DE102008023040A1

DE102008023040A1 - Flugführungsanzeige für einen Hubschrauber

Info

Publication number: DE102008023040A1
Application number: DE102008023040A
Authority: DE
Inventors: Jorrit van der Spek
Original assignee: Eurocopter Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Helicopters Deutschland GmbH
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2028-05-10
Also published as: PL2116811T3; US8155805B2; DE102008023040B4; EP2116811A3; JP2009269604A; EP2116811B1; EP2116811A2; JP4994420B2; US20090281684A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flugführungsanzeige (10) für einen Hubschrauber, umfassend einen dreidimensionalen, halbkreisförmig ausgebildeten Flugführungstunnel (12) zur Darstellung eines geplaten Flugpfads des Hubschraubers, eine in den Flugführungstunnel (12) integrierte, einen zum Flugführungstunnel (12) entsprechenden Durchmesser aufweisende Kreisfläche (14) zur Darstellung einer longitudinalen Position innerhalb des Flugführungstunnels (12), ein Flugpfad-Vorhersagesymbol (16) zur Darstellung einer Position des Hubschraubers in Bezug zum Flugführungstunnel (12) sowie ein die Fluggeschwindigkeit betreffendes Kommandosignal (18), wobei mittels des Kommandosignals (18) eine Abweichung von einer aus einer Flugplanung vorgegebenen Referenzgeschwindigkeit dargestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flugführungsanzeige für einen Hubschrauber gemäß der dem Patentanspruch 1 angegebenen Art.
Für Starrflügler sind Flugführungsanzeigen mit einer tunnelartigen Darstellung eines geplanten Flugpfades im Raum, sogenannter ”Tunnel in the sky” bekannt. Flugführungssysteme unter Verwendung eines ”Tunnel in the sky” sind jedoch auch für Starrflügler noch nicht für den Instrumentenflug zugelassen.
Die bekannten Flugführungsanzeigen, nachfolgende auch als dreidimensionale Flugführungsanzeige bezeichnet, geben durch die tunnelartige Darstellung des geplanten Flugpfads für den Piloten intuitiv wahrnehmbare Auskunft über die laterale (Heading) und vertikale (Flughöhe) Flugführung. Die bekannten dreidimensionalen Flugführungsanzeigen haben den Nachteil, dass diese keine Auskunft über die longitudinale Flugführung (Fluggeschwindigkeit/Position-Zeit) liefern. Ein weiterer Nachteil ist, dass die bekannten dreidimensionalen Flugführungsanzeigen maßgeblich für Starrflügler entwickelt wurden und daher die flugphysischen Eigenschaften eines Hubschraubers nicht berücksichtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Flugführungsanzeige für einen Hubschrauber zur Verfügung zu stellen, bei dem auch die longitudinale Flugführung, nachfolgend auch als vierte Dimension bezeichnet, intuitiv wahrnehmbar ist und dessen Darstellung die flugphysischen Eigenschaften eines Hubschraubers berücksichtigt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Nach der Erfindung umfasst die Flugführungsanzeige für einen Hubschrauber einen dreidimensionalen, halbkreisförmig ausgebildeten Flugführungstunnel zur Darstellung eines geplanten Flugpfads des Hubschraubers in laterale und vertikale Richtung, eine in den Flugführungstunnel integrierte, einen zum Flugführungstunnel entsprechenden Durchmesser aufweisende Kreisfläche zur Darstellung einer longitudinalen Position innerhalb des Flugführungstunnels, ein Flugpfad-Vorhersagesymbol zur Darstellung einer Position des Hubschraubers in Bezug zum Flugführungstunnel, sowie ein die Fluggeschwindigkeit betreffendes Kommandosignal, wobei mittels des Kommandosignals eine Abweichung von einer aus einer Flugplanung vorgegebenen Referenzgeschwindigkeit dargestellt ist.
Durch die geschwindigkeitsabhängige, entlang des Flugführungstunnels ”gleitende” Kreisfläche ist in vorteilhafter Weise erstmals eine vierdimensionale Flugführungsanzeige zur Verfügung gestellt. Die Kreisfläche dient als eine Referenzfläche, d. h. zum Abfliegen des durch den Flugführungstunnel vorgegebenen Flugpfads hat ein Pilot das Flugpfad-Vorhersagesymbol lediglich innerhalb der Referenzfläche zu halten. Gegenfalls vorzunehmende Korrekturen zur Einhaltung der longitudinalen Flugvorgaben werden mittels des Kommandosignals angezeigt.
In vorteilhafter Weise ist somit eine Flugführungsanzeige zur Verfügung gestellt, welche in vorteilhafter Weise einem Piloten neben einer intuitiv wahrnehmbaren Auskunft über die laterale und vertikale Flugführung auch eine intuitiv wahrnehmbare Auskunft über die longitudinale Flugführung zur Verfügung stellt. Über das Kommandosignal werden die zur Korrektur notwendige Information zentral im Sichtfeld des Piloten dargestellt, sodass eine Abweichung von der longitudinalen Flugführung schon im Ansatz mittels einer Geschwindigkeitszu-, oder -abnahme kompensiert werden kann.
