtung wiedergeben, mit einem Kreuzzeigermessinstrument, dessen Skala um einen Bezugspunkt, der das Bild eines Geländepunktes ist, drehbar ist, und mit einem Sollflugrichtungszeiger auf der Skalenfläche, ferner mit einer um eine Achse um die   Skalenfläche    und gegen den Zeiger drehbaren Azimutskala, wobei ein vertikaler, nach rechts und links vom Bezugspunkt bewegbarer Zeiger und ein horizontaler, oberhalb und unterhalb des Bezugspunktes bewegbarer Zeiger und auf die beiden Spannungen ansprechende Messwerke zur vertikalen bzw.

   horizontalen Bewegung der Zeiger vom Bezugspunkt vorgesehen sind, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung für die Bezugspunktskalenfläche, um den Sollrichtungszeiger und die Azimutskala so drehen zu können, dass der Sollrichtungszeiger in eine vertikale, nach oben gerichtete Stellung kommt, und gekennzeichnet durch eine zusätzliche Verstellvorrichtung zur Regelung der Erregung der auf die eine der Spannungen ansprechenden Vorrichtung im Sinne einer Verschiebung des vertikalen Zeigers aus seiner Stellung in Abstand vom Bezugspunkt bis in diesen Bezugspunkt in Ausrichtung mit dem Sollrichtungszeiger und zur Regelung der Erregung der auf die andere Spannung ansprechenden Vorrichtung zur Verschiebung des Horizontalzeigers aus seiner Stellung in Abstand vom Bezugspunkt in eine Stellung, die den Abstand des Luftfahrzeuges von der Funkleitstelle wiedergibt,

   so dass das Luftfahrzeug nach dem Instrument unabhängig von der tatsächlichen Lage der Sollrichtung gemäss einer als Nordrichtung simulierten   Sofirichtung    geflogen werden kann.



   Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert.



   Fig. 1 zeigt perspektivisch und etwas schematisch gehalten eine Übersicht eines Ausführungsbeispieles der   Navigationsvorrichtung;   
Fig. 2 zeigt die Position eines Luftfahrzeuges gegenüber einer Funkstation und einem Streckenpunkt;
Fig. 3 ist die Vorderansicht eines Kreuzzeigermessinstrumentes, das die relativen Stellungen der Scheibe und der Horizontal- und Vertikalzeiger in dem Augenblick zeigt, in dem unter Verwendung eines Kompasswertempfängersynchronis ators eine Ablesung vorgenommen wird, wobei der Schnittpunkt der Zeiger der Position des Luftfahrzeuges gegenüber einem Streckenpunkt entspricht, und
Fig. 4 ist eine der Fig.

   3 ähnliche Ansicht, die jedoch den Seitenteilkreis in eine Stellung gedreht zeigt, die der Fluglinie zu einem Bestimmungspunkt entspricht, wobei der vertikale Zeiger in einer Stellung liegt, die der Fluglinie entspricht, während der horizontale Zeiger in einer Entfernung vom Mittelpunkt liegt, die der Entfernung des Luftfahrzeugs vom Bestimmungspunkt entspricht.



   In Fig. 1 bezeichnet 10 eine Entfernungsmesseinrichtung, die im Luftfahrzeug 12 mitgeführt wird und einen Teil eines Entfernungsfunkmessgeräts bildet, das von einem Funksender an einem Bezugspunkt auf der Erde gesteuert wird. So kann z. B., wie Fig. 2 zeigt, die Funkstation an einem Punkt 11 gelegen sein und das Luftfahrzeug 12 sich an einem Punkt befinden, der genau 25 Meilen westlich der Funkstation 11 liegt und folglich einen Peilwinkel von   270     im Verhältnis dazu aufweist.



   Die Entfernungsmesseinrichtung 10 weist eine Welle 13 auf, die einen Kontaktarm 14 trägt, der mit einem Regelwiderstand 15 in Form eines Potentiometers in Kontakt steht, der bei 16 geerdet ist. Der Kon  taktarm 14 ist durch eine Leitung 17 mit einer als DME-Spannung bezeichneten Gleichspannungsquelle verbunden, die zwischen der Erde 16 und der Leitung 18 wirksam ist und deren Höhe durch die Stellung des Armes 14 gesteuert wird und eine Funktion der Entfernung zwischen Luftfahrzeug und Funksendestation ist.



   Die der Entfernung des Luftfahrzeugs von der Funkstation entsprechende Spannung wird durch die Leitung 18 an einen Sinus-Kosinus-Zerleger 19 angelegt. Diese Vorrichtung besteht aus zwei Impedanzvorrichtungen 20 und 21, von denen jede ein in sich geschlossenes Potentiometer aufweist. Die Leitung 18 ist bei 22 und 23 mit den beiden Impedanzvorrichtungen 20 und 21 verbunden, die bei 24 und 25 an diametral gegenüberliegenden Punkten geerdet sind.



