DE1177833B

DE1177833B - Device for the simultaneous display of the position and course of an aircraft

Info

Publication number: DE1177833B
Application number: DEE13261A
Authority: DE
Inventors: Pierre Andre Chombard
Original assignee: Etat Francais
Current assignee: Etat Francais
Priority date: 1956-11-21
Filing date: 1956-11-21
Publication date: 1964-09-10

Description

Gerät zur gleichzeitigen Anzeige der Lage und des Kurses eines Flugzeugs Die Erfindung betrifft ein Gerät zur gleichzeitigen Anzeige der Lage und des Kurses eines Flugzeugs.Device for the simultaneous display of the position and course of an aircraft The invention relates to a device for the simultaneous display of the position and the course of an airplane.

Ein bekanntes Gerät dieser Art besteht aus einer kardanisch gelagerten, durch einen Horizontkreisel stabilisierten Plattform, deren Rand mit einer durch ein Einblickfenster hinter einem Flugzeugsymbol sichtbaren Horizontlinie versehen ist, sowie einer mit einem Meridiankreisnetz bedeckten, durch einen Kurskreisel eingestellten Anzeigekugel, die aus zwei beidseits der Plattform angeordneten, an einer gemeinsamen Drehachse befestigten Halbkugeln gebildet ist.A well-known device of this type consists of a gimbal-mounted, platform stabilized by a horizon gyro, the edge of which with a through a viewing window behind an airplane symbol visible horizon line is, as well as one covered with a meridional circle network, by a course top set indicator ball, which consists of two arranged on both sides of the platform a common axis of rotation attached hemispheres is formed.

Der Horizontkreisel und der Kurskreisel sind außerhalb des Anzeigegerätes angeordnet, und die von ihnen gelieferten Stellungssignale werden durch bekannte Mittel auf das Anzeigegerät übertragen. The horizon gyro and the course gyro are outside the display device arranged, and the position signals supplied by them are known by Transfer agent to the display device.

Aufgabe der Erfindung ist es, zwecks Platzersparnis den Horizont- und den Kurskreisel unmittelbar in der Hohlkugel unterzubringen. The object of the invention is to save space, the horizon and to accommodate the course top directly in the hollow sphere.

An sich ist bereits ein Gerät zur gleichzeitigen Anzeige der Lage und des Kurses eines Flugzeugs mittels einer von einer Mittelplattform getragenen und mit ihr fest verbundenen Anzeigekugel bekannt, bei dem der die Plattform stabilisierende Horizontkreisel und der die Anzeigekugel einstellende Kurskreisel jeweils in einer Kugelhälfte angeordnet sind, wobei allerdings der Kurskreisel an der Plattform starr gelagert ist. Bei Verwendung dieses Vorbildes zur Lösung der gestellten Aufgabe verbleibt somit zunächst der Mangel, daß keine Möglichkeit besteht, dem Kurskreisel im Bedarfsfall seine bekannten Richtungscharakteristiken einzuprägen (z. B. Anzeige der durch einen Magnetkompaß aufgeprägten magnetischen Nordrichtung oder Anzeige des laufend berechneten Azimutwinkels, der beim Flug längs eines Großkreises oder längs einer Loxodrome einzuhalten ist). In itself, a device is already capable of displaying the situation at the same time and the course of an aircraft by means of one carried by a center platform and with it permanently connected indicator ball known, in which the stabilizing the platform Horizon gyro and the course gyro setting the indicator ball each in one Ball halves are arranged, although the course top is rigid on the platform is stored. When using this model to solve the task at hand the shortcoming remains that there is no possibility of the course top if necessary, memorize his known directional characteristics (e.g. display the magnetic north direction or display impressed by a magnetic compass the currently calculated azimuth angle that is used when flying along a great circle or along a loxodrome).

An sich ist nun aber auch bereits ein Lage- und Richtungsbezugsgerät mit einer durch einen Horizontkreisel stabilisierten Plattform und einem auf der Plattform angeordneten Kurskreisel bekannt, bei dem der letztgenannte Mangel durch eine kardanische Lagerung des Kurskreisels vermieden ist. Dieses Gerät enthält jedoch keine die Kreisel und die Plattform umgebende zweiteilige Anzeigekugel. Bedenkt man, daß wegen der kardanischen Lagerung des Kurskreisels die durch den Kurskreisel einzustellende Anzeigekugel gegenüber der Plattform drehbar sein muß, so ergeben sich bei der Verwendung der bekannten kardanischen Lagerung des Kurskreisels neue Schwierigkeiten hinsichtlich der Verbindung des Kurskreisels mit der Anzeigekugel. In itself, however, it is already a position and direction reference device with a platform stabilized by a horizon gyro and one on the Platform arranged course gyro known, in which the latter deficiency by a cardanic bearing of the course top is avoided. However, this device contains no two-part indicator ball surrounding the top and platform. Consider one that because of the gimbal bearing of the course gyro the through the course gyro to be set indicator ball must be rotatable relative to the platform, so result when using the known cardanic bearing of the course top new Difficulty connecting the heading gyro to the indicator ball.

