DE1076501B - Verfahren und Vorrichtung zur Verhuetung von Kollisionskursen bei Luftfahrzeugen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Kollisionsschutzverfahren und eine darauf beruhende Vorrichtung, um den Piloten eines Flugzeugs auf die Gefahr eines Zusammenstoßes mit einem anderen, in derselben Gegend fliegenden Flugzeug aufmerksam zu machen.

Es sind bereits Warnsysteme für diesen Zweck bekannt, die zwei unter einer roten Glashaube rotierende Spezial-Reflektorlampen verwenden. Diese Lampen haben eine konstante Umlaufzeit und vermögen deshalb einen bestimmten Reflektionssektor oder einen bestimmten Beobachtungswinkel nicht anzuzeigen, weil sie keinem Wechsel der Leuchtfrequenz unterliegen.

Andere Warnsysteme mit rotierenden Feuern verwenden zur Erzielung einer konstanten roten Lichtwirkung eine einzige Lampe, die gegenüber rotierenden Spiegeln angeordnet ist, ohne dabei durch einen Unterschied in der Blinkgeschwindigkeit den Grad einer relativen Kollisionsgefahr anzeigen zu können. Ein anderes bekanntes Warnlicht besteht aus einem zentral in einer durchscheinenden Schutzhaube angeordneten" Glühlicht. Bei dieser Anordnung wird ein konstantes Blinklicht durch einen gebogenen und' um die Glühlichthaube umlaufenden Spiegel erzielt, der ein mehr oder weniger konstantes Licht mit wechselndem Aufstrahlen und Dunkeln ergibt.

Ein allgemeiner Mangel der bekannten Warnlichter liegt darin, daß sie dem Flugzeugführer bei schlechtem Wetter zu spät erkennen lassen, ob sich ein anderes Flugzeug ihm nähert oder von ihm entfernt, um rechtzeitige Ausweichmanöver einleiten zu können. '30

Ziel der Erfindung ist es daher, ein Kollisionsschutzverfahren und eine darauf beruhende Vorrichtung zum Verhüten gefährlicher Kollisionskurse zu entwickeln, die sich zwischen zwei Flugzeugen in derselben Gegend bilden könnten, um damit die Unfälle durch Zusammenstöße auf ein Mindestmaß herabzusetzen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein optisches Signalsystem den auf Kollisionskursen fliegenden Luftfahrzeugen den Grad der relativen Gefahr entsprechend den relativen Kurswinkeln automatisch andeutet, wobei die Sichtbarkeit auf einen horizontalen Winkelbereich beschränkt ist, dessen Ausstrahlsektor und Ansprechcharakteristik sich aus der jeweiligen Gefährlichkeit des Kollisionskurses ergibt.

Eine Ausführungsform dieser Vorrichtung sieht auf dem Luftfahrzeug wenigstens einen montierten Scheinwerfer vor, dessen in horizontaler Richtung ausgehende Lichtblitze hoher Intensität den anliegenden Grad der Kollisionsgefahr durch Blinkfrequenz und Charakteristik optisch vermitteln und daß mindestens eine Blende vorgesehen ist, welche die Sichtbarkeit des Scheinwerfers auf den für eine Kollisionsgefahr in Betracht kommenden Bereich beschränkt.

Es ist jedoch vorteilhafter, mehrere Scheinwerfer zu Verfahren und Vorrichtung

zur Verhütung von Kollisionskursen

bei Luftfahrzeugen

Anmelder:

Harold William Atkins,
Minneapolis, Minn. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Jooß, Patentanwalt,
Braunschweig, Steinweg 5

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 2. August 1955

Harold William Atkins, Minneapolis, Minn. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

verwenden, deren relative Lichtfrequenzen beträchtlich voneinander abweichen und einen relativen Grad einer Kollisionsgefahr bestimmen und eine Anzahl von Blenden oder Schirmen derart um jeden Scheinwerfer anzuordnen, daß die Ausstrahlung jedes Scheinwerfers auf einem waagerechten Sektor beschränkt ist.

Einer der Scheinwerfer soll dabei ein intermittierendes Lichtbündel aussenden, das mit niedriger Frequenz vom Flugzeug aus nach hinten geworfen wird, während ein anderer Scheinwerfer ein intermittierendes Strahlenbündel vom Flugzeug aus mit einer etwas höheren Frequenz seitlich aussendet, und ein weiterer Scheinwerfer ein intermittierendes Lichtbündel mit noch höherer Frequenz vom Flugzeug aus nach vorn wirft, wobei der relative Grad der Kollisionsgefahr der Frequenz der verschiedenen Lichtblitze proportional ist. ".

