DE1481991C3

DE1481991C3 - Verfahren zur Darstellung der relativen Lage eines Flugzeuges zu einer vorgegebenen Landeanflugbahn mittels einer Fernsehanlage

Info

Publication number: DE1481991C3
Application number: DE1481991A
Authority: DE
Inventors: Volkmar Dipl.-Ing. 8031 Unterpfaffenhofen-Germering Wilckens
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1966-02-08
Filing date: 1966-02-08
Publication date: 1974-01-10
Also published as: DE1481991A1; DE1481991B2

Description

Zur Führung von Flugzeugen auf einer vorgegebenen Bahn, insbesondere während des Landeanfluges, sind verschiedene Verfahren bekannt, die mittels optischer oder/und elektronischer Bord- oder/und Bodenanlagen dem Piloten Lageinformationen liefern. Das bekannteste Verfahren dürfte dasTnstrumenten-Lande-System (ILS) sein, das auf fast allen Verkehrsflughäfen installiert ist. Bei dieser Landehilfe erhält der Pilot Informationen von konventionellen Kreuzzeigergeräten, die die relative Lage der Soll-Flugbahn zum Flugzeug angeben, und ggf. zusätzlichen Kommandogeräten, sog. »integrated /nstrument Systems« (IIS), die die Richtung und Größe der erforderlichen Steuerkorrektur liefern (»Entwicklung und Stand der Luftnavigation« von E. Rößger, Technische und Volkswirtschaftliche Berichte des Wirtschafts- und Verkehrsmiriisteriums Nordrhein-Westfalen, Nr. 25, 1954, Seiten 251—258 und Abb. 123) oder den noch im Erprobungsstadium befindlichen sog. »head-up-display«- Systemen (z. B. Reeds Aircraft and Equipment-News, Oct. 1965, Artikel »Airborne Display System«).

Eine weitere Landehilfe erhält der Pilot durch das ebenfalls auf den meisten Verkehrsflughäfen vorhandene Bodenleitsystem »Ground controlled approach« (GCA). Die Lageinformationen oder Korrekturanweisungen werden dem Piloten über Sprechfunk von einem Lotsen des Flughafens, der den Anflug auf einem Radarschirm verfolgt, erteilt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, daß eine infrarotsensible Fernsehkamera dem Lotsen als Quelle für seine Anweisungen dient.

Von den zahlreichen weiteren, gegenwärtig weniger bekannten Landehilfen seien noch folgende erwähnt:

1. Die analoge Abbildung der Außenwelt in mehr oder weniger naturgetreuer Form, z. B. das »C.onalog«- Verfahren (AGARD Report 491).

2. Die optische Ausstrahlung relativ enger, sich berührender Farbsektoren vom Boden aus, z. B. »Rainbow optical Projector aids landing« (Aviation Week Technology, August 23, 1965).

3. Ein großer Convex-Spiegel wird neben dem. gewünschten Aufsetzpunkt aufgestellt. Der Pilot kann die relative Lage des Spiegelbildes seines Flugzeugs zu einer durch Marken am Spiegelrand gekennzeichneten Sollrichtung sehen und korrigieren.

4. Die Markierung der Landebahn und die Beleuchtung von Hindernissen mit infraroter Strahlung, die bei Nebel ein besseres Durchdringungsvermögen besitzt, als sichtbare Strahlung. Die Anzeige erfolgt auf.

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sitit, als sichtbare Strahlung. Die¹ Anzeige erfolgt auf Die unzureichende Auflösung der Anzeige aller

Bildschirmen in der Filctenkanzel, die von am Flug- h'sheiigen Systeme bzw. die hchen Anforderungen an

zeug montierten infrarctempfindlichen Femsehkame¹ die Reakticr.sfähigkeit des Piloten erlauben Eahnab-

ras cder Bildwandlerröhre^ gespeist werden. (Deutsche v.eichuirgen in der Größenordnung der Flugzeugab-

Fatentschrift Nr. 945 2C8 und -TSr. 953 854). ^: 5 rressurgen, die manuell gesteuerte vollständige Lan-