  Die Kontaktarme 26-26' und 27-27' sind auf einer Welle 28 befestigt, um den jeweiligen Kontakt mit den Impedanzvorrichtungen 20 und 21 herzustellen.



  Die Kontaktarme 26-26' sind auf der Welle 28 rechtwinklig zur Stellung der Kontaktarme 27-27' angeordnet.



   Die Welle 28 wird von einem Rundpeilungsanzeiger 29 gesteuert, der in dem Luftfahrzeug untergebracht ist und nicht nur die Richtung anzeigt, in der das Luftfahrzeug fliegen muss, um den Ausgangspunkt der Signale zu erreichen, sondern auch, wie nachfolgend beschrieben werden wird, Verwendung findet, um die Zerlegung der aus dem Entfernungsmessgerät 10 abgeleiteten Spannung in rechtwinklige Koordinaten zu steuern, die so gemessen werden, dass sie in dem Luftfahrzeug dessen Position gegen über dem Bezugspunkt oder auch dessen Position gegenüber einem Streckenpunkt anzeigen. Der Rundpeilungsanzeiger 29 wird ausserdem verwendet, um das Luftfahrzeug auf der gewünschten Flugbahn zu halten und um ablesen zu können, wie weit es von seinem Bestimmungsort entfernt ist.



   Der Rundpeilungsanzeiger 29 gibt eine   270"-Pei-    lung an, welche der Peilwinkel des Luftfahrzeugs 12 ist, von dem zuvor angenommen wurde, dass es sich genau westlich der Funkstation 11 befindet, wie Fig. 2 zeigt.



   Die Entfernungsmesseinrichtung 10 dient in Verbindung mit dem Rundpeilungsanzeiger 29 zur Volloder Teilsteuerung eines Kreuzzeigermessgerätes 32.



  Dieses Gerät weist eine Scheibe 33 auf, die um ihren Mittelpunkt in der nachstehend beschriebenen Weise drehbar ist. Der Scheibe 33 gegenüber ist ein horizontaler oder Entfernungsanzeiger 34 und rechtwinklig zu diesem ein vertikaler oder Kursanzeiger 35 beweglich angeordnet. Die Zeiger 34 und 35 sitzen auf Zeigerwellen 36 bzw. 37, deren Stellungen von Messwerken 38 und 39 gesteuert werden. Sie sind nach Art von Drehspulgalvanometern ausgebildet und haben den Nullpunkt in der Mitte. Das Messwerk 38 wird ganz oder teilweise durch die Spannung gesteuert, welche zwischen den Kontaktarmen   26-26' auftritt,    während das Messwerk 39 ganz oder teilweise von der zwischen den Kontakt armen 27-27' auftretenden Spannung gesteuert wird.



   Im Mittelpunkt der Scheibe 33 befindet sich eine Bezugsposition 40, die durch einen Punkt bezeichnet ist. Wie später ersichtlich sein wird, kann die Bezugsposition 40 die Lage der Funkstation 11, Fig. 2 oder die Lage eines Streckenpunktes 41 darstellen, welcher unter den angenommenen Umständen genau 25 Meilen nördlich der Funkstation 11 liegt. Die Fluglinie zwischen dem Luftfahrzeug 12 und dem Streckenpunkt 41 ist durch die gestrichelte Linie angedeutet, und es wird angenommen, dass das bei 12 befindliche Luftfahrzeug dieser Fluglinie 42 zu seinem Bestimmungspunkt am Streckenpunkt 41 folgt, wo es landen oder zu einem anderen Streckenpunkt weiter fliegen kann.



   Es ist zweckmässig, die Wirkung der an die Erregerspulen der Zeigerausschlagvorrichtungen 38 und 39 gelegten Spannungen variieren zu können, so dass sich unter bestimmten Umständen ein Maximalausschlag der Zeiger 34 und 35 bei minimaler Veränderung der angelegten Spannung ergibt. Zu diesem Zweck wird ein Vorschaltwiderstand 44 zur Messbe  reichs erweiterung    zwischengeschaltet. Er weist einen Bedienungsknopf 45 auf, der vor einer nicht dargestellten Skala beweglich ist, die den betreffenden Grad der Bereichserweiterung anzeigt. Die angeschlossenen Instrumente weisen entsprechende Skalen auf oder ein entsprechender Vorschaltwiderstand wird verwendet, um den wirklichen Zeigerausschlag zu bestimmen.

   Der Knopf 45 ist an einem Ende der Welle 46 befestigt, die an ihrem anderen Ende eine Klinkenscheibe 47 trägt, die mit einer Einklinkfeder 48 zusammen arbeitet, um die Welle 46 in jeder Stellung festzuhalten. Der Vorschaltwiderstand 44 zur Messbereichserweiterung kann so angeordnet werden, dass er je nach Wunsch in jeder von vier oder fünf Stellungen arbeitet.



