DE1262620B - Doppler-Navigationsgeraet mit Datenstabilisierung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES S/MWW> PATENTAMT Int. Cl.:

GOIc

AUSLEGESCHRIFT

GOIs

Deutsche Kl.: 42 c-41

Nummer: 1262 620

Aktenzeichen: B 69456IX b/42 c

Anmeldetag: 2. November 1962

Auslegetag: 7. März 1968

Die Erfindung betrifft ein Doppler-Navigationsgerät mit Datenstabilisierung für Luftfahrzeuge, bei welchem mit Hilfe von vier von der durch die Längs- und Querachse des Luftfahrzeuges definierten Ebene schräg nach unten gerichteten Strahlungen vier den Echosignalen entsprechende Dopplerfrequenzen gewonnen werden, aus denen das Gerät den auf das FahrzeugbezogenenGeschwindigkeitskoordinatenPap, V_yv und Vzp entsprechende Frequenzen f_x, f_y und f_z bildet und bei welchem ein Rechner vorgesehen ist, dem fx, f_y und f_z sowie von einem vertikalen Bezugssystem, z. B. einem Gyroskop, gelieferte Daten eingegeben werden.

Es ist ein »Funktionsschema« eines Doppier-Navigationssystems bekannt, aus welchem sich ergibt, daß aus einem »Dopplerfunkgerät« einem Rechner Daten eingegeben werden, die sowohl kennzeichnend für die Geschwindigkeit über Grund als auch die Drift sind. Die Vorveröffentlichung lehrt aber nicht, in welcher Weise die die Abtrift betreifenden Daten gewonnen werden und zeigt außerdem nicht, wie der Driftwinkel selbst erhalten werden kann. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein datenstabilisiertes Doppler-Navigationsgerät zu scharfen, mit dessen Hilfe man auch den Driftwinkel eines Flugzeuges ausrechnen kann. Insbesondere soll dieser Driftwinkel auch dann ausrechenbar sein, wenn das Luftfahrzeug in seiner Bewegung eine starke Vertikalkomponente hat, d. h. schnell steigt oder sinkt.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe ausgehend von dem eingangs definierten datenstabilisierten Doppler-Navigationsgerät dadurch, daß dem Rechner vom vertikalen Bezugssystem vom Rollwinkel (r) abhängige Daten eingegeben werden und daß der Rechner den Driftwinkel δ nach der Gleichung Doppler-Navigationsgerät
mit Datenstabilisierung

δ = arc tg

ν ρ

cosr —

'zp

sin r

' xp

errechnet.

Außer der Lösung der gestellten Aufgabe wird beim Arbeiten nach der Erfindung der erhebliche Vorteil gegenüber bekannten Systemen erzielt, daß ausschließlich der Rollwinkel von einem vertikalen Bezugssystem geliefert werden muß und nicht weitere Angaben, z. B. der Neigungswinkel. Aus dieser Möglichkeit, d. h. daß nur der Rollwinkel zur Berechnung herangezogen werden muß, ergibt sich nicht nur der Vorteil einer relativ wenig aufwendigen Bauweise, sondern auch der, daß das Gerät nach der Erfindung in jedes Flugzeug eingebaut werden kann und vor allem an bereits bestehende Systeme anAnmelder:

The Bendix Corporation, Detroit, Mich.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. K. A. Brose, Patentanwalt,

8023 Pullach, Wiener Str. 2

Als Erfinder benannt:
Robert Marion Milnes,
Largo, Fla. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. November 1961
(149 742)

geschlossen werden kann, welche Rollwinkelinfor mationen liefern.

Das Gerät nach der Erfindung ist auch erheblich vielseitiger als ein weiteres bekanntes System der eingangs bezeichneten Gattung, welches dazu dient, die Länge des Weges in Richtung der Längsachse und der Querachse des Luftfahrzeuges in integrierter Form dazustellen. Bei dem bekannten System sind zur Auswertung der mit Hilfe der Dopplerdaten erhaltenen Informationen sowohl Funktionen des Steigwinkels, des Kursabweichungswinkels als auch des Rollwinkels erforderlich, während beim Arbeiten nach der Erfindung zur Erfassung des Driftwinkels — den das bekannte System nicht erfaßt ·— neben den aus den Dopplerdaten erhaltbaren Informationen nur noch Rollwinkeldaten erforderlich sind.

Zum Arbeiten nach der oben angegebenen Formel ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Werte von V_xp, V_yp und V_zp als in Speichern in vorherbestimmten Zeitintervallen angesammelte Zählungen der Perioden von f$ bzw. f_y bzw. f_z vorliegen, daß von den vier Dopplerfrequenzen (Jfl, /fb, fnL, fßs) zwei diagonal zueinander liegenden Strahlen entsprechende (z. B. />£ und fen) während dem V_xp entsprechenden Zeitintervall periodenmäßig gezählt und diese Zählungen addiert werden und dann ein

809 517/162

3 4

dieser addierten Zählung entsprechender, erster Strom mit vorderseitig-linker, vorderseitig-rechter, rückseitig-

erzeugt wird, welcher dem Wert von ^- nach Größe ^rechte5 ^un£ rOctoeitig-linker Strahl bezeichnet. Die ^ö V_xp von den Nachfuhreinrichtungen 12 erzeugten ent- und Richtung proportional ist, und daß von den vier sprechenden Frequenzen tragen die Bezeichnungen Dopplerfrequenzen die den zwei vorderen oder den 5 frr,, /fr, /br und /bl entsprechend der Strahlzwei hinteren Strahlen entsprechenden Doppler- stellung, aus der die Daten erhalten werden, aus denen frequenzen {Jpl und fru oder /_Bl und /br) während in jedem Nachführoszillator die entsprechende Fredem V_xp entsprechenden Zeitintervall periodenmäßig quenz abgeleitet wird. Die von den Nachführeingezählt und diese Zählungen addiert werden und richtungen 12 kommenden Frequenzen werden einem dann einer dieser addierten Zählung entsprechender io Kombinator 13 zugeführt, in dem diese Frequenzen zweiter Strom erzeugt wird, welcher dem Wert von algebraisch so behandelt werden, daß fünf Ausgangs-

^- nach Größe und Richtung proportional ist. frequenzen entstehen, die die Bezeichnung f_L fr, f_x

Vxp & ν r jr_{y UQ(}j y_z tragen. Die Frequenzen f_x, f_y und /_z sind

Zum weiteren Verarbeiten dieser so erhaltenden den Geschwindigkeitskomponenten des Flugzeuges

Ströme ist in einer weiteren Ausbildung der Erfindung 15 in dem eigenen Koordinatensystem des Flugzeuges

τ, 40 u λ λ- u· τι *· j Vyp λ direkt proportional, das durch die Längsachse des

vorgesehen, daß nach Multiplikation des ^- dar- _Flugzeuges ^P _und ^ _{durch das Flugzeu}| _gehenden stellenden Stromes mit einem cos r darstellenden Quer- und Normalachsen definiert ist. Die Frequenz /l Signal zur Bildung eines dem Wert ist gleich /fl + /br der Summe des diagonalen

20 Strahlenpaaies, das aus den vorderseitig-linken und rückseitig-rechten Strahlenfrequenzen besteht. Die Frequenz fr ist gleich der Summe der Frequenzen

p J q fr q

proportionalen Stromes und nach in ähnlicher Weise f^{s d}™ ^bff^en jorderseitigen Strahlen fr_L + fr_R.

durchgeführter Bildung eines dem Wert ^Au _ß ^s /^en folgenden Rechenvorgangen geht hervor,

25 daß das andere diagonale Strahlenpaar zur Erzielung

· der links-rechts-Frequenz verwendet werden kann,

die /l äquivalent ist, während mit den rückwärtigen Strahlen die Steige-Fall-Frequenz, die fr äquivalent

proportionalen Stromes diese beiden Ströme an zwei ist, erhalten werden kann.