5. Das sogenannte PLAT-System (Pilot Landing düngen nicht zulassen.

Aid Television) das speziell bei Landungen auf Flug- Man weiß jedoch, daß menschliche Piloten fähig zeugträgern eingesetzt wird. (Interavia Nr. 1/1963, sind, die Lage ihres Flugzeuges auf kleinste Bruchteile Seite 91—93) Hierbei wird die Landung des Flug- der Flugzeugabmessungen genau zu steuern (Flugzeuges gefilmt und die Bilder au£ Magnetband gespei- ίο hetankung, Verbandskunstflug), wenn man ihnen die chert. Dadurch wird die Beobachtung während der Lageinfoimation verzcgerungsfrei mit möglichst guter Landung durch nicht im Einsatz befindliche Piloten Auflösung und in möglichst gegenständlicher, unzweiermcglicht. Durch die Bandaufzeichnung ist außer- deutiger Form in einer für die jeweilige Steuerungsaufdem ein nachträgliches Abspielen für den Piloten gäbe günstigsten Art zukommen läßt,
selbst möglich, der so aus eventuellen Fehlern lernen 15 Für einen menschlichen Piloten ist z. B. die günstigkann, ste Form der Lägeinformation während der Landung

Sämtliche hisher bekannten Lardesysteme stellen das Bild semes Flugzeugs von hinten gesehen, zusam-

keine ideale Lösung des Lar.deprobkms dar, da für rren mit der Lage der gekreuzten Schnittlinien der

die erzielten technischen Fortschritte immer Nachteile Ar.fiugebehen. Diese Art der Lageinformation ist auch

in Kauf gencrrrren werden müssen. 20 der natürlichen, bei Sichtbedingungen vorhandenen.,

Wegen des Sektcrer.eharakters der ekktrcmagne- weit überlegen.

tischen, die Lageinfcirraticn liefernden Ausstrahlung Bisher bietet allein diese Darstellungsart den großen wächst z. B. hem ILS-Verfahren die Empfindlichkeit Verteil, daß der Pilot ständig die Ablage von der Solider Anzeige rr.it der Annäherung an die Landebahn bahn mit charakteristischen Maßen des Flugzeugbildes ständig εη. Die dadurch verursachte laufende Är.de- 25 ^ergleichen und seine Steuejmaßnahmen anpassen rurg der Steuereigenschaltcn bedingt eine erhebliche kann. Das Bild ces Flugzeugs führt sozusagen den Belastung des Piloten. anzuwendenden Korrekturmaßstab immer mit sich. .

Eie Anweisungen eines Lctsen liefern keine konti- Der Schwierigkeitsgrad der Landung als des Flug-

nuierliche Infcirraticn und kernen unter Uirslär.den ah Schnitts, der die schärfsten Anforderungen an die

zu kritischen, ^ericgittin Aktie nen zur Eahnkcrrek- 3° Eahngenauigkeit stellt, wird damit so sehr gesenkt, daß

tür führen (siehe z. B. AGARD Report Ξ60). Das eine Abnähme der Unfallhäufigkeit bei Landungen

Verfahren setzt seitens ces K.'oten und des Lotsen viel infolge Bedienungsfehlers erwartet werden dürfte.

Erfahrung und Fingerspitzengefühl vcraus. Die künst- Dies wird besonders deutlich, wenn man die Lan-

liche Darstellung der Außenwelt auf einem Bildschirm düngen der zukünftigen Überschallverkehrsflugzeuge

erfordert einen erheblichen Aufwand an elektronischer 35 ins Auge faßt. Sofern diese Flugzeuge Flügel kleiner

Ausrüstung für Rechner und Anzeige. Streckung haben werden, müssen sie mit hohen Anstell-

Für einen Piloten ist das — künstliche oder natür- winkeln abgefangen, ausgeschwebt und aufgesetzt liehe — Bild der Landebahn aus der Anflugperspektive werden. Dies wird sehr wahrscheinlich im praktischen eine zwar gewohnte jedoch keineswegs die günstigste Flugbetrieb mit den verschiedenen Nebenbelastungen Lageinformation für einen präzisen Landeanflug. Ein 40 für den Piloten ein erstrangiges Steuerproblem dar-Beweis dafür ist z. B. die Einführung der unter 2 und 3 stellen. Bei der größen Rumpf lan ge dieser Flugzeuge genannten optischen Systeme für Landeanflüge unter sitzt dann der Pilot während des unmittelbaren Lande-Sichtbedingungen. Vorganges 10 bis 20 m über der Bahn. Diese Höhe ist