   Die Welle 46 des Vorschaltwiderstandes 44 trägt vier Kontaktarmpaare 50-51, 52-53, 54-55 und 56-57. Diese Kontaktarmpaare arbeiten jeweils mit entsprechenden Paaren halbkreisförmiger Widerstandselemente 60-61, 62-63, 64-65 und 66-67 zusammen. Jeder Arm eines jeden Kontaktarmpaares ist im Verhältnis zu einem Element der halbkreisförmigen Widerstandselementspaare beweglich und steht mit ihm in Kontakt.



   Der Sinus-Kosinus-Zerleger 19 ist mit dem Vorschaltwiderstand 44 verbunden. Zu diesem Zweck verbinden Leitungen 70 und 71 die Kontaktarme 26-26' und die halbkreisförmigen Widerstandselemente 60-61 miteinander. Leitungen 72 und 73 verbinden die Kontaktarme 50-51 und das Messwerk 38 miteinander. Leitungen 74 und 75 verbinden die Kontaktarme 27-27' und die halbkreisförmigen Widerstandselemente 64-65 miteinander. Die ihnen zugehörigen Kontakt arme 54-55 sind durch Leitungen 76 und 77 mit dem Messwerk 39 verbunden.



  Beim Einsatz des soweit beschriebenen Geräts werden die Stellungen der Zeiger 34 und 35 in   tlberein-    stimmung mit der Position des Luftfahrzeugs gegen   über der Funksendestation gesteuert, und ihr Schnittpunkt gibt gegenüber der Bezugsposition 40 auf der Scheibe 33 die Position des Luftfahrzeugs, bezogen auf die Funkstation, an. Durch Veränderung der Lage des Vorschaltwiderstandes 44 kann die Skala, an der die Position des Luftfahrzeuges gegenüber der Scheibe 33 gezeigt wird, nach Wunsch verändert werden.

   Unter den angenommenen Umständen, nämlich dass das Luftfahrzeug sich genau 25 Meilen westlich der Funkstation befindet, wie in Fig. 2 dargestellt, würde der horizontale Zeiger 34 eine solche Lage einnehmen, dass er durch die Bezugsposition 40 hindurch geht, während der vertikale Zeiger 35 sich nach links in einer Lage befinden würde, die einer Entfernung von 25 Meilen von der Bezugsposition 40 entspricht.



   Da es zweckmässig ist, für die Ortsbestimmung einen Streckenpunkt wie z. B. den Streckenpunkt 41 in Fig. 2 zu verwenden, wird ein Streckenpunktwähler 78 benutzt. Es wird vorausgesetzt, dass der geographische Ort des Streckenpunktes dem Pilot bekannt ist und dass seine Koordinaten bezüglich der Funkstation festgelegt sind. Soll nach einem Strekkenpunkt unter Benutzung von Signalen einer davon entfernt gelegenen Funkstation navigiert werden, wird der Streckenpunktwähler 78 eingestellt, um die Funktion des Kreuzzeigermessinstrumentes 32 umzuwandeln. Nach dieser Umwandlung entspricht die Bezugsposition 40 dem geographischen Ort des Strekkenpunktes und nicht dem geographischen Ort der Funksendestation.



   Der Streckenpunktwähler 78 weist Mittel auf, die eine Gleichspannung liefern, welche eine Funktion der Entfernung zwischen der Funkstation und dem Streckenpunkt ist, der angeflogen werden soll. Diese Spannung wird durch einen Regelwiderstand 79 in Form eines Spannungsteilers variiert, der mit einem über eine Leitung 81 mit einer Spannungsquelle verbundenen Kontaktarm 80 Kontakt hat. Der Kontaktarm 80 ist auf einer Welle 82 befestigt, welche einen Knopf 83 trägt, der gegenüber einer nicht dargestellten in Meilen   geeichten    Skala beweglich ist.

   Beispielsweise wird, wenn der Streckenpunkt 41 25 Meilen von der Funkstation entfernt liegt, der Knopf 83 in eine entsprechende Stellung gedreht, so dass zwischen der Erde 84 und einer Leitung 85 eine Gleichspannung herrscht, welche eine Funktion der Entfernung ist und in diesem speziellen Fall den 25 Meilen zwischen der Funkstation und dem Streckenpunkt entspricht.