Eingangswicklungen eines magnetischen Verstärkers 3° Die vom Kombinator 13 gelieferten Frequenzen

gelegt werden und daß ein mit einer Ausgangswicklung werden einem digitalen Driftwinkelrechner 14 und

verbundenes, mit deren Signal beaufschlagtes Servo- einem digitalen Rechner 15 für die Geschwindigkeit

system eine Einrichtung enthält, die einen dem über Grund zugeführt. Der digitale Grundgeschwin-

Tangens eines Winkels proportionalen Strom erzeugt digkeitsrechner 15 sammelt die Zählungen von f_x,

und den erzeugten tangensabhängigen Strom einer 35 fy und /_z, während programmierter Intervalle,

dritten Eingangswicklung so zuführt, daß an der während ein zweites Register die Summe einer Reihe

Ausgangswicklung ein Signal mit der Größe Null von Zählungen sammelt. Die gesamte Summe wird

entsteht, wenn dieser Winkel den Driftwinkel des mit der in einem getrennten Zähler angesammelten

Flugzeuges darstellt, welchen eine Anzeigeeinrichtung Summe verglichen, welche die Schwingungen eines

anzeigt. 40 Grundgeschwindigkeitsoszillators 16 zählt. Aus dem

Im folgenden wird die Erfindung an einem Aus- Vergleich dieser Zählungen wird ein Fehlersignal

führungsbsispiel unter Hinweis auf die Zeichnungen erzeugt, das über Leitung 17 dem Servoverstärker 18

erläutert. In den Zeichnungen zeigt zugeführt wird. Der Servoverstärker 18 speist ein

F i g. 1 ein Blockschaltbild des beschriebenen Motortachometer 19, das die von einem Potentio-

Dopplerradar-Navigationssystems, 45 meter 21 abgegriffene Spannung steuert, die einem

F i g. 2 ein teilweise schematisches Blockschaltbild Oszillator 16 zugeführt wird, der durch die gesteuerte

eines Teiles des Rechensystems für die Geschwindig- Spannung seine Frequenz ändert. Mittels dieses

keit über Grund, das so abgeändert ist, daß es eine Regelkreises wird die Frequenz des Grundgeschwin-

Korrektur für den Neigungswinkel enthält, und digkeitsoszillators 16 so eingestellt, daß dem Grund-

Fi g. 3A, 3B, 3C, 3D, 3E und 3F, wenn sie in der 5o geschwindigkeitsrechner 15 eine Frequenz zugeführt

angezeigten Art zusammengefügt werden, ein schema- wird, die auf der Leitung 17 ein Fehlersignal der

tisches Schaltbild des beschriebenen Driftwinkel- Größe Null ergibt. Dieser Zustand herrscht dann,

rechners. wenn die vom Oszillator 16 erzeugte Frequenz genau

In F i g. 1 ist das System an Hand eines vier- gleich einer Frequenz ist, die der scheinbaren Ge-

strahligen Dopplerradargerätes 11 erläutert, das eine 55 schwindigkeit über Grund des Flugzeuges proportional

Antenne enthält, die an der Unterseite des das System ist, welche bei dieser Rechnung als die Größe des

aufnehmenden Flugzeuges befestigt ist und die auf- Flugzeuggeschwindigkeitsvektors angesehen wird,

einanderfolgend vier Strahlen in den vier durch die Diese Näherung ist nur dann genügend genau, wenn

Längs- und Querachsen des Flugzeuges definierten kleine Werte der vertikalen Geschwindigkeitskompo-

Quadranten nach unten abstrahlt. Das Dopplerradar- 60 nente vorhanden sind.

gerät 11 gewinnt aus jedem dieser vier Strahlen ein Das Potentiometer 21 wird von einem Kosinus-

die Dopplerfrequenzverschiebung enthaltendes Signal, potentiometer 22 mit Spannung versorgt, dessen

das einer Gruppe von Nachführeinrichtungen 12 Ausgangswert sich mit dem Kosinus des Neigungs-

zugeführt wird, die vier Frequenzen erzeugen, welche winkeis ändert. Dieser Ausgangswert wird mittels

jeweils in der Mitte des Leistungsspektrums des von 65 einer Servoschleife erhalten, bei der als Eingang

jedem Strahl zurückkehrenden, mit Frequenzver- Neigungswinkeldaten über die Leitung 23 einem

Schiebung behafteten Signals gehalten werden. Die Steuertransformator 24 zugeführt werden, der ein

vom Radargerät 11 ausgestrahlten vier Strahlen werden elektrisches Ausgangssignal an einen Servoverstärker

25 abgibt. Der Verstärker 25 steuert die Speisung Servoverstärker 33 ein Fehlersignal zuführt. Der

eines Motors 26, der mit dem Steuertransformator Motor 34 treibt ein Tangenspotentiometer 35 an, das

24 und dem Kosinuspotentiometer 22 mechanisch einen »Null«-Strom der Addiervorrichtung 31 zuführt,

gekuppelt ist, wodurch der Steuertransformator auf wobei der Wert Null entsteht, wenn der Motor 34

den Wert Null eingestellt wird, wenn die Winkellage 5 das Tangenspotentiometer 35 in eine Lage gebracht

der drei Geräte 22, 24 und 26 dem Neigungswinkel hat, die dem Driftwinkel entspricht,

entspricht. Bei dieser Anordnung steht die Winkellage Der Driftwinkel wird unter Verwendung einer

des Potentiometers 21 in direktem Zusammenhang Näherung wie folgt abgeleitet:

mit der Größe der wahren Flugzeuggeschwindigkeit Vp, Der wahre Driftwinkel δ eines Flugzeuges ist:
multipliziert mit dem Kosinus des Neigungswinkels, io

welcher Ausdruck gleich der Geschwindigkeit über γ

Grund ist. Die tatsächliche Höhe der vom Potentio- δ = arc tg -=--,

meter 21 abgegebenen Spannung bleibt der wahren ^x

Geschwindigkeit proportional, und der Oszillator 16 wobei

wird in seiner Frequenz entsprechend eingestellt. In 15 _Ύ? *· r* ■, · *· 1 · * -m i~ j
Zusammenhang mit der F i g. 2 wird der Stromkreis, ^Vv ^dle, Geschwindigkeit des Flugzeuges längs' der welcher diese Korrektur gemäß dem Kosinus des ^^{Achse der} Bodenkoordinaten und
Neigungswinkels durchführt, in seinen Einzelheiten V_x die Geschwindigkeitskomponente des Flugbeschrieben, zeuges längs der x-Achse der Bodenkoordi-