Ein weiterer Vorteil ist, dass der erfindungsgemäß halbkreisförmig ausgebildete Flugführungstunnel im Vergleich zu der für Starrflügler bekannten viereckigen Ausführungsform weniger Lagereferenzinformationen aufweist. Er berücksichtigt daher flugphysische Eigenschaften des Hubschraubers, welche sich maßgeblich vom Starrflügler unterscheiden. Die Flugführung ist somit weniger restriktiv, was für den Hubschauberpiloten eine spürbare Arbeitsentlastung bedeutet.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist in den Flugführungstunnel ein kreisförmiges Referenzgeschwindigkeitssymbol mit einem zum Flugführungstunnel entsprechenden Durchmesser integriert ist. Entsprechend zu der Referenzfläche ”gleitet” auch das Referenzgeschwindigkeitssymbol entlang des Flugführungstunnels, wobei sich das Referenzgeschwindigkeitssymbol im Gegensatz zur Referenzfläche mit Referenzgeschwindigkeit entlang des Flugführungstunnels bewegt. Je nach der longitudinalen Lage des Referenzgeschwindigkeitssymbols zur der kreisförmigen Referenzfläche erscheinen die einen gleichen Durchmesser aufweisenden Symbole aufgrund der perspektiven Projektion unterschiedlich groß. D. h. die Abweichung zwischen Referenzgeschwindigkeitssymbol und Referenzfläche ist ein Maß für die aktuelle Geschwindigkeitsabweichung von der vorgegebenen Referenzgeschwindigkeit. Diese Darstellung hat den Vorteil, dass der Pilot die Abweichung und damit den Umfang der Kompensation intuitiv einschätzen und entsprechend anpassen kann.
Vorzugsweise ist das Kommandosignal eine Spitze aufweisend, pfeilförmig ausgebildet. Im Falle einer erforderlichen Geschwindigkeitszunahme ist die Spitze des Kommandosignals in Richtung des geplanten Flugpfads und im Falle einer erforderlichen Geschwindigkeitsabnahme entgegen zur Richtung des geplanten Flugpfads ausgerichtet. Diese Darstellung erweist sich als besonders vorteilhaft, da hierdurch dem Piloten eine einfach zu deutende, intuitive Darstellung des vorzunehmenden Kommandos gegeben wird.
Da die Anforderung der Flugführung unterschiedlich ist, z. B. sehr enge Vorgaben für einen Landeanflug im Gegensatz zu weniger restriktiven Vorgaben für einen Überlandflug, ist der Durchmesser des Flugführungstunnels einstellbar bzw. an die Flugführung adaptierbar. So ist zum Beispiel für einen Landeanflug ein kleiner Tunneldurchmesser eingestellt, während für den oben erwähnten Überlandflug ein größerer Durchmesser eingestellt ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
In der Beschreibung, in den Patentansprüchen, in der Zusammenfassung und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordnete Bezugszeichen verwendet. Es zeigen:
1 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flugführungsanzeige für einen Hubschrauber;
2 eine weitere Darstellung der erfindungsgemäßen Flugführungsanzeige aus 1; und
3 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flugführungsanzeige für einen Hubschrauber.
In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Komponenten auch mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich oder sinnvoll ist.
1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Flugführungsanzeige für einen Hubschrauber.
Die Flugführungsanzeige 10 umfasst als zentrales Anzeigeelement einen halbkreisförmig ausgebildeten dreidimensionalen Flugführungstunnel 12 zur Darstellung eines geplanten Flugpfads des Hubschraubers in laterale und vertikale Richtung, sowie eine in den Flugführungstunnel 12 integrierte, einen zum Flugführungstunnel 12 entsprechenden Durchmesser aufweisende Kreisfläche 14, nachfolgend auch als Referenzfläche bezeichnet, zur Darstellung einer longitudinalen Position innerhalb des Flugführungstunnels 12. Die Referenzfläche 14 ”gleitet” mit der Fluggeschwindigkeit des Hubschraubers durch den Flugführungstunnel 12.
Weiterhin umfasst die Flugführungsanzeige 10 ein Flugpfadvorhersagesymbol 16, welches die aktuelle Position des Hubschraubers in Bezug zum Flugführungstunnel darstellt. Das Flugpfadvorhersagesymbol ist ebenfalls fluggeschwindigkeitsabhängig. Zum Abfliegen des geplanten, durch den Flugführungstunnel 12 vorgegebenen Flugpfades hat ein Pilot das Flugpfadvorhersagesymbol 16 innerhalb der Referenzfläche 14 zu halten.
Eine Abweichung von der longitudinalen Flugführung, d. h. eine Abweichung von der Ist-Geschwindigkeit zu der vorgegebenen Soll-Geschwindigkeit, ist mittels eines Kommandosignals 18 dargestellt. Das Kommandosignal 18 ist hierbei pfeilförmig, eine Spitze aufweisend ausgebildet.
In Abhängigkeit von der vorliegenden Abweichung ist die Spitze des Kommandosignals 18 entweder in Flugrichtung, vgl. 1, oder entgegen zur Flugrichtung vgl. 2, ausgerichtet. Hierdurch ist dem Piloten auf eine einfache Art und Weise eine intuitiv wahrnehmbare Anzeige für eine vorzunehmende Maßnahme, nämlich Geschwindigkeitszu- bzw. -abnahme zu Verfügung gestellt.
Die Ausführungsform aus 3 unterscheidet sich gegenüber der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass in den Flugführungstunnel 12 ein kreisförmiges Referenzgeschwindigkeitssymbol 20 mit einem zum Flugführungstunnel 12 entsprechenden Durchmesser integriert ist. Das Referenzgeschwindigkeitssymbol 20 bewegt sich mit Referenzgeschwindigkeit entlang des Flugführungstunnels 12. Die sich aufgrund der perspektiven Projektion ergebende Abweichung zwischen Referenzgeschwindigkeitssymbol 20 und Referenzfläche 14 ist ein Maß für die aktuelle Geschwindigkeitsabweichung von der vorgegebenen Referenzgeschwindigkeit.
Diese Darstellung hat den Vorteil, dass der Pilot die Abweichung und damit den Umfang der Kompensation intuitiv einschätzen und entsprechend anpassen kann.