   Um die der Entfernung zwischen Funkstation und Streckenpunkt entsprechende Spannung in rechtwinklige Koordinaten zu zerlegen, wird ein   Sinus-Kosi-    nus-Zerleger 86 verwendet, der dieselbe Bauweise wie der Sinus-Kosinus-Zerleger 19 aufweist und Impedanzvorrichtungen 88 und 89 hat, mit denen die Leitung 85 bei 90 und 91 verbunden ist. Sie sind bei 92 und 93 an diametral entgegengesetzten Punkten geerdet. Auf einer Welle 96 rechtwinklig zueinander befestigte Kontaktarme 94-94' und   95-95' arbeiten    mit den Impedanzvorrichtungen 88 und 89 zusammen. Die Welle 96 trägt einen Knopf 97, der vor einer nicht dargestellten in Graden geeichten Skala drehbar ist. Für die Ortung des Streckenpunktes 41 genau nördlich der Funkstation 11 würde der Knopf 97 in   0 -Stellung    gedreht werden.



   Der Sinus-Kosinus-Zerleger 86 ist über den Vorschaltwiderstand 44 zur Erweiterung des Messbereichs mit dem Kreuzzeigermessinstrument 32 verbunden. Zu diesem Zweck verbinden Leitungen 98 und 99 die Kontaktarme 94-94' und die halbkreisförmigen Widerstandselemente 62-63 miteinander.



  In gleicher Weise verbinden Leitungen 101 und 102 die Kontaktarme 95-95' und die halbkreisförmigen Widerstandselemente 66-67 miteinander. Die Leitungen 72 und 73 verbinden gemeinsam die entsprechenden Kontaktarme 50-51 und 52-53 und die Leitungen 76 und 77 verbinden gemeinsam die entsprechenden Kontaktarme 54-55 und 56-57 miteinander. Diese Verbindungen gestatten die Änderung der Betriebsspannungen, die von dem Sinus-Kosinus Zerleger 19 an die Messwerke 38 und 39 je nach der Lage des vom Streckenpunktwähler 78 ausgewählten Streckenpunktes angelegt werden. Auch die Einstellung des Messbereichs oder der Skala, vor der die Zeiger 34 und 35 ausschlagen, wird von dem Vorschaltwiderstand 44 gesteuert.



   Die Scheibe 33 des Kreuzzeigermessinstrumentes 32 ist als beweglich beschrieben worden. Insbesondere ist sie um eine durch die Bezugsposition 40 rechtwinklig zur Scheibe 33 gehende Achse beweglich. Zu diesem Zweck wird ein Kompasswertemp fängersynchronisator 103 verwendet. Er wird über Leitungen X-Y-Z durch einen Differentialsynchronmotor 104 von einem Mechanismus angetrieben, der nach der Richtung des magnetischen Nordpols arbeitet. Es kann ein Missweisung anzeigender Kompass sein. So gibt die Stellung eines Zeigers 105 neben dem Rand der Scheibe 33 gegenüber dem Seitenteilkreis 106 den Kurs des Luftfahrzeugs gegenüber der nördlichen Missweisung an.

   Unter den angenommenen Umständen, nämlich dass das Luftfahrzeug 12 sich in Fig. 2 bei 12 befindet, wird der Zeiger 105 auf der Scheibe 33 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung verharren und gibt somit an, dass das Luftfahrzeug sich in nordöstlicher Richtung bewegt.



   Es ist vorgesehen, dass die Stellungen der Scheibe 33, des Sinus-Kosinus-Zerlegers 19 und des Sinus Kosinus-Zerlegers 86 zusammen mit der Stellung des Seitenteilkreises 106 gleichzeitig verschoben werden, damit der vertikale Zeiger 35 in die Mitte der Scheibe 33 zu liegen kommt und durch die Bezugsposition 40 hindurchgeht, während der horizontale Zeiger 34 unterhalb der Bezugsposition 40 in einem Abstand eingestellt wird, der der Entfernung des Luftfahrzeugs entweder von der Funkstation 11 oder dem Streckenpunkt 41 entspricht. Nach vorgenommener Einstellung wird der vertikale Zeiger 35 dann zu einem Kursanzeiger, während der horizontale Zeiger zu einem Entfernungsanzeiger wird.

   Je nach Einstel  lung des Vorschaltwiderstandes 44 kann die Stellung des horizontalen Zeigers 34 genau wiedergeben oder auch nicht wiedergeben, wie weit das Luftfahrzeug entweder von der Funkstation 11 oder dem Streckenpunkt 41 entfernt ist. Wie später ersichtlich sein wird, sind besondere Mittel vorgesehen, um die Entfernung des Luftfahrzeugs von der Funkstation oder dem Streckenpunkt genau anzugeben.



   Hier wird nun gleichzeitige Einstellung mehrerer Elemente ausschliesslich durch mechanische Mittel bewirkt. Es wird vorausgesetzt, dass die Zeichnung schematisch ist und dass verschiedene Hilfsvorrichtungen verwendet werden können.