Der restliche Teil der F i g. 1 betrifft diejenigen 20 naten ist.
Stromkreise, die die Berechnung des Driftwinkels

im Rechner 14 fertigstellen. Der Driftwinkelrechner 14 Da in dem vorliegenden System eine starr an der enthält einen Zähler, welcher die die Quergeschwindig- Flugzeugzelle befestigte Antenne verwendet wird, ist keit darstellende Zählung von /& mit der die Längs- die erhaltene Dopplerinformation nicht auf ein Bodengeschwindigkeit darstellenden Zählung f_x vergleicht, 25 koordinatensystem (wie im Fall einer stabilisierten um einen Strom zu erzeugen, der den Driftwinkel Antenne), sondern auf das Koordinatensystem des wiedergibt und der an eine Addiervorrichtung 31 Flugzeuges bezogen.

weitergegeben wird. Die Addiervorrichtung 31 be- Bei der Umformung eines Bodenkoordinatensystems

steht aus einem Magnetverstärker, der über eine in ein Flugzeugkoordinatensystem sind folgende

Leitung 32 einem ein Motortachometer 34 speisenden 30 Zusammenhänge gegeben:

Vy=*	Vyp	cos(r)	— V1
Vx =	VXp	cos(p)	+ v
Zp sin(r),
'yp sin(r) sin
35

+ Fz? cos(r)sin(p),

wobei 35 V_Zp die Flugzeug-Vertikalgeschwindigkeitskom-

,. _, _n t_. j. 1 · ponente längs der z-Achse des Flugzeuges,

Vyp die Flugzeug-Quergeschwmdigkeits-

komponente längs der j>-Achse des Flug- r der Rollwinkel des Flugzeuges (Drehung um

zeugkoordinatensystems, die ^-Koordinatenachse des Flugzeuges),

V_Xp die Flugzeug-Längsgeschwindigkeits- 4° ρ der Neigungswinkel des Flugzeuges (Drehung

komponente längs der x-Achse des Flug- um die 7-Achse des Bodenkoordinaten-

zeugkoordinatensystems, systems) ist.

Der Driftwinkel des Flugzeuges ist somit, ausgedrückt in Koordinaten des Flugzeuges:

_δ = _arc tg VypCQ_S(r)-V_ZpSw(r)

V_xpcos(p) + Vyp sin(r) sin(p) + V_zp cos(r) sin(p)

Die Gleichung (1) kann bei guter Genauigkeit für Lage des Motors 39 wird die Einstellung eines Sinusalle normalen Werte des Neigungs-, Roll- und Drift- potentiometers 41 und eines Kosinuspotentiometers 42 Winkels durch die folgende Gleichung angenähert festgelegt.

wiedergegeben werden. In dem erfindungsgemäßen System werden die

55 Beziehungen, mit denen die Verhältnisgrößen in

δ = arc tg ^Vyp cos(r) — ^Vzp sin(r). (2) Gleichung (2) berechnet werden, wie folgt gewonnen.

^{Vxp V(Cp} Das Verhältnis -^- ist dem Betrag nach gleich

"xp

Die gemäß F i g. 1 gelieferten Korrekturen an den

Gliedern der Gleichung (2) werden von einem Roll- 60 ■ (l —

St blitt bi d RllEidt

) (l

Servosystem abgeleitet, bei dem Roll-Eingangsdaten \ f_x

über eine Leitung 36 einem Steuertransformator 37

zugeführt werden, der ein elektrisches Signal an einen ~ !,„ι,-ι..;. V_zp . , . , f_z „_rnU-

Servoverstärker 38 abgibt, welcher wiederum einen ^{Das Verhaltnls} ΎΓ, ^{1St glelch} X' ^Wobei

Motor 39 betätigt. Der Motor 39 stellt den Steuer- 65

transformator 37 so ein, daß ein Ausgangssignal der f_z — —f_p + f_{B U}nd /x = /f+ /b

Größe Null an den Verstärker 38 abgegeben und
dadurch der Regelkreis geschlossen wird. Durch die ist.

7 8

Eine Subtraktion der zweiten Gleichung von der Oszillators 46 aufgedrückt wurde (mit dieser Frequenz ersten Gleichung ergibt nach Umformung mitgenommen wurde), tritt am Punkt 52 den Er

fordernissen entsprechend eine solche Spannungs-

f_z — f_x — 2/f änderung auf, daß diese Übereinstimmung in der

5 Frequenz beibehalten wird, da der Diskriminator 48

^oder als Phasendetektor wirkt, der die beiden Oszillatoren

fz _ ι _ 2/f 46 und 47 phasenmäßig zu verriegeln sucht. Die

f_x f_x ' Spannungsänderung am Punkt 52 reicht daher aus,

Temperaturänderungen im Grundgeschwindigkeits-

In obiger Ableitung sind die Größen /, und f_B ^lo orafllator 16 zu kompensieren, da die gleichen Tempewie folgt definiert: raturanderungen auch den Osziüator 47 beeinflussen.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß der knstall-

f _{= f} . _und f ₌ f , f gesteuerte Oszülator 46 mit einer Frequenz von

JF JFL-TFR unu jB jBLTjBR. 9,1 kHz arbeitet. Dadurch wird eine Spannung am

15 Punkt 52 geschaffen, die den Spannungsabfall in

Die Ausgangsspannung des Kosinuspotentiometers Potentiometer 22 aufhebt.

42 wird über eine Leitung 43 dem Driftwinkelrechner Die Spannung des Punktes 52 wird über einen

14 zugeführt, in dem sie den Eingang für den Drift- einstellbaren Trimmwiderstand 53 beiden Enden des winkel-Verhältniszähler abgibt und somit den davon linearen Potentiometers 22 zugeführt. Von dem Trimmerzeugten Driftwinkelstrom entsprechend dem Kosinus 20 widerstand 53 führt auch noch ein fester Widerstand des Rollwinkels ändert und das erste Glied der 54 zur Leitung 56, die mit dem beweglichen Abgriff Gleichung (2) befriedigt. Der digitale Driftwinkel- des Potentiometers 22 verbunden ist. Mit einem Wert rechner 14 enthält einen zweiten Verhältniszähler, des Widerstandes 54 von 445 Ohm und einem mit der das im zweiten Glied der Gleichung (2) auf- linearer Bewicklung ausgeführten Potentiometer 22 * * j Tr f-u ■ Vzb -, , . rv -T₇ !_..,. . 25 von 1000 Ohm wird eine Annäherung an die Kosinustretende Verhältnis — berechnet. Dieses Verhältnis _funktiorl ^^ _{Diese Anordmmg} °_{ergibt auch eine} wird entsprechend dem vom Potentiometer 41 ab- vernachlässigbare kleine Spannungsänderung für die ■geleiteten und über die Leitung 44 zugeführten Sinus- Stellungen des beweglichen Abgriffs am Potentio_rwert des Rollwinkels abgeändert. Die Glieder der meter 22, die sich in der Nähe des Mittelpunktes Gleichung (2) werden von dieser Anordnung dadurch 30 befinden und Neigungswinkeln von +5° entsprechen, berechnet, daß sie in dem vom Rechner 14 an die Der auf dem Potentiometer 22 gleitende bewegliche