Abgesehen davon, daß die Landehilfe mittels Aus- sowohl·von dem-Anstellwinkel als auch von der Sinkstrahlung von Farbsektoren auf Sichtwetterbedingun- 45 geschwindigkeit so stark abhängig und mit ausgesprogen beschränkt ist, liefert dieses Verfahren innerhalb chen schlechter Sicht voraus verbunden, daß der Pilot der Sektoren strenggenommen keine kontinuierliche kaum das erforderliche sichere Gefühl für die Steuerpräzise Lageinformation. Auch das Spiegelverfahren aufgäbe erlangen kann, das für eine sichere Landung ist nur bei Sichtwetterbedingungen anwendbar. Die erforderlich ist.

Beleuchtung mit infraroter Strahlung hedeutet nur 50 Vorliegende Erfindung hat sich nun zum Ziel gesetzt, eine gewisse Sichtverbesserung bei Nebel. Das erwähnte manuell gesteuerte vollständige Allwetter-Blindlandun-PLAT-System schließlich gibt dem Piloten während gen zu ermöglichen, im Gegensatz zu automatischen des Landeanfluges keine Information. Landungen die Inübunghaltung der Piloten zu gewähr-■ Mit den obengenannten Landehilfen ist es im allge- leisten und im Vergleich zu den herkömmlichen Blindmeinen nicht möglich, vollständige Landungen mit 55 Anflugverfahren die Beanspruchung der Piloten zu ausreichender Zuverlässigkeit manuell durchzuführen. vermindern.

Das liegt u. a. daran, daß diese Systeme keine oder nur Es wird dazu bei einem Verfahren zur Darstellung

unzureichend genaue Lageinformationen während des der relativen Lage eines Flugzeuges zu einer vorgege_r

Ausschwebens und Ausrollens liefern. Man hat darauf- benen Landeanflugbahn mittels einer Fernsehanlage,

hin z. B. das ILS-Verfahren ergänzt, indem man die 60 wobei von einem vor dem Anfang der Landebahn fest

noch fehlende genaue Höhenlage-Information wäh- angeordneten und in Richtung des Sollgleitpfades

rend des Ausschwegens mit Hilfe eines Funkhöhen- ausgerichteten Aufnahmegerät die Abweichungen des

messers hinzufügte. Offenbar stellt diese Kombination Flugzeuges von dem Sollgleitpfad aufgenommen wer-

zu hohe Anforderungen an den durchschnittlichen den, erfindungsgemäß vorgesehen, daß zur Anflughilfe

Piloten, denn dieses System wird nicht für manuelle 65 die Lage des Flugzeuges bezüglich des Sollgleitpfades

Landungen, sondern ausschließlich als Kommando- drahtlos zum Flugzeug übertragen wird, wobei auf

geber für den Autopiloten eines vollautomatischen e nem im Blickfeld des Piloten angeordneten Fernseh-

Landesystems (engl. »Autoland«-System) verwendet. bildschirm eine Silhouette des Flugzeuges in einem

fadenkreuzartigen Koordiiateniystem, da> din SoIlgleitpfad angibt, dargestellt w.rJ, unl diß als Aj>schwabehilfe ei.i zweites in Rieh;un* auf den id;il;n Aufsetzpunkt ausgerichtetes Auf.ia'nmegerät in Mittellinie der Landebahn so weit vor der Laidebihn· schwelle aufgestellt ist, daß ein Üioenehneidanjs· bereich mit den am An:ang der Landebain fest angeordneten und in Richtanj des Sollgleitpfades ausgerichteten Aufnahmegerät gegeben ist, d;r eine kontinuierliche Übertragung der gleichartigen Informationen auf den Fernsehbildschirm des Piloten auch während des Übergangsbogens, Ausschwebens, Ausrollens oder Durchstartens ermöglicht, wobei der Bildwechsel von der Anflug- zur Ausschwebehilfe selbsttätig vo.n Boden aus erfolgt und die bei der Anflughilfe auftretende Rechts/Links-Verfälschung der Darstellung durch elektronische Maßnahmen korrigiert wird.