   Die Art und Weise, wie diese gleichzeitigen Bewegungen vor sich gehen, wird nunmehr beschrieben werden. Der Seitenteilkreis 106 ist drehbar befestigt und seine Peripherie ist mit Verzahnung 107 versehen, die mit den Zähnen eines Ritzels 108 kämmt, das auf einer Welle 109 befestigt ist. Auf dieser Welle ist ein Knopf 110 befestigt, um sie von Hand drehen zu können. Auf der Welle 109 ist ferner ein zweites Ritzel 111 befestigt, das in ein Zahnrad 112 eingreift, welches zwecks Verschiebung der Scheibe 33 den Läufer des Differentialsynchronmotors 104 rotieren lässt. Am anderen Ende der Welle 109 sitzt ein Kegelrad 113, das über ein Kegelrad   113' mit    einer Welle 114 in Antriebsverbindung steht, auf der ein Kegelrad 115 sitzt, das ein weiteres Kegelrad 115' antreibt, das von einer Querwelle 116 getragen wird.



  Letztere steht über Kegelräder 117 und 117' in Antriebsverbindung mit einer Welle 118, die ein Ritzel 119 trägt. Das Ritzel 119 treibt einen Zahnkranz 120 an, der mit den Impedanzvorrichtungen 20 und 21 durch Isolierungsarme 121 in mechanischer Verbindung steht, um sie gemeinsam um die Umdrehungsachse der Welle 28 rotieren zu lassen. Da beliebige geeignete Mittel vorgesehen werden können, um die Impedanzvorrichtungen 20 und 21 drehbar zu lagern, ist ihre Anordnung nur schematisch dargestellt. Die Verbindungen bei 22 und 23 und die Erdableitungen bei 24 und 25 erfolgen durch geeignete Bürsten und Schleifringe. Die Querwelle 116 steht über Kegelräder 122 und   122' ferner    mit einer Welle 123 in Antriebsverbindung, welche ein Ritzel 124 trägt.

   Dieses Ritzel 124 arbeitet mit einem Zahnkranz 125 zusammen, mit dem die Impedanzvorrichtungen 88 und 89 durch Isolierungsarme 126 verbunden sind. Die Lagerung der Impedanzvorrichtungen 88 und 89 zwecks Rotation um die Umdrehungsachse der Welle 96 ist dieselbe, wie sie für die Impedanzvorrichtungen 20 und 21 beschrieben wurde. Wenn der Knopf 110 gedreht wird, um die Welle 109 in Umdrehung zu versetzen, wird der Seitenteilkreis 106 zusammen mit einer ähnlichen Drehung der Scheibe 33 und entsprechender Drehung der Impedanzvorrichtungen 20-21 und 88-89 gedreht. Die Art und Weise, wie derartige gleichzeitige Einstellungen angewendet werden, wird im folgenden dargelegt.



   Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist auf der Scheibe 33 eine Einteilung 127 vorgesehen. Diese Einteilung 127 besteht aus zwei Sätzen von je fünf Punkten längs einer Linie, die durch die Bezugsposition 40 in der Mitte der Scheibe 33 hindurchgeht. Diese Linie verläuft rechtwinklig zu einer Linie, die sich von dem Zeiger 105 durch die Bezugsposition 40 erstreckt.



  Längs der letzteren Linie sind neun Punkte vorgesehen, die eine Einteilung 128 bilden, welche naturgemäss im rechten Winkel zur Einteilung 127 verläuft.



  Die Punkte der Einteilung 127 und 128 sind in gleichmässigem Abstand voneinander angeordnet und werden in Verbindung mit den Zeigern 34 und 35 zur   Entfernungsanzeige    benutzt.



   Unter bestimmten Bedingungen wenn der Vorschaltwiderstand 44 so eingestellt ist, dass die Zeiger 34 und 35 mit relativ grossem Ausschlag arbeiten und das Navigationssystem so abgestimmt ist, dass der Zeiger 35 sich in der Mitte der Scheibe 33 befindet und durch die Bezugsposition 40 hindurchgeht, würde der Zeiger 34 dazu neigen, über die Einteilung hinaus auszuschlagen. Um den Ausschlag zu begrenzen, findet ein Anschlag 129 Verwendung. Wenn der Zeiger 34 gegen den Anschlag 129 anschlägt, liefert er keine genaue Anzeige mehr. Dieser Situation wird jedoch auf nachstehend beschriebene Art und Weise vorgebeugt.



   Um anzeigen zu können, wie weit das Luftfahrzeug von der Funkstation oder dem Streckenpunkt entfernt ist, wenn der Vorschaltwiderstand 44 so eingestellt ist, dass der horizontale Zeiger 34 am Anschlag 129 liegt, ist ein Voltmeter 130 vorgesehen.