Addiervorrichtung 31 geüeferten Driftwinkelstrom Abgriff wird von einem Servosystem angetrieben, eingefügt werden. Der wahre Driftwinkel gemäß das von der Neigungsbezugsachse 23 betätigt wird, Gleichung (2) wird dann erhalten, wenn das Tangens- welche ein elektrisches Neigungssignal dem Steuerpotentiometer auf eine dem Driftwinkel entsprechende 35 transformator 24 zuführt. Der Steuertransformator 24 Lage eingestellt ist und somit einen Stromanteil oder liefert an den Servoverstärker 25 ein Fehlersignal, ein Stromglied der Addiervorrichtung 31 zuführt, welcher wiederum den Motor 26 speist, der über eine das das Servosystem, welches das Tangenspotentio- Rutschkupplung 56 den Steuertransformator 24 einmeter 35 steuert, in den Nullzustand bringt. Die stellt. Die Rutschkupplung 56 enthält an der Antriebsgenaue Wirkungsweise des Driftwinkelrechners 14 40 seite zum Steuertransformator 24 an' bestimmten und der damit verbundenen Korrekturkreise wird in Winkelstellungen Haltepunkte. Bei diesen Winkel-Zusammenhang mit F i g. 3 erläutert. werten stellt der Neigungswinkel keine gute Annähe-

Wie an früherer Stelle erläutert wurde, wird ein rung mehr an den Steigungswinkel dar. Dieser Winkel-Grundgeschwindigkeitsoszillator in Übereinstimmung wert liegt beispielsweise in der Nähe von 28,5°, so mit der auf der Leitung 20 zugeführten Spannung 45 daß bei Winkelwerten der Neigung, die 28,5° übergesteuert. Diese Spannung wird von einem Potentio- steigen, die an der Rutschkupplung 56 befindlichen meter 21 geliefert, das ein Motor 19 abhängig von Haltepunkten verhindern, daß der Steuertransformator den von einem Servoverstärker 18 gelieferten Signalen auf derartige größere Winkel eingestellt wird, so daß antreibt. Die Frequenz des Grundgeschwindigkeits- ein dauerndes Fehlersignal abgegeben wird, das den Oszillators wird dem Grundgeschwindigkeits-Digital- 50 Motor 26 am Laufen hält. Sobald der Neigungsrechner 15 zugeführt, der die Fehlerspannung für winkel unter den durch die Haltepunkte an der Rutschden Servoverstärker 18 erzeugt. Ein Zahnradvorgelege kupplung 56 festgelegten Winkel fällt, bewirkt das 45 kann, wie in F i g. 2 dargestellt, zwischen den vom Steuertransformator 24 abgegebene Fehlersignal Motor 19 und den beweglichen Kontakt des Potentio- wieder, daß der Motor und der Steuertransformator 24 meters 21 zwischengeschaltet werden. 55 über die Rutschkupplung 56 in eine Lage gebracht

Die Spannungsversorgung des Potentiometers 21 werden, die ein Fehlersignal der Größe Null ergibt, liefert ein der Temperaturkompensation dienender Zwischen den Steuertransformator 24 und den be-Servokreis, der einen kristallgesteuerten Oszillator 46 weglichen, am Potentiometer 22 schleifenden Abgriff und einen Bezugsoszillator 47 enthält. Die Frequenzen ist ein Getriebe 57 mit einem Übersetzungsverhältnis dieser Oszillatoren werden in einem Diskriminator 48 60 von 6:1 eingefügt, damit der Abgriff in einem Bereich verglichen, der ein entsprechendes Gleichstromsignal von etwa 170° angetrieben wird, wodurch die volle an einen Integrator 49 weitergibt. Der Integrator 49 Bewicklung des Potentiometers 22 ausgenutzt wird, speist über einem Emitterfolger 51 die Spannung an Der Stromkreis nach F i g. 2 wird geeicht, indem

einen Punkt 52, von dem aus die Speisung des Potentio- die Neigungswinkel-Bezugseinrichtung 23 auf 0° meters 21 erfolgt. Die gleiche Spannung wird dem 65 eingestellt und die Lage des Abgriffs am Potentio-Bezugsoszillator 47 zugeführt, der auf der Frequenz meter 22 so justiert wird, daß im Grundgeschwindigdes kristallgesteuerten Oszillators 46 gehalten wird. keitsoszillator ein Frequenzminimum entsteht. Der Nachdem dem Bezugsoszillator die Frequenz des Grundgeschwindigkeitsoszillator wird dann so ein-

gestellt, daß er entsprechend der Maximalgeschwin- zugeführten restlichen Eingangssignale werden an

digkeit des Anzeigers 8,0 kHz erzeugt, wobei der Ab- späterer Stelle beschrieben.

griff des Potentiometers 21 auf das obere Ende der Der Zähler 105 wird in vorstehend erwähnter Weise Wicklung eingestellt ist (d. h. auf das gleiche Potential von der Programmiereinrichtung 101, der Torschalwie der Abgriff des Potentiometers 22). 5 tung 103, dem Hystereseschalter 120 und der Flip-Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Flop-Stufe 110 betätigt. In der dargestellten Form F i g. 3 das schematische Schaltbild des Driftwinkel- enthält der Zähler 105 neun Flip-Flop-Stufen, die Berechnungssystems beschrieben. Die Berechnung als ORN-Kreise geschaltet sind. Jede Stufe enthält des Driftwinkels findet normalerweise während der zwei Transistoren, welche aufeinanderfolgend mit Φχ-Yhnse der Grundgeschwindigkeitsprogrammein- io ßl bis β 18 beziffert sind. Der Zähler 105 weist eine richtung statt. Zu diesem Zweck wird ein Rückstell- Einer-Stromleitung 121 und eine Komplementärimpuls t_x, der die /^-Zählung bei der Grundgeschwin- Stromleitung 122 auf. Die Einer-Leitung 121 ist über digkeitsberechnung beginnen läßt, auch über die Widerstände 123 und Stabisterdioden 124 mit dem Leitung 100 der Flip-Flop-Stufe (binäre Zählstufe, Kollektor des ungeradzahlig bezifferten Transistors bistabiler Oszillator) 101 der Driftwinkelprogramm- 15 jeder Flip-Flop-Stufe des Zählers 105 verbunden. Die einrichtung zugeführt. Dieser Impuls läßt die Be- Null-Leitung (Komplementärleitung) 122 ist über rechnung des Driftwinkels in dem gleichen Augen- Widerstände 125 und Stabisterdioden 126 mit dem

_u1 ·, , _{ · , _m j- fx ry.._u1 . ^, , Kollektor des geradzahlig bezifferteri Transistors jeder

blick anlaufen, in dem die ~- -Zahlung im Grund- „^ „ . „...,, _ΛΛ~ , , ^- „, . , „,.,

8 ⁶ Stufe im Zahler 105 verbunden. Die Werte der Widergeschwindigkeitsregister des Grundgeschwindigkeits- 20 stände 123 und 125 sind umgekehrt so ausgewogen,

rechners 15 beginnt. Nach der 256. Zählung von £ f^Q rf TT^ Γ* ^Z -⁸T"^ Widerstandswert ^{6 e} 8 der Dioden 124 bzw. 126 jeder einzelnen Fhp-Flop-

entsprechend der 2048. Zählung von f_x empfängt die Stufe des Zählers ein Wert zugeordnet ist, der in den

Driftwinkelprogrammeinriehtung 101 über die Leitung entsprechenden Einer- oder Komplementärleitungen

102 ein Haltesignal vom Grundgeschwindigkeits- as 121, 122 eine Größe des Stromflusses zuläßt, die dem

register. Die Programmeinrichtung 101 steuert eine binären Wert der einzelnen Flip-Flop-Stufe entspricht.