Es ist bekannt, daß Fernsehkameras mit Objektiven ausgerüstet werden können, deren Brennweite variabel ist und daß — auch drahtlose — Farnbedienung der Objektive möglich ist. Es ist ferner bekannt, daß man mit Hilfe der — an sich unsichtbaren — Infrarotstrahlung bei völliger Dunkelheit bzw. unsichtigem Wetter mit Hilfe geeigneter Geräte (Bildwandler) sehen kann. Diese Geräte können auch ah Fernsehaufnahmegeräte ausgebildet sein. Das Bild kam natürlich auch· durch andere Mittel, z. B. durch extrem kurzwelliges Radar erzeugt werden. Dieser Stand der Technik bildet die Grundlage für das nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren.

Ein fest in Richtung der Anfluglinie am Anfang der Landebahn installiertes, z. B. infrarotempfindliches Aufnahmegerät nimmt das Bild des anfliegenden Flugzeugs auf. Dieses Bild wird über ein geeignetes Richtantennensystem zum Flugzeug auf einen Bildschirm im Blickfeld des Piloten übertragen. Um den Piloten durch die Vorderansicht seines Flugzeugs nicht zu irritieren, wird das Darstellungsgerät so abgestimmt, daß das Flugzeug nur als Silhouette erscheint. Die vom Standpunkt des Piloten gesehene Rechts/Links-Verfälschung der Bildbewegung wird durch Spiegel oder Linsensysteme oder durch einfache elektronische Maßnahmen korrigiert.

Die Lage der Sollanflugbahn wird z. B. durch fadenkreuzartige Markierungen am Aufnahmegerät oder am Bildschirm in Übereinstimmung mit der optischen Achse symbolisiert.

Ein zweites, fest in Richtung der günstigsten Bahn des »Kontaktwerks« (Räder, Kufen, Schwimmer, Stelzen usw.) des Flugzeugs beim Ausschweben installiertes Aufnahmegerät liefert die gleichen Informationen wie die soeben beschriebene erste Anlage.

Ein Beispiel für die Anordnung der Aufnahmegeräte ist in Abb. 1 dargestellt. Durch die Stellung der Aufnahmegeräte I und II ist gewährleistet, daß das Bild der Ausschwebehilfe II empfangen werden kann, wenn das Flugzeug in die Sendekeule der Richtantenne des Aufnahme- und Sendesystems II eintritt, damit im Bildfeld erscheint, und der Übergangsbogen eingeleitet werden muß. Kurz darauf verläßt das Flugzeug die Sendekeule des als Anflughilfe dienenden Gerätes I, dessen Bild nicht mehr benötigt wird.

Der Wechsel von Bild I auf Bild II kann durch manuelle oder automatische Umschaltung z. B. zwischen zwei Frequenzen, aber auch nur durch geeignete Überschneidung der Sendekeulen der nicht dargestellten Richtantennen des Systems I und II erfolgen.

Von Gerät II wird das Flugzeug, im Gegensatz zu I nicht mehr reeht'/ink>-s i'enverkehrt gesehen, so da; mit den Wec r.el der ß.lddantellung aueh die bei notwendige Bldjmkehr riekgingig gemacht werde mi3. G.ⁱrit II kann aa:iirl ch au en in Verbindung mi e^:ne;n der herkömnli h.n Verfahren angewandt wer den. Es kann sinnvoll sen, je naeh Typ des jeweil anfliegenden Flugzeug; die vorgeschriebenen Bahn winkel, d. h. die Neigung der Geräte I und II anzupassen. Das von Gerät I gelieferte Bild erlaubt es dento Piloten, festzustellen, ob er sich allein im Anflug befindet. Gerät II kann natürlich auch als sehr wertvolle Steuerhilfe beim Start bzw. Durchstarten dienen.

Mittels der variablen Brennweiten der Objektive der Aufnahmegeräte kann die Ausnutzung des Bildfelder von einer überwachenden Person am Boden oder über drahtlose Bedienung vom Piloten den augenblicklichen Anforderungen angepaßt werden. Da die Lage der Sollbahi mit der optischen A~h;e der Aufnahmegeräte identisch ist bzw. so gewäh.t wjrde, bleibt bei Veränderang der Brennweite d.r Optic das augenblicklich vorhandene Verhältnis d;r Bama'olage zur Fljgzeugbiligröße erhalten, so da3 keine Irritierungen des Piloten zu erwarten sin J.