  Dieses Voltmeter ist mit den Leitungen 70 und einer Leitung 131 verbunden, die mit der bereits erwähnten Leitung 71 verbunden ist. Die zwischen den Leitungen 70 und 131 auftretende Spannung ist eine Funktion der Entfernung des Luftfahrzeugs entweder von der Funkstation oder dem Streckenpunkt, wenn das System so eingestellt ist, dass der Zeiger 35 sich in der Mitte der Scheibe 33 befindet und durch die Bezugsposition 40 hindurchgeht. Das Voltmeter 130 weist einen Zeiger 133 auf, der vor einer in Meilen geeichten Skala 134 arbeitet.



   Die Spannung zwischen den Leitungen 70 und 131 ändert sich in Abhängigkeit von der Bodengeschwindigkeit des Luftfahrzeugs und zeigt die Bodengeschwindigkeit somit an. Zu diesem Zweck ist ein Kondensator 135 zwischen den Leitungen 70 und 131 mit einem Mikroamperemeter 136 in Reihe geschaltet, Das   Mikroamperemrter    136 misst die Entladung des Kondensators 135 und überträgt sie in den Ausschlag eines Zeigers 137 gegenüber einer in Meilen pro Stunde geeichten Skala 138.



   Sobald das Luftfahrzeug den Bestimmungspunkt überfliegt, ändert die Spannung zwischen den Leitungen 70 und 131 die Polarität. Diese Eigentümlichkeit wird durch Verwendung eines polarisierten Relais 139 ausgenutzt, dessen Spule mit den Leitern 70 und 131 verbunden ist. Das Relais 139 ist mit einem beweglichen Kontakt 140 versehen, der so angeordnet ist, dass er je nach der Richtung der Polaritätsänderung entweder einen stationären Kontakt 141 oder  einen stationären Kontakt 142 berührt. Folglich wird das polarisierte Relais 139, wenn das Luftfahrzeug den Bestimmungspunkt überfliegt, von einer Stellung in die andere bewegt. Diese Arbeitsweise des polarisierten Relais 139 lässt sich mit Vorteil benutzen, um jede gewünschte Operation auszuführen.



   Bei der Beschreibung der Anwendung der in Fig. 1 dargestellten und vorstehend beschriebenen Navigationsvorrichtung ist angenommen, dass das Luftfahrzeug sich, wie in Fig. 2 dargestellt, 25 Meilen genau westlich der Funkstation 11 befindet und dass der Streckenpunkt 41 als Bestimmungspunkt ausgewählt wurde, welcher 25 Meilen genau nördlich der Funkstation 11 liegt. In Fig. 3 sind die sich ergebenden Zusammenhänge dargestellt, wenn der Seitenteilkreis 106 die Lage aufweist, die aus Fig. 3 ersichtlich ist, und der Kompasswertempfängersynchronisator 103 durch den Differentialsynchronmotor 104 erregt wird, um die magnetische Ortsbestimmung des Luftfahrzeuges durchzuführen. In Fig. 3 zeigt der Schnittpunkt der Zeiger 34 und 35 an, dass sich das Luftfahrzeug 35 Meilen südwestlich des Streckenpunktes 41 befindet, da sie sich über Punkt 7 der Einteilung 128 schneiden.

   Der Zeiger 105 befindet sich unter einem Winkel von 450 in Nordoststellung.



   Als nächstes dreht der Pilot den Knopf 110 so lange, bis der Zeiger 105 auf der Scheibe 33 sich in die in Fig. 4 dargestellte Stellung bewegt hat, in der der Zeiger 105 senkrecht nach oben weist. Der Seitenteilkreis 106 wird entsprechend gedreht. Eigentlich dreht der Pilot den Knopf 110, bis der Zeiger 35 sich in der Mitte der Scheibe 33 befindet, wo er durch die Bezugsposition 40 hindurchgeht. Dann wird der Zeiger 34 darunter und parallel zur Einteilung 127 gebracht, wobei er von der Bezugsposition 40 aus durch den siebenten Punkt längs der Einteilung 128 hindurchgeht. Der Zeiger 35 gibt nun den Kurs an, den das Luftfahrzeug einhalten muss, um den Streckenpunkt 41 zu erreichen, während die Stellung des Zeigers 34, bezogen auf die Einteilung 128, anzeigt, dass das Luftfahrzeug 35 Meilen von seinem Bestimmungspunkt entfernt ist.

   Dieses Verhältnis besteht nur so lange, wie der Pilot das Luftfahrzeug so führt, dass der Zeiger 35 weiterhin eine durch die Bezugsposition 40 hindurchgehende Lage beibehält.



   Dann stellt der Pilot den Vorverstärker 44 zur Erweiterung des Messbereichs auf die maximale Empfindlichkeit ein. In dieser Stellung zeigt der Abstand von einem Ende der Einteilung 127 bis zum anderen eine Entfernung von 1 Meile an, so dass der fünfte Punkt beiderseits der Bezugsposition 40 eine Entfernung von 1/2 Meile von der Bezugsposition darstellt. Auf diese Weise wird dem Piloten auf der Scheibe 33 ein 1 Meile breiter Flugweg angezeigt, dem er auf Grund der verwendeten Einteilung mit demselben Genauigkeitsgrad wie einer direkt zu dem Bestimmungspunkt führenden Eisenbahnlinie folgen kann.