Diodentorschaltung 103, der die Frequenz /& über Der Widerstand 123 und die Diode 124, welche beide

die Leitung 104 zugeführt wird, nachdem sie von einem mit dem Transistor 01 in der ersten Flip-Flop-Stufe

Hystereseschalter 120 in ihrer Form geändert wurde, verbunden sind, haben somit zusammen einen Gesamt-

dem wiederum die Frequenz /l die Frequenz an der 3° wert von 256 000 Ohm, und der Widerstand 125 und

/ζ,-Eingangsklemme 61 zugeführt wird. Die Fre- die Diode 126, welche beide mit dem Transistor β 2

quenz/ι, kommt vom Kombinator 13. Die Frequenz/i der ersten Flip-Flop-Stufe verbunden sind, haben

wird durch die Torschaltung 103 getastet einer Flip- insgesamt einen Wert von 2560 Ohm. Der entspre-

Flop-Stufe 110 zugeführt, die die Frequenz durch 2 chende Wert für den Widerstand 123 und die Diode

teilt und sie einem bewerteten Zähler oder Wertungs- 35 124, welche beide mit dem Transistor β 17 in der

zähler 105 zuführt. Der Wertungszähler 105 erzeugt neunten Flip-Flop-Stufe verbunden sind, beträgt

durch Vergleich d„ Zähtagen _Λ und £ _während ί

des durch die Zählung f_x bestimmten Intervalls einen in der neunten Stufe verbunden sind, beträgt ebenfalls Ausgangsstrom, der dem Verhältnis 40 1000 Ohm. Zwischen der ersten und der letzten Flip-Flop-Stufe nehmen die Zwischenwerte der entsprechen-

f_x den Widerstände 123 und 125 zwischen diesen beiden

/t 2™ Werten umgekehrt zum binären Gewicht jeder Stufe

-. zu, so daß ein Stromfluß in der entsprechenden

JJL 45 Einer-Leitung 121 und der Komplementärleitung 122

2 zustande kommen kann, der dem binären Gewicht

jeder Stufe entspricht.

proportional ist. Dieser Strom durchläuft auch einen Der Zählausgang der neunten Flip-Flop-Stufe wird Strompolaritätsschalter 106 und wird mit ausge- über die Leitung 127 einem Zählerkreis zugeführt, wählter Polarität einem eine Summe bildenden Magnet- 50 der die Transistoren β 19 und β 20 enthält, welche so verstärker 107 zugeführt. Der Magnetverstärker 107 geschaltet ist, daß sich der Transistor β 20 normalerist die Addiereinrichtung 31 nach Fig. 1. Der Ver- weise im Leitzustand befindet, während nach dem stärker 107 wird über einen basisfreien oder pegel- Auftreten des ersten von der die Transistoren β 17 unabhängigen 400-Hz-Schalter 108, der von der und β 18 enthaltenden Flip-Flop-Stufe abgegebenen Programmiereinrichtung 101 gesteuert ist, mit Arbeits- 55 Ausgangssignals der Zählkreis in einen Zustand verenergie von 400 Hz versorgt. Der Schalter 108 und setzt wird, bei dem der Transistor β 19 leitet. Das an die Torschaltung 103 werden komplementär zuein- der Leitung 128 erscheinende Ausgangssignal des ander freigegeben, so daß die Torschaltung 108 Transistors β 19 wird einem Verstärkertransigesperrt ist und der Magnetverstärker 107 ein Aus- stör β 22 zugeführt, während das auf der Leigangssignal abgibt, wenn die Torschaltung 103 frei- 60 tung 129 erscheinende Ausgangssignal des Trangegeben ist und der Zähler 105 für die Driftwinkel- sistors β 20 einem Verstärkertransistor β 21 zuberechnung Zählungen ansammelt. Am Ende dieser geführt wird. Das Signal auf der Leitung 128 führt Berechnung wird zur Unterbrechung von /l die Tor- auch der Leitung 131 eine Zählung zu, um bei der schaltung 103 gesperrt und der Schalter 108 frei-: ersten Überlaufzählung mittels Tastung des Trangegeben, so daß dem Magnetverstärker 107 Leistung 65 sistors ß2 eine Zählung hinzuzufügen. Das Ausgangszugeführt wird und eine Korrektur der Driftwinkel- signal des Transistors β 22 durchläuft einen Emitteranzeige entsprechend dem zu allerletzt errechneten folger β 32 und wird dann der Basis eines Schalt-Wert möglich ist. Die dem Magnetverstärker 107 transistors β 33 zugeführt. Der Ausgang des Ver-

11 12

stärkers β 21 ist mit einem Emitterfolger β 34 ver- Transistoren die Kollektorelektroden wirkungsvoll

bunden, der einen Schalttransistor β 35 aussteuert. mit Erde verbunden sind. In diesem Stromweg sind

Wegen eines von der Programm-Flip-Flop-Stufe 101 die Dioden 124 in Leitrichtung gepolt, so daß sie dem

auf der Leitung 132 kommenden Austastsignals sind Stromfluß nicht entgegenstehen. Im gleichen Zustand

die Transistoren β 21 und β 22 normalerweise während 5 sind die geradzahligen Transistoren Q 2 und β 18,

des Zählintervalls nichtleitend. , , ,,.. , . „ _.., ■> /l

_r. τ,. , ·. -,~s- n.., .j- . , . welche abhangig von der speziellen Zahlung ^Jhr-

Eine Eingangsleitung 136 führte die getastete ⁵^^{6 v ö} 2

Z₁ τ, A-c· J-7--U1 α leitend sein können, nicht in der Lage, einen Stromer-Frequenz dem Eingang des Zahlers zu, und zwar λ,, ι. α· α \ ιλι ι_·υ j im. 2 ^ ° ^ö pfad durch die Spule 141 zu bilden, sondern leiten