10: Flugführungsanzeige
12: Flugführungstunnel
14: Kreisfläche/Referenzfläche
16: Fugpfadvorhersagesymbol
18: Kommandosignal
20: Referenzgeschwindigkeitssymbol

Claims

Flugführungsanzeige (10) für einen Hubschrauber, umfassend – einen dreidimensionalen, halbkreisförmig ausgebildeten Flugführungstunnel (12) zur Darstellung eines geplanten Flugpfads des Hubschraubers; – eine in den Flugführungstunnel (12) integrierte, einen zum Flugführungstunnel (12) entsprechenden Durchmesser aufweisende Kreisfläche (14) zur Darstellung einer longitudinalen Position innerhalb des Flugführungstunnels (12) – ein Flugpfad-Vorhersagesymbol (16) zur Darstellung einer in der Zukunft projizierten Position des Hubschraubers in Bezug zum Flugführungstunnel (12), sowie – ein die Fluggeschwindigkeit betreffendes Kommandosignal (18), wobei mittels des Kommandosignals (18) eine Abweichung von einer aus einer Flugplanung vorgegebenen Referenzgeschwindigkeit dargestellt ist.
Flugführungsanzeige (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Flugführungstunnel (12) ein kreisförmiges Referenzgeschwindigkeitssymbol mit einem zum Flugführungstunnel (12) entsprechenden Durchmesser integriert ist.
Flugführungsanzeige (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommandosignal (18) eine Spitze aufweisend, pfeilförmig ausgebildet ist, wobei im Falle einer erforderlichen Geschwindigkeitszunahme die Spitze des Kommandosignals in Richtung des geplanten Flugpfads und im Falle einer erforderlichen Geschwindigkeitsabnahme entgegen zur Richtung des geplanten Flugpfads ausgerichtet ist.
Flugführungsanzeige (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des halbkreisförmigen Flugführungstunnels (12) einstellbar ist.