   Bei diesem maximalen Empfindlichkeitsbereich schlägt jedoch der Zeiger 34 gegen den Anschlag 129 an und zeigt nicht mehr die wahre Entfernung zum Streckenpunkt oder letzten Bestimmungspunkt.



  Dafür zeigt das Voltmeter 130 die Entfernung zum Bestimmungspunkt an, während das Amperemeter 136 die Bodengeschwindigkeit angibt.



   Wenn das Luftfahrzeug unter den dargelegten Umständen den durch den Streckenpunkt 41 dargestellten Bestimmungspunkt erreicht, schneiden sich die Zeiger 34 und 35 über der Bezugsposition 40, das Voltmeter 130 steht auf Null, das Mikroamperemeter 136 gibt weiter die Bodengeschwindigkeit des Luftfahrzeugs an und der Rundpeilungsanzeiger 29 zeigt 1800, welches die ausgepeilte Richtung zur Funkstation ist.



   Der Pilot kann dann einen weiteren Streckenpunkt auswählen und dieselbe oder eine andere Funkstation benutzen und das beschriebene Vorgehen wiederholen, um mit der Navigation fortzufahren. Wenn das Luftfahrzeug unter den angenommenen Umständen den Streckenpunkt 41 überfliegt, schaltet sich das polarisierte Relais 139 von einer Stellung in die andere, so dass man das Umspringen des Kontaktes 140 ausnutzen kann, um jede beliebige gewünschte Steuerungsfunktion auszuführen.   