an seiner ersten Stufe. Eine auf EINS stellende Leitung io nur den von der Zehnerspannungsquelle 139 kommen- 137 ist mit der Leitung 100 verbunden, damit die den Strom über den vorstehend aufgezeichneten Einerseite aller Flip-Flop-Stufen des Zählers 105 ein- Stromkreis zum Kollektor-Emitter-Pfad des Trangestellt wird, nachdem an der Programmeinrichtung sistors Q 33 und irgendeinem der Widerstände 125 101 das Startsignal T_x für die Zählung f_x aufgetreten und Dioden 126, die mit einem geradzahligen, leitenwar. Das auf EINS stellende Signal schaltet auch 15 den Transistor β 2 bis β18 inklusive verbunden sind, den Transistor (220 in den leitenden Zustand, wobei zu Erde. Die im Stromkreis irgendeines nichtleitenden der Schalttransistor β19 nichtleitend wird. Der Transistors der ungeradzahlig bezifferten Transistoren leitende Zustand des Transistors β20 bewirkt jedoch ßl bis β 17 inklusive befindlichen Dioden 124 sind wegen des Austastsignals auf der Leitung 132, daß bezüglich der negativen 12-Volt-Kollektorspeiseder Transistor β 21 nichtleitend wird, während das 20 spannung so gepolt, daß sie nicht leitend sind, wodurch auf EINS stellende Signal auf der Leitung 137 bewirkt, verhindert wird, daß irgendwelche Leckströme durch daß der Transistor β 22 leitend wird. Den Kollektoren nichtleitende Transistoren einen Beitrag zur Größe der Schalttransistoren β33 und β35 wird über einen des Driftwinkelstromes liefern, der durch die Transistor 163, das Kosinuspotentimeter 42 und den Zählung im Zähler festgelegt wird. Emitterfolger 161 eine bestimmte Bezugsgleichspan- 25 _ßeider512# zählung von ^ wird der Transistor O 20 nung zugeführt, die von einer ZENER-Bezugsspan- ⁶ 2 ~ nungsdiode 139 kommt. Der Emitter des Transistors leitend, und bei der Ablesung jedes nachfolgenden β 33 ist mit der Komplementärstromleitung Zahlenwerts oder jeder nachfolgenden Zählung wird 122 verbunden, während der Emitter des Tran- der Transistor β 21 leitend und macht wiederum die sistors β 35 an die Einer-Stromleitung 121 angeschlos- 30 Transistoren β 34 und β 35 leitend, wobei die Transen ist. sistoren β 32 und β 22 in nichtleitendem Zustand Die Wirkungsweise des Zählers 105, die darauf gebracht werden. In diesem Zustand führt der Stromgerichtet ist, Ströme zu erzeugen, deren Größe und weg von der Zehnerspannungsquelle 139 zum Kollek-Richtung dem Driftwinkel entspricht, kann am tor-Emitter-Pfad des Transistors β 35 von dort über besten dadurch erläutert werden, daß man zwei ver- 35 die Einer-Stromleitung 121 zur Spule 141, von wo er

ent,«/!«»,» 7su,_mn^ , ™ f*- ^tr-cr.^**+ ,,^r, A_or,^ üb^er die Komplementärstromleitung 122 zu irgend-

scniedene Zahlungen von -=-- betrachtet, von denen . , _ΤΤτ·ι ... , <^-r-t .. j· -i t-v j fit

^B 2 ' einem der Widerstände 125 fuhrt, die über Dioden 126

eine kleiner als das 512 Zählungen betragende Fassungs- mit geradzahlig bezifferten Transistoren β 2 bis β 18

vermögen des Zählers 105 ist, und eine, die diese inklusive verbunden sind, welche Transistoren leitend

lung beginnt, stellt ein auf EINS stellendes Signal, das der Dioden 126 ist wie im vorhergehenden Fall so über die Leitung 100 kommt, über die Leitung 137 gerichtet, daß diese für solche geradzahlig bezifferten alle Flip-Flop-Stufen in den Zustand EINS, wobei Transistoren β 2 bis β 18 den Strom durchlassen, alle geradzahligen Transistoren β2 bis β 18 und β20 45 welche leitend sind; sie sind jedoch so gepolt, daß sie leitend sind, wie vorstehend erwähnt wurde. Die für nichtleitende Transistoren, welche die negative Il Γ-7..11 1 · j. j , 11 o_{A c} T^- 1 Kollektorspannungsquelle von 12 Volt an die Anode erste ^-Zahlung kippt daher alle Stufen. Die nach- _{der Diod}/_anlegeilj Nichtleitend sind. Wie im vorherfolgenden Zählungen von \ werden dann in normaler Spenden Fall verläuft auch hier der überdie Kollektor-

2 50 Emitter-Strecke des Transistors β 35 verlautende

Zählwirkung registriert. Solange diese Zählung kleiner Strompfad über irgendeinen der mit einem leitenden als 512 ist, befindet sich der Transistor β 19 in leiten- geradzahlig bezifferten Transistor ßl bis β 17 inklusiv dem Zustand, und die Transistoren β 32 und β 33 verbundenen Widerstände 123 bloß zur Erde und sind nach der Ablesung oder der Abnahme des Wertes liefert keinen Strombeitrag durch die Spule 141. Es leitend. Die Ablesung oder Abnahme des Wertes 55 ist klar, daß in diesen beiden Fällen der Stromfluß erfolgt, wenn die Leitung 132 am Ende des Drift- durch die Spule 141 in entgegengesetzten Richtungen Winkelprogramms auftastet. In diesem Zustand läuft verläuft und daß somit sein Richtungssinn darauf der Strom, der von der durch die Zehnerdiode 139 beruht, ob der Zähler 105 gegen seinen Komplementärgebildeten Bezugsspannungsquelle geliefert wird, über wert zählt oder schon einmal gefüllt worden war den Kollektor-Emitter-Pfad des Transistors 163, das 60 und begonnen hat, eine seine Kapazität übersteigende Kosinuspotentiometer 42, den Emitterfolger 161, den „..,, f_L , _T · ■, -^ « ■ j

Kollektor-Emitter-Pfad des Transistors ß33 die ^{Zahlung von} T ansammeln. In jedem FaU wird Komplementärleitung 122 zu einer Spule 141 des die Höhe des Stromes durch die Zahl ausgewählt, Magnetverstärkers 107, gelangt zur Einer-Leitung 121 ,. ~ , , „.. ,. „..,, f_L ,

und von dort durch irgendeinen der Widerstände 123 6₅ ^{dle am Ende des fur die Zahlun}S ^von T ^bestmmten und der Dioden 124, welche jeweils mit leitenden Tastintervalls im Zähler vorhanden ist und sein ungeradzahlig bezifferten Transistoren ßl bis β 17 Wert von den zur Wirkung gelangenden binären inklusiv verbunden sind, wobei bei den leitenden Bewertungswiderständen so bestimmt, daß er pro-