Hier wird nun davon Gebrauch gemacht, daß es an sich bei Kreiseln zur Erzielung besonderer Lagercharakteristiken bekannt ist, die Läuferachse hohl auszubilden. Trifft man diese Maßnahme im vorliegenden Falle bei dem von der Plattform getragenen Horizontkreisel, so kann man nunmehr die unabhängige Kardanachse des Kurskreisel-Kardanringes durch diese Hohlwelle hindurchführen und an ihren Enden die beiden Anzeigehalbkugeln befestigen. Use is made here of the fact that it is actually in the case of gyroscopes is known to achieve special bearing characteristics, the rotor axis is hollow to train. If this measure is taken in the present case with the one from the platform carried horizon gyro, one can now use the independent cardan axis of the Guide gyro gimbal through this hollow shaft and at its ends fasten the two display hemispheres.

Zusammenfassend ist also bei einem Anzeigegerät der eingangs genannten Art die Erfindung gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: a) Der Horizontkreisel und der Kurskreisel sind auf der Plattform jeweils innerhalb einer der Halbkugeln angeordnet, b) der Kurskreisel ist auf der Plattform mittels eines Kardanringes kardanisch gelagert, c) die unabhängige Kardanachse des Kurskreisel-Kardanringes, die auch die Tragwelle der Anzeigekugel bildet, ist durch die hohl ausgebildete Welle des Horizontkreisels hindurchgeführt. In summary, the one mentioned at the beginning is therefore in the case of a display device Type the invention characterized by the combination of the following features: a) The The horizon gyro and the heading gyro are each within one on the platform the hemispheres arranged, b) the course top is on the platform by means of a Gimbal mounted gimbal, c) the independent gimbal axis of the course gyro gimbal, which also forms the support shaft of the display ball is formed by the hollow Wave of the horizon gyro passed through.

Diese gezielte Kombination von zum Teil an sich bekannten Merkmalen erbringt eine Lösung der obengenannten Aufgabe, die sich durch geringstmöglichen Platzbedarf und geringstmögliche Anzahl kinematischer Bauelemente auszeichnet. This specific combination of features, some of which are known per se provides a solution to the above problem, which is characterized by the least possible Space requirement and the smallest possible number of kinematic components.

Um auch bei großen Neigungen noch eine Anzeige beider Bezugsgrößen sicherzustellen, ist die Anzeigekugel auch mit einem Breitenkreisnetz bedeckt. In order to still have both reference values displayed even with large inclinations To ensure that the indicator ball is also covered with a grid of parallels.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht. Es zeigt P i g. 1 eine Seitenansicht des Gerätes mit geschnitteuere Gehäuse, F i g. 2 die Draufsicht zu F i g. 1 mit geschnittenem Gehäuse, Fig. 3 den mittleren Querschnitt durch Fig. 1, F i g. 4 die Vorderansicht des Gerätes, F i g. 5 die Lagerung eines Plattformzapfens in der Gabel und Fig. 6 einen Schnitt durch den Schlitz zwischen den beiden Halbkugeln. The invention is shown schematically in the drawing using an exemplary embodiment illustrated. It shows P i g. 1 is a side view of the device with a sectional view Casing, F i g. 2 shows the top view of FIG. 1 with cut housing, Fig. 3 shows the middle cross section through Fig. 1, F i g. 4 the front view of the device, F i g. 5 shows the mounting of a platform pin in the fork; and FIG. 6 shows a section through the slot between the two hemispheres.

Die mittlere waagerechte Ebene des Gerätes wird durch eine kreisförmige Plattform 1 gebildet, die auf einer ihrer Durchmesserlinien in einer Gabel 2 gelagert ist. Die Gabel 2 ist in dem Gehäuse 3 des Gerätes mittels eines Zapfens 4 gelagert, dessen Achse senkrecht zu der Lagerachse der Plattform 1 angeordnet ist. Die Drehbarkeit der Teile 1 und 2 um ihre Achsen ist unbegrenzt. The middle horizontal plane of the device is represented by a circular one Platform 1 is formed, which is mounted in a fork 2 on one of its diameter lines is. The fork 2 is mounted in the housing 3 of the device by means of a pin 4, the axis of which is arranged perpendicular to the bearing axis of the platform 1. The rotatability of parts 1 and 2 around their axes is unlimited.