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Navigationsanlage für ein lenkbares Luftfahrzeug mit Schaltungen zur Erzeugung zweier Spannungen, deren Grössen die Abstände des Luftfahrzeuges von einer Boden-Funkleitstelle in der Nord- Süd- bzw.
    Ost-West-Richtung wiedergeben, mit einem Kreuzzeigermessinstrument, dessen Skala (127, 128) um einen Bezugspunkt, der das Bild eines Geländepunktes ist, drehbar ist, und mit einem Sollflugrichtungszeiger (105) auf der Skalenfläche, ferner mit einer um eine Achse um die Skalenfläche und gegen den Zeiger drehbaren Azimutskala, wobei ein vertikaler, nach rechts und links vom Bezugspunkt bewegbarer Zeiger und ein horizontaler, oberhalb und unterhalb des Bezugspunktes bewegbarer Zeiger und auf die beiden Spannungen ansprechende Messwerke zur vertikalen bzw.
    horizontalen Bewegung der Zeiger vom Bezugspunkt vorgesehen sind, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung (107-112) für die Bezugspunkt skalenfläche (33), um den Sollflugrichtungszeiger (105) und die Azimutskala (106) so drehen zu können, dass der Sollrichtungszeiger (105) in eine vertikale, nach oben gerichtete Stellung kommt, und gekennzeichnet durch eine zusätzliche Verstellvorrichtung (113-121) zur Regelung der Erregung der auf die eine der Spannungen ansprechenden Vorrichtung (39) im Sinne einer Verschiebung des vertikalen Zeigers (35) aus seiner Stellung in Abstand vom Bezugspunkt (40) bis in diesen Bezugspunkt (40) in Ausrichtung mit dem Sollrichtungszeiger (105) und zur Regelung der Erregung der auf die andere Spannung ansprechenden Vorrichtung (38) zur Verschiebung des Horizontalzeigers (34) aus seiner Stellung in Abstand vom Bezugspunkt (40)
    in eine Stellung, die den Abstand des Luftfahrzeuges von der Funkleitstelle (11) wiedergibt, so dass das Luftfahrzeug nach dem Instrument unabhängig von der tatsächlichen Lage der Solirichtung gemäss einer als Nordrichtung simulierten Sollrichtung geflogen werden kann.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Anlage nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein Instrument (130), das auf die Grösse der zweiten Spannung anspricht und unabhängig von dem Kreuzzeigermessinstrument (32) zum Anzeigen des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und der Radiostation (11) dient.
    2. Anlage nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein weiteres Instrument (136), das auf die Än- derung der Grösse der zweiten Spannung anspricht, wenn sich das Fahrzeug im Verhältnis zur Radiostation (11) bewegt, um die Geschwindigkeit des Fahrzeuges anzugeben 3. Anlage nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungen Gleichspannungen sind, dass ein Kondensator (135) auf eine Spannung aufgeladen wird, die der zweiten Spannung entspricht, und dass das weitere Instrument (136) ein Amperemeter enthält, das die Entladung des Kondensators (135) misst, um die genannte Geschwindigkeit anzuzeigen.
    4. Anlage nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein polarisiertes Relais (139), das auf die Änderung der zweiten Spannung anspricht, die vom Passieren der Radiostation (11) durch das Fahrzeug herrührt, welches Relais dazu dient, eine Vorrichtung (140) von einer Stellung in eine andere zu bringen.
    5. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereichsvervielfacher (44) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Empfindlichkeit der die Zeiger bewegenden zweiten Vorrichtung (38) erhöht werden kann.
    6. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kreuzzeigermessinstrument eine horizontale Skala rechts und links des Bezugspunktes und eine vertikale Skala unter dem Bezugspunkt aufweist.
    7. Anlage nach Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch zwei torusförmige Impedanzeinrichtungen (20, 21), an die eine Spannung an sich diametral gegen überliegenden Punkten angelegt ist, und von denen eine eine dem Sinus und die andere dem Kosinus der angelegten Spannung entsprechende Spannung abgibt, wobei die Grösse der angelegten Spannung dem Abstand des Fahrzeuges von der Radio station entspricht, durch ein Kontaktpaar (26, 26';
    27, 27') für jede Impedanzeinrichtung, mit dem dieselbe an diametral gegenüberliegenden Punkten berührt wird, durch eine Welle (28), die beide Kontaktpaare um 90" versetzt trägt, und durch einen mit der Welle (28) verbundenen Rundpeilungsanzeiger (29), um die Kontaktpaare gemäss der Lage des Fahrzeuges im Verhältnis zu der Radiostation in Stellung zu bringen, wobei die Einrichtung (39) zum Bewegen des vertikalen Zeigers mit einem der Kontaktpaare (27, 27') verbunden ist, die Einrichtung (38) zum Bewegen des horizontalen Zeigers mit dem anderen Kontaktpaar (26, 26') verbunden ist und die beiden Impedanzeinrichtungen (20, 21) zusammen um eine gemeinsame Achse relativ zu den Kontaktpaaren (26, 26';
    27, 27') durch die genannten Einstellmittel (107 bis 121) verschiebbar sind, um die Impedanzeinrichtungen (20, 21) in einem Ausmass zu verschieben, das ausreichend ist, um den vertikalen Zeiger (35) in die Bezugsposition (40) und den horizontalen Zeiger (34) in eine dem Abstand des Fahrzeuges von der Radiostation (11) entsprechende Stellung zu verschieben.
    8. Anlage nach Unteranspruch 7, gekennzeichnet durch zwei weitere torusförmige Impedanzen (88, 89), durch noch eine Impedanzeinrichtung (79) zum Anlegen einer Spannung, deren Grösse den Abstand eines bestimmten Punktes (41) auf der Flugstrecke von der Radiostation (11) darstellt, an sich diametral gegenüberliegenden Punkte der weiteren Impedanzen (88, 89) durch ein Kontaktpaar (94, 94'; 95, 95') für jede Streckenpunktimpedanz (88, 89), mit denen dieselbe an sich diametral gegenüberliegenden Punkten berührt wird, durch eine Welle (96), an der beide Streckenpunktkontaktpaare (94, 94';
    95, 95') zusammen aber um 90" versetzt, befestigt sind, um die entsprechende Streckenpunktimpedanz abhängig von der Lage der Radiostation zu berühren, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (39) zum Bewegen des vertikalen Zeigers (35) so angeschlossen ist, dass sie auf die Spannungen zwischen den Kontaktpaaren (27, 27'; 95, 95') zweier der genannten Impedanzeinrichtungen (21, 89) anspricht, die Einrichtung (38) zum Bewegen des horizontalen Zeigers (34) so angeschlossen ist, dass sie auf die Spannungen zwischen den zweiten Kontaktpaaren (26, 26'; 94, 94') zweier anderer der genannten Impedanzeinrichtungen (20, 88) anspricht, dass die weiteren Impedanzeinrichtungen (88, 89) verbunden sind und relativ zu ihren Kontakten (94, 94';
    95, 95') um eine gemeinsame Achse verschiebbar sind und eine zusätzliche Einstelleinrichtung (122 bis 162) zum gleichzeitigen Verschieben aller Impedanzpaare (20, 21; 88, 89) in einem Ausmassvorgesehen ist, das ausreichend ist, um den vertikalen Zeiger (35) in eine von der Bezugsposition (40) und den horizontalen Zeiger (34) in eine von der Bezugsposition (40) abweichende, dem Abstand des Fahrzeuges von dem Streckenpunkt (41) entsprechende Lage zu verschieben.
    9. Anlage nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsänderung zwischen den Kontakten (26, 26'; 94, 94') zweier Impedanzeinrichtungen (20, 88) von dem durch den bestimmten Streckenpunkt (41) passierenden Fahrzeug herrührt.
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