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt. Der Platz und die Art der Anbringung und Halterung der neuen Vorrichtung am Flugzeug läßt sich natürlich ebenso wie die Stellung und die Abblendung der Lichter weitgehend verändern und speziellen Bedingungen anpassen. In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist eine mit 1 bezeichnete Gruppe aus Lichtquellen und Blenden auf engem Raum dicht zusammengedrängt und in Stromlinienform oben auf dem Heck 2 eines Flugzeugs

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befestigt. Das Ruder 3 kann dahinter angebracht sein. Eine passende Kunststoffhaube 4 ist, um Luftwirbel zu vermeiden, in Stromlinienform ausgebildet und soll dadurch die Einzelteile der Vorrichtung während des Flugs vor Beschädigungen schützen. Zu der Vorrichtung gehört eine Grundplatte 5, auf der eine in der Flugrichtung nach vorn weisende Blende 6 und eine nach hinten gerichtete Blende 7 starr befestigt sind. Sie bilden durch diese Anordnung Reflektorflächen und Abschirmungen und sind so ausgerichtet, daß sie eine Ausstrahlung der einzelnen Warnlichter in Richtungen, in denen ein besonderes Signal nicht gebraucht wird, verhindern. Eine Lichtquelle 8 ist vor der Blende 6 und eine Lichtquelle 9 zwischen den Blenden 6 und 7 angeordnet, so daß von jeder Seite des Flugzeugs die Warnlichter in der Zone möglicher Kollision gesichtet werden können. Eine dritte Lichtquelle 10 ist hinter der Blende 7 angebracht, so daß das Warnlicht nur hinter dem Flugzeug gesichtet werden kann und eine Beobachtung ermöglicht, ohne daß Ausweichmanöver notwendig werden. Die Warnlichter können natürlich auch weiter auseinandergezogen oder an anderen Stellen des Flugzeugkörpers angebracht werden; als günstigster Anbringungsort ist natürlich das Heck vorzuziehen, weil an diesem höchsten Punkt des Flugzeuges die Lichtsignale für andere Piloten besser erkennbar sind. Außerdem bietet diese hohe Anordnung der Vorrichtung einen besseren Schutz gegen Beschädigung und Bruchgefahr.

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Draufsieht auf die am Heck montierte Vorrichtung. Die Grundplatte 5 ist im Heck eingebaut und mit einer Speziallampenfassung 11 ausgestattet, in der die Lichtquelle 8 untergebracht ist. Eine Stromzuleitung 12 kann mit einer geeigneten Energiequelle verbunden werden, um die Lampe 8 intermittierend mit hoher Frequenz aufleuchten zu lassen. Die Blende 6 schirmt das Licht so weit ab, daß es nur in einem Winkelbereich von 120° reflektiert und in ihm sichtbar wird. Die gekrümmte Fläche 13 der Blende 6 kann einen Reflektor für das Licht bilden, und außerdem kann die Abblendung mit einer nach hinten im Winkel vorspringenden Reflektorfläche 14 auf der einen und 15 auf der anderen Seite versehen sein. In der Mitte der Grundplatte 5 ist eine Lampenfassung 16 für die Lampe 9 angeordnet, die aus einer Stromzuleitung 17 intermittierend mit geringerer Frequenz als die vordere Lampe 8 gespeist wird. Die in Fahrtrichtung nach hinten weisende Blende 7 hat eine nach hinten gekrümmte Reflektorfläche 18 und je eine nach vorn im Winkel vorspringende Reflektorfläche 19 bzw. 20 zu beiden Seiten des Flugzeugs. Die Reflektorflächen 14 und 19 bilden einen beschränkten Leuchtbereich auf der einen Seite des Flugzeughecks und die Reflektorflächen 15 und 20 einen zweiten Leuchtbereich auf seiner anderen Seite. Die beiden Seitensektoren liegen im Bereich möglicher Kollisionen, so daß die Lampe 9 als Signal für beide Seiten des Flugzeugs dienen kann. In dem hinteren Teil der Grundplatte 5 ist eine weitere Lampenfassung 21 eingebaut, in der die Lampe 10 untergebracht ist, die durch eine Stromleitung 22 mit einer noch niedrigeren Blinkfrequenz als die Lampen 8 und 9 gespeist wird. Die Lampe 10 ist in einem Winkel von 120° nach hinten heraus zu sehen. Alle Stromleitungen 12,17 und 22 können an je eine geeignete Quelle intermittierenden Stroms angeschlossen sein. Die Blinkfrequenz kann man durch Einrichtungen nach Art eines Monitorsystems steuern, wobei die Lampen in gleichmäßig geregelter Frequenz aufleuchten, vorzugsweise eines als ein Mehrfaches des anderen.

Als Lichtquellen finden Kondensatorenentladungslampen Verwendung, vorzugsweise die in der Photographie unter der Bezeichnung Strobe-Licht bekannten Lampen. Die Farbtemperatur dieser Strobe-Lichter liegt in der Nähe von 7100° Kelvin, also höher als das gewöhnliche Tageslicht mit seinen 5900° Kelvin. Diese hohe Farbtemperatur macht das Licht bei diesigen oder nebligen Verhältnissen gut sichtbar und erhöht das Durchdringungsvermögen.