13 14

portional Der Verstärker 107 enthält eine Abgleichwicklung

, 154, die von einem Brückenkreis 155 mit einem ein-

JJü- f_L stellbaren Strom gespeist wird. Die restlichen Wick-

2l _ lungen des Verstärkers 107 bestehen aus einer Produkt-

fx ' 5 wicklung 156, die alle drei Kerne umschließt, sowie

~2 einer Ausgangswicklung 158, die auch alle drei Kerne

umschließt. In ihrer körperlichen Ausführungsform

d. h. gleich sind die Wicklungen 148,141,156 und 154 so gewickelt, / 2 / \ daß ^si^e einzelne isolierte Leiter eines vieradrigen Il — —7;—J 10 Drahtes sind. Dieser Draht ist mittels einer gleich- ^ *^x ι förmigen Verdrillung, bei der sich die Lage der Leiter ist. je Fuß Drahtlänge um 360° dreht, ausgekreuzt. Der Magnetverstärker 107 enthält drei sättigbare Die Wirkung dieser Art der Anordnung besteht darin, Toroidkerne 140, 142 und 143, welche ausgerichtet daß in den vier Adern des vieradrigen Drahtes eine so übereinandergestapelt sind, daß sie für jeden Kern 15 im wesentlichen vollkommene Summierung der Ströme einzelne und gemeinsame Wicklungen aufnehmen geschaffen wird, da jede Ader die genau gleiche können. Die Wicklung 141 umschließt die gesamten Kopplung mit den Magnetkernen aufweist. Das Kerne 140, 142 und 143. Der Verstärker 107 wird Ausgangssignal der Wicklung 158 ist bezüglich der von einer auf dem Kern 143 befindlichen Spule 144 Amplitude der Differenz zwischen dem Driftwinkel und von einer auf dem Kern 142 befindlichen Spule 20 und der Einstellung des Potentiometers 149 propor- 145 erregt. Diese Spulen sind in Reihe geschaltet und tional und weist eine Phase auf, die dem Richtungssinn einerseits an eine Gleichstromquelle mit —12 Volt des Fehlers entspricht. Dieser von der Wicklung 158 und andererseits an einen Wechselstromtorkreis 108 gelieferte Ausgangsstrom wird über die Leitung 32 angeschlossen. Der Wechselstromtorkreis 108 enthält dem Eingang des Servoverstärkers 33 zugeführt. Der zwei Transistoren 146 und 147, die von dem von der 25 Servoverstärker 33 steuert den Motor 34 in eine Programmiereinrichtung 101 kommenden Tastsignal solche Richtung aus, daß durch die Einstellung der ausgesteuert werden. Der Emitter des Transistors 146 Lage des Gleitkontakts 153 auf dem Potentiometer 149 ist an eine Wechselstromquelle von 1,2 Volt und 400 Hz der Verstärker 107 auf den Wert Null gebracht wird, angeschlossen. Während der Berechnungsperiode wird Ein Generator 192 sorgt für eine von der Veränderung den Wicklungen 144, 145 des Verstärkers 107 kein 30 abhängige Rückkopplungswirkung, indem er Signale Wechselstrom zugeführt. Wenn am Ende der Be- erzeugt und diese einem Eingang des Verstärkers 33 rechnungsperiode der neue Wert des Driftwinkels zuführt. Vom Motor 34 wird auch noch ein Synchronzur Korrektur der Driftwinkelanzeige verwendet übertrager 193 angetrieben, der über Leitungen 194 werden soll, wird der Transistor 146 leitend, wodurch die Driftwinkelwerte einem Navigationsrechner und er über seinen Kollektor-Emitter-Pfad die Energie 35 entfernt angeordneten Anzeigegeräten zuführt,
von 1,2 Volt Wechselstrom, 400 Hz an die Wicklungen Der vom Zähler 105 gelieferte Strom, der den 144 und 145 anliegt. Mit dieser Schaltwirkung wird Driftwinkel darstellt und im Magnetverstärker 107 die von der 12-Volt-Quelle herfließende Gleichstrom- , , . . , , „,. , f_yp . ,. ~ ._f, komponente nicht geschaltet, so daß kein Gleich- ^{dazu verwendet wird}> ^{das Glied} J^ ^{in die Dnft}" Stromsprung auftritt. Einer Spule 148, welche alle 40 winkelgleichung einzuführen, wird in folgender Weise drei Kerne 140, 142 und 143 umschließt, wird ein entsprechend dem Kosinus des Rollwinkels geändert: dem Tangens des angezeigten Driftwinkels proportio- Die Schalttransistoren β 33 und β 35 im Zähler 105 naler Strom zugeführt. Der Strom für die Spule 148 werden über den Emitterfolger 161 und das Kosinuswird von der Tangensbrücke 109 erzeugt. Die Brücke potentiometer 42 von der Zehnerdiode 139 gespeist. 109 enthält ein lineares Potentiometer 149 mit einem 45 Dieses Potentiometer 42, dessen beweglicher Kontakt Wert von 1000 Ohm sowie zwei Festwiderstände 151 entsprechend dem Rollwinkel eingestellt wird, erzeugt und 152. Die Wicklung 148 ist mit der Verbindungs- einen Faktor gleich dem Kosinus des Rollwinkels, stelle der Widerstände 151, 152 und mit dem einstell- so daß in entsprechender Weise der der Wicklung 141 baren Kontakt 153 des Potentiometers 149 verbunden. zugeführte Strom verändert wird, wodurch dieser

£5 Ä£Ä tTStfSi'Sa™⁵⁰ *» *■> *»** t ****** -·^{dem Stos}

Spannung angeschlossen, welche durch die Zehner- des Rollwinkels direkt proportional ist. Über die von

diode 139 und den Transistor 163 geliefert wird. Der der Programm-Flip-Flop-Stufe 101 kommende Leitung

Stabister 199 ist den Dioden 124, 126 im Zähler 105 162 wird der Transistor 163 so getastet, daß er die

ähnlich und sorgt zusammen mit dem Widerstand 198 55 von der Zehnerdiode 139 kommende Spannung nur

für eine Temperaturkompensation des auf den Strom während der Ablesung dem Kollektorausgangskreis

in der Spule 141 ausgeübten Temperatureinflusses. 164 zuführt.

Bei einem Wert der Widerstände 151 und 152 von Das restliche Glied der Driftwinkelgleichung, und

jeweils 820 Ohm und einem Wert des Potentiometers v„ , . ,. . . , _. , _ „ . , ,

149 gleich 1000 Ohm sowie einen angenäherten Wider- 60 ^zwar y^ multipliziert mit dem Sinus des Rollwinkels

stand von etwa 200 Ohm im Kreis der Wicklung 148 IV^ _gin \ ^ ^ _{zm&r m &h} ^ ^ _dem

erzeugt die Brücke 109 einen Strom, der dem Tangens \ v„ I

einer drittel Winkeldrehung der Welle entspricht, Zähler 105 identisch ist und einen dem Schalter 106

welche den Gleitkontakt 153 bewegt. Dieser Faktor entsprechenden Polaritätsschalter 172 aufweist. Der

von einem Drittel wird deshalb vorgesehen, um die 65 Schalter 172 weist Transistoren β 33 und β 35 auf,

Anzeige des Driftwinkels zu verstärken und am die von der getasteten Quelle 164 ihre Stromversorgung

Tangenspotentiometer 149 eine bessere Auflösung erhalten, mit der sie über die Leitung 173 verbunden

zu erhalten. sind. Der Zähler 171 erhält als Eingangssignal die

Frequenz ~ über die Eingangsleitung 174 zugeführt.

Die vom "Kombinator 13 kommende Frequenz fp wird der Klemme 175 zugeführt, wo sie in einem Hystereseschalter 176 verformt wird und in einer Flip-Flop-Stufe 177 um den Faktor 2 geteilt wird. Die vom Hystereseschalter 176 kommende Frequenz fp ist nur wirksam während des durch die Programmen^ richtung 101 bestimmten Zählintervalls, und zwar wegen der Wirkung der /^-Torschaltung 178 die von der Programm-Flip-Flop-Stufe gesteuert wird.