In der Mitte der Plattform 1 ist eine Tragwelle 5 drehbar gelagert, an deren Enden zwei Halbkugeln 6 a und 6b so befestigt sind, daß sie eine Anzeigekugel bilden, die an ihrem Umfang einen Schlitz hat. Die Anzeigekugel ist auf ihrer Oberfläche mit einem Meridiankreisnetz und einem Breitenkreisnetz bedeckt, deren Netzlinien numeriert sind. In the middle of the platform 1, a support shaft 5 is rotatably mounted, at the ends of two hemispheres 6 a and 6 b are attached so that they are a display ball form, which has a slot on its circumference. The indicator ball is on its surface covered with a meridian circle network and a parallel circle network, their network lines are numbered.

Die an der Plattform 1 befestigten Lagerzapfen 7 sind in Kugellagern 8 gelagert. Die Plattform 1 hat einen schmalen Rand 1 a, der unmittelbar oder durch schmale Bunde mit einer Schulter 7a des Zapfens 7 verbunden ist, so daß die Ränder der Halbkugeln eng beieinanderliegen und den Eindruck einer vollständigen Kugel vermitteln (s. Fig. 5). Die Anzeigekugel 6 a, 6b ist durch ein kreisförmiges Einblickfenster 9 an der Stimseite des Gehäuses 3 sichtbar. In der waagerechten Mitte des Fensters 9 ist ein Flugzeugsymbol 10 angeordnet, das vorteilhaft entsprechend der Oberfläche der Anzeigekugel gekrümmt ist. Wie auch aus F i g. 6 ersichtlich ist, schließt der Rand der Plattform 1 mit sehr geringem Zwischenraum den Spalt zwischen den beiden Halbkugeln. Die Plattform 1 ist an ihrer Stirnfläche mit einer Horizontlinie 16 versehen. The bearing pins 7 attached to the platform 1 are in ball bearings 8 stored. The platform 1 has a narrow edge 1 a, which is directly or through narrow collar is connected to a shoulder 7a of the pin 7, so that the edges the hemispheres are close together and give the impression of a complete sphere mediate (see Fig. 5). The display ball 6 a, 6 b is through a circular viewing window 9 visible on the face of the housing 3. In the horizontal center of the window 9 an aircraft symbol 10 is arranged, which advantageously corresponds to the surface the indicator ball is curved. As also from FIG. 6 can be seen, the closes Edge of the platform 1 with very little space between the two Hemispheres. The platform 1 is marked with a horizon line 16 on its end face Mistake.

Zur Stabilisierung und Einstellung der Anzeigekugel ist in der oberen Halbkugel 6 a der Horizontkreisel 11 angeordnet, der eine senkrechte Hohlwelle 12 hat, die in der Plattform 1 drehbar gelagert ist. To stabilize and adjust the indicator ball is in the upper Hemisphere 6 a of the horizon gyro 11 is arranged, which has a vertical hollow shaft 12 has, which is rotatably mounted in the platform 1.

Dieser Kreisel wird durch ein Aufrichtsystem gesteuert, das bei künstlichen Horizonten üblicherweise verwendet wird. Es ist ein Kugelaufrichter 14 vorgesehen. dessen Kugeln in einer kreisförmigen Rille 15 umlaufen. In der anderen Halbkugel 6b ist ein kardanisch gelagerter Kurskreisel 13 üblicher Bauart angeordnet, dessen unabhängige Kardanachse durch die bereits genannte Tragwelle 5 gebildet wird, die die beiden Halbkugeln 6 a, 6b trägt. Die Tragwelle 5 ist durch die hohl ausgebildete Welle 12 des Horizontkreisels 11 in der Plattform 1 hindurchgeführt und trägt auch den Kardanring 17 des Kurskreisels.This gyro is controlled by a raising system, which is used in artificial Horizons is commonly used. A ball erector 14 is provided. the balls of which rotate in a circular groove 15. In the other hemisphere 6b is a cardanically mounted course top 13 of conventional design, whose independent cardan axis is formed by the aforementioned support shaft 5, which carries the two hemispheres 6 a, 6 b. The support shaft 5 is formed by the hollow Shaft 12 of the horizon gyro 11 passed through the platform 1 and also carries the cardan ring 17 of the course gyro.