Als physische Reaktion auf ein Licht dieses Charakters hat sich ergeben, daß die hohe Farbintensität eines Strobe-Lichts auf jeder Seite der Sichtlinie des Piloten auf einem großen Winkel sichtbar ist, während farbige Lichter nur auf einem Winkel von je 110° zu beiden Seiten der Geradeaus-Blicklinie erkennbar sind. Die Nervenenden in der Netzhaut hinter der Hornhaut des Auges vermögen das Licht von hoher Farbintensität in einem viel weiteren Winkel aufzufangen als die farbigen Lichter, z. B. rot, grün oder blau, die nur durch die Nervenenden gesehen werden können, die in dem Teil der Netzhaut völlig konzentriert sind, der unmittelbar hinter der Kristallinse liegt. Versuche haben ergeben, daß schon eine Tausendstelsekunde für jeden Blitz ausreicht. Diese äußerst kurze Zeitdauer bedeutet eine größere Lebensdauer der Lampe, da die wirkliche Brenndauer über ein gegebenes Zeitintervall äußerst kurz ist. Eine Strobe-Lampe ist für eine Lebensdauer bis zu 7 000 000 Blitzen getestet worden. Da das Strobe-Licht kalt ist, entsteht auch kein Problem durch streuende Hitze. Die Durchdringungsfähigkeit der Blinklampe mit hoher Farbintensität, die in der Anlage verwendet wird, hat eine Sichtbarkeit auf Entfernungen bis hinauf zu etwa 80 km in klarer Nacht; bei einem Schneesturm um 22.^10h, als die normale Sicht nur etwa 800· m betrug, wurden Sichtweiten bis etwa 8 km erreicht. Diese Lichtquelle hat sich daher ausgezeichnet bei Flügen in der Dämmerung und diesigen Wetterverhältnissen sowie bei Nachtflügen bewährt.

Als eine gut sichtbare und unterscheidbare Kennung für den Bereich hoher Kollisionsgefahr hat sich eine Folge von 120 Blitzen in der Minute oder von zwei Blitzen in der Sekunde ergeben. Die Blinkfrequenz für den Bereich möglicher Kollisionen ist willkürlich mit 48 in der Minute gewählt worden, was einer Blitzfolge von 1 Sekunde entspricht. Für denBeobachtungsbereich wurde eine Blinkfrequenz von 20 in der Minute gewählt, so daß also alle drei Sekunden ein Lichtblitz aufflammt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verhütung von Kollisionskursen bei Luftfahrzeugen durch Aussendung von intermittierenden Blinklichtern hoher Intensität und vorbestimmter Charakteristik, dadurch gekennzeichnet, daß ein optisches Signalsystem den auf Kollisionskursen fliegenden Luftfahrzeugen den Grad der relativen Gefahr entsprechend <ien relativen Kurswinkeln automatisch andeutet, wobei die Sichtbarkeit auf einen horizontalen Winkelbereich beschränkt ist, dessen Ausstrahlsektor und Ansprechcharakteristik sich aus der jeweiligen Gefährlichkeit des Kollisionskurses ergibt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Luftfahrzeug wenigstens ein Scheinwerfer montiert ist, dessen in horizontaler Richtung ausgehende Lichtblitze hoher Intensität den anliegenden Grad der Kollisionsgefahr durch Blinkfrequenz und Charak-

teristik optisch vermitteln, und daß mindestens eine Blende vorgesehen ist, welche dia Sichtbarkeit des Scheinwerfers auf den für eine Kollisionsgefahr in Betracht kommenden Bereich beschränkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anordnung mehrerer Scheinwerfer, deren relative Lichtfrequenzen beträchtlich voneinander abweichen und einen relativen Grad einer Kollisionsgefahr bestimmen, und eine Anzahl von Blenden oder Schirmen, die derart rund um jeden Scheinwerfer aufgebaut sind, daß die Emission jedes Scheinwerfers auf einen waagerechten Sektor beschränkt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Scheinwerfer ein intermittierendes Lichtbündel aussendet, das mit

niedriger Frequenz vom Flugzeug aus nach hinten geworfen wird, daß ein anderer Scheinwerfer ein intermittierendes Strahlenbündel vom Flugzeug aus mit einer etwas höheren Frequenz seitlich aussendet und daß ein weiterer Scheinwerfer ein intermittierendes Lichtbündel mit noch höherer Frequenz vom Flugzeug aus nach vorn wirft, wowobei der relative Grad der Kollisionsgefahr zwischen einem Beobachter der Scheinwerfer und dem Flugzeug, auf dem die Scheinwerfer angebracht sind, der Frequenz der verschiedenen Lichtblitze proportional ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Katalog der Firma Van Düsen — USA. Aircraft Supplies, S. B 20.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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