Während des Zählintervalls wird die Frequenz —■

Über die Leitung 174 dem Eingang des Zählers 171 zugeführt. Am Ende des Zählintervalls erfolgt, wie an früherer Stelle in Zusammenhang mit dem Zähler 105 besehrieben wurde, die Ablesung, bei der über die Leitung 179 ein Strom des Sinuspotentiometers 41 zugeführt wird. Dieser vom Sinuspotentiometer 41 kommende Strom schließt sich über die Leitung 181. Die Polarität des Stromfiusses wird durch den Zustand des Polaritätssehalters 172 bestimmt, der durch den Zustand des Polaritätsschalters 172 bestimmt, der

durch die relative Größe des Verhältnisses

2f

in

25

genau gleicher Weise ge.steue.rt wird, wie für den Schalter 106 beschrieben wurde. Der auf diese Weise

zugeführte Strom ist dem Ausdruck (l — —i^-\ proportional und wird einer Wicklung 156 des Magnetverstärker 107 zugeführt, nachdem er um einen dem Sinus des Rollwinkels (sin r) entsprechenden Faktor verändert worden war, welcher von dem Potentiometer 41 und dem damit verbundenen Strome kreis erzeugt wird, Die Wicklung 156 ist in einer Brückenschaltung an den Abgriff des Potentiometers 41 und die. Verbindungsstelle der Widerstände 182 angeschlossen. Der Faktor sinr ändert daher den Stromfluß der Wicklung 156 sowohl dem Vorzeichen als auch der Größe nach entsprechend dem Vor^ zeichen und der Größe der Sinusfunktion. Die für die Einstellung der Potentiometer 41 und 42 bestimmte Servoeinrichtung enthält den Motor 39, den Steuertransformator 37 und den Verstärker 38. Dem Transformator 37 wird als Eingangssignal der Rollwinkel elektrisch an den Eingangsklemmen 36 zugeführt, und er liefert über die Leitung 190 ein Fehler-Rückkopplungssignal zum Eingang des Verstärkers 38.

Im folgenden wird wieder auf die F i g. 1 Bezug genommen. Der durch die Nullage des Potentiometers festgelegte korrigierte Wert der Geschwindigkeit über Grund wird über den Geber eines Winkelwertübertragers 201 auf ein Anzeigegerät und auf eine Navigationsrechenvorrichtung 202 übertragen, In ähnlicher Weise wird der korrigierte Wert des Driftwinkeis durch den Geber eines Winkelwertübertragers auf den Anzeiger und den Navigationsrechner 202 übertragen und ebenso der tatsächliche Kurswinkel (rechtweisender Kurs über Grund), der aus dem Differentialwertbildner oder Differentialsynchro 203 6q stammt. Dieser wirkliche Kurswinkel wird dadurch erhalten, daß von dem durch die Doppleranlage errechneten Driftwinkel der Kompaßkurs abgezogen wird, welcher von einer örtlichen Kompaßkursbezugseinriehtung, beispielsweise einem Kompaß stammt. Der Anzeigeteil des Geräts 202 zeigt die Geschwindigkeit über Grund und den Driftwinkel in einer geeigneten Darstellung dieser Größen an. Für die Zwecke des Navigationsrechenteiles des Gerätes 202 wird die die Grundgeschwindigkeit darstellende Eingangsgröße integriert, so daß sie in Meilen über Grund erhalten wird, und diese Entfernung wird entsprechend dem Sinus und Kosinus des Differenzwinkels aufgelöst, der zwischen dem gewählten Kurs und dem tatsächlichen Kurs vorhanden ist. Der tatsächliche Kurswinkel (rechtweisender Kurs über Grund) wird von dem Differentialsynchro 203 erhalten und mit einem am Eingang 204 aufgegebenen gewählten Kurswinkel verglichen, damit man diesen Differenzwinkel erhält, welcher die während des Fluges auftretenden Zwischenräume darstellt, die während des Fluges nicht auf dem gewählten Kurs über Grund liegen. Somit zeigt der Navigationsrechner einerseits die mit dem Kosinus des zwischen dem tatsächlichen und dem gewählten Kurs liegenden Winkels multiplizierte Entfernung an, so daß die längs des Kurses zurückgelegte Entfernung erhalten wird und andererseits die mit dem Sinus dieses Winkels multiplizierte Entfernung, wodurch sich die Entfernungskomponente ergibt, um die man vom gewählten Kurs abgekommen ist. Der Pilot kann, indem er den letzteren Anzeigewert auf Null bringt, das Flugzeug auf dem gewählten Kurs halten und auf dem Kursanzeiger die zurückgelegte Entfernung oder die noch zurückzulegende Entfernung ablesen,

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Doppler-Navigationsgerät mit Datenstabilisierung für Luftfahrzeuge, bei welchem mit Hilfe von vier von der durch die Längs- und Querachse des Luftfahrzeuges definierten Ebene schräg nach' unten gerichteten Strahlungen vier den Echosignalen entsprechende Dopplerfrequenzen gewonnen werden, aus denen das Gerät den auf das Fahrzeug bezogene Geschwindigkeitskoordinaten V_Xp, F₂Z₂, und V_gp entsprechende Frequenzen fx, fy und /z bildet und bei welchem ein Rechner vorgesehen ist, dem f_x, f_y und fz sowie von einem vertikalen Bezugssystem, z. B, einem Gyroskop, gelieferte Daten eingegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rechner (14) vom vertikalen Bezugssystem vom Rollwinkel (r) abhängige Daten eingegeben werden und daß der Rechner (14) den Driftwinkel δ nach der Gleichung

   δ = arc tg

   cos r —

   'ZJ)

   sinr

   errechnet.

   2, Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte von V_xp, V_yp und V_Zp als in Speichern in vorherbestimmten Zeitinter-. vallen angesammelte Zählungen der Perioden von fx bzw. fy bzw. f_z vorliegen, daß von den vier Dopplerfrequenzen (fpu /fr, fßL, /bä) zwei diagonal zueinander liegenden Strahlen entsprechende (z. B. fpif und /gjj) während dem Vx_V entsprechenden Zeitintervall periodenmäßig gezählt und diese Zählungen addiert werden und dann ein dieser addierten Zählung entsprechender, erster Strom erzeugt wird, welcher dem Wert

   von -j~ nach Größe und Richtung proportional

   ist, und daß von den vier Dopplerfrequenzen die den zwei vorderen oder den zwei hinteren Strahlen

   entsprechenden Dopplerfrequenzen (Jfl und /fr oder fi}L und /br) während dem V_xv entsprechenden Zeitintervall periodenmäßig gezählt und diese Zählungen addiert werden und dann einer dieser addierten Zählung entsprechender zweiter Strom

   erzeugt wird, welcher dem Wert von ^zp

   nach

   Größe und Richtung proportional ist.

   3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

   zeichnet, daß nach Multiplikation des -^- dar-

   'XP

   stellenden Stromes mit einem cos r darstellenden Signal zur Bildung eines dem Wert

   _xp

   • cosr

   ao

   proportionalen Stromes und nach in ähnlicher

   Weise durchgeführter Bildung eines dem Wert

   'zp

   X¹P

   smr

   proportionalen Stromes diese beiden Ströme an zwei Eingangswicklungen eines magnetischen Verstärkers (107) gelegt werden und daß ein mit einer Ausgangswicklung (158) verbundenes, mit deren Signal beaufschlagtes Servosystem (33, 34, 35) eine Einrichtung (109) enthält, die einen dem Tangens eines Winkels proportionalen Strom erzeugt und den erzeugten tangensabhängigen Strom einer dritten Eingangswicklung (148) so zuführt, daß an der Ausgangswicklung (158) ein Signal mit der Größe Null entsteht, wenn dieser Winkel den Driftwinkel des Flugzeuges darstellt, welchen eine Anzeigeeinrichtung (193) anzeigt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1100 730;
   Feingerätetechnik, 10, 1961, Heft 7, S. 319 bis 326.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

   809 517/162 2.68 © Bundesdruckerei Berlin