Der Horizontkreisel 11, durch den die Plattform 1 in der horizontalen Lage gehalten wird, hat im Hinblick auf die Massen, die er zu stabilisieren hat, ein großes polares Trägheitsmoment. Dieses Moment muß erheblich größer sein als dasjenige des Kurskreisels 13, so daß es ohne übertriebene Präzession den Steuermomenten widerstehen kann, die durch die Steuerung des Kurskreisels rückwirkend auf die Plattform ausgeübt werden. Der Durchmesser der Bohrung der hohlen Welle 12 des Horizontkreisels 11 kann mit einem so großen Durchmesser ausgeführt werden, daß es möglich ist, die Achse des Horizontkreisels in bekannter Weise auch schräg gegen die Vertikale einzustellen. The horizon gyro 11, through which the platform 1 in the horizontal Is held in position, with regard to the masses that he has to stabilize, a large polar moment of inertia. This moment must be considerably greater than that of the course gyro 13, so that the steering moments without excessive precession can withstand that by controlling the course gyro retrospectively on the platform be exercised. The diameter of the bore of the hollow shaft 12 of the horizon gyro 11 can be made with such a large diameter that it is possible to use the Adjust the axis of the horizon gyro in a known manner at an angle to the vertical.

Die Verbindungslinie zwischen der Mitte des Flugzeugsymbols 10 und der Mitte der Anzeigekugel 6a, 6b stellt die Längsachse des Flugzeuges dar. Der Flugzeugführer kann aus der Stellung der Mitte des Flugzeugsymbols zu den Breitenkreisen den Winkel zwischen der Längsachse des Flugzeuges und der horizontalen Ebene ablesen, während er den Kurswinkel an den Meridianlinien ablesen kann. The connecting line between the center of the aircraft symbol 10 and the center of the display ball 6a, 6b represents the longitudinal axis of the aircraft The pilot can move from the position of the center of the aircraft symbol to the circles of latitude read the angle between the longitudinal axis of the aircraft and the horizontal plane, while he can read the course angle from the meridian lines.

Ferner gibt der Winkel zwischen dem Flugzeugsymbol und der Meridianlinie, die durch die Mitte des Symbols verläuft, den Winkel zwischen den Tragflächen und der senkrechten Ebene an. Der Flugzeugführer ist dadurch jederzeit in der Laage, die Stellung des Flugzeuges zu bestimmen und zu korrigieren, wozu er auch die Breitenkreise statt der Meridiane verwenden kann. Um das Ablesen zu erleichtern, sind, wie aus den F i g. 1, 2 und 4 ersichtlich ist, die oberen Breitenkreise, die während des Abwinkens des Flugzeuges sichtbar werden, durch Minuszeichen, und die unteren Breitenkreise, die während des Steigens des Flugzeuges sichtbar werden, durch Pluszeichen gekennzeichnet.Furthermore, the angle between the airplane symbol and the meridian line gives which runs through the center of the symbol is the angle between the wings and the vertical plane. The pilot is always able to to determine and correct the position of the aircraft, including the parallels instead of the meridians. To make it easier to read, are like out the F i g. 1, 2 and 4 can be seen, the upper circles of latitude that occurred during the Angling of the aircraft can be seen with the minus sign and the lower circles of latitude, which become visible while the aircraft is climbing are indicated by plus signs.

Eine naheliegende Variante zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht darin, daß der Horizontkreisel in der unteren und der Kurskreisel in der oberen Halbkugel angeordnet ist. An obvious variant of the exemplary embodiment described is that the horizon top in the lower and the course top in the upper hemisphere is arranged.

Claims

Claims: 1. Device for the simultaneous display of the position and of the course of an aircraft, consisting of a gimbal, through a Horizon gyro stabilized platform, the edge of which with a through a viewing window behind an airplane symbol visible horizon line is provided, as well as one with a display sphere covered by a meridional circle network, set by a course top, the two arranged on both sides of the platform, on a common axis of rotation attached hemispheres is formed, g e -characterized by the combination of the following Features: a) The horizon top (11) and the course top (13) are on the platform (1) each arranged within one of the hemispheres (6 a or 6 b), 'b) the course top (13) is cardanically mounted on the platform (1) by means of a cardan ring (17), c) the independent cardan axis (5) of the course gyro cardan ring (17), which is also the Support shaft of the indicator ball (6a, 6b) is formed by the hollow shaft (12) of the horizon gyro (11) passed through.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the display ball (6a, 6b) is also covered with a grid of parallels.

Documents considered: German Patent No. 840 447; U.S. Patent Nos. 2,636,161, 2301,700, 1,371,500.