Um eine einwandfreie Abbildung der charakteristisehen Flagzeugabmessungen auch bei Unsichtigkeit zu erhalten, maß bei Anwendung der Infrarottechnik das Flugzeug ggf. mit geeignet verteilten Infrarotstrahlern ausgerüstet werden.

Es ist bekannt, daß ein Fernsehbild z. B. auf Magnetband gespeichert werden kann (siehe z. B. »Funkschau« 1965, Heft 20). Es ist ferner bekannt, daß elektronische Rechner z. B. mit magnetband-gespeicherten Informationen gespeist werden. Es ist also auch möglich, Signale, die auf Magnetband gespeichert werden können, sofort einem Rechner zuzuführen. So wie der heutzutage in den Flugsicherungszentralen gespeicherte Sprechfunktext könnte in Zukunft der Bahnverlauf von Anflügen und Landungen repro duzierbar registriert werden und zur Aufklärung von Unfällen oder Streitfragen dienen, wie dies auch bei dem eingangs erwähnten PLAT-System durchgeführt wird.

Zur Registrierung des Verlaufs der Ablage des Flugzeugs von der vorgeschriebenen Bahn (im folgenden Ablagef-Verlauf] genannt) wird in vorliegender Erfindung die Zeilenstruktur des Fernsehbildes herangezogen. Eine punktförmige Bildauflösung (Raster) — wie z. B. bei Glasfaseroptiken — läßt sich sinngemäß ebenso anwenden. Quer zur Zeilenrichtung läßt sich eine Ablage mittels Zeilenauszählung bestimmen, während längs zur Zeilenrichtung Längen- bzw. Laufzeitvergleiche modulierter Zeilen in Frage kommen. Sollte eine dieser im folgenden näher erläuterten Methoden größere technische Schwierigkeiten bereiten, dann könnte man zwei parallel-gerichtete Aufnahmegeräte mit gekreuzten Zeilenrichtungen verwenden. Damit könnte die Ablage nach der funktionstüchtigeren Methode bestimmt werden. In die später erläuterte Abb. 3 ist deswegen auch eine Silhouette der gekreuzten Aufnahmetechnik eingezeichnet.

In Fällen, in denen der zeitliche Ablageverlauf im Winkelmaß genügt, kann das Bild eines flugzeugfesten Punktes zur Gewinnung der Ablage-vinkel benutzt werden.

Die in Abb. 2 dargestellten Ablagen einer am Flugzeug angebrachten punktförmigen Strahlungsquelle y und ζ sind bei fester Brennweite der Optik den Ablagewinkeln proportional. Dagegen ermöglicht die Registrierung des Bildes der Flugzeugsilhouette die Be-

Stimmung des Ablageverlaufs über der Zeit und der Entfernung im Längenmaß.

Bestimmung der Ablage quer zur Zeilenrichtung.

Mit Hilfe einer geeigneten elektronischen Ablage wird die Anzahl der Zeilen des Fernsehbildes (s. Abb. 3 bis zur obersten (n₀) und untersten (n_u) Modulation als Teil der Flugzeugsilhouette ausgezählt. Unter Berücksichtigung der bekannten Größen »Flugzeughöhe« und »Zeilen bis zur Bildmitte« (n_m) läßt sich mittels einfacher Formeln z. B. auf elektronischem Wege der praktisch unverzerrte vertikale Ablageverlauf verrechnen.

Bestimmung der Ablage längs zur Zeilenrichtung.

Ermittelt man auf elektronischem Wege ζ. B. die maixmale Länge und die Asymmterie (As) (ζ. Β.: As = 1-r, s. Abb. 3) der Zeilenmodulation, dann läßt sich zusammen mit den bekannten Größen »Breite ao des Flugzeugs« und »Zeilenmitte« z. B. auf elektronischem Wege der praktisch unverzerrte laterale Ablageverlauf berechnen. Die beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der Ablage längs und quer zur Zeilenrichtung vereinfachen sich entsprechend bei der Ablagebestimmung punktförmiger Strahlungsquellen (Abb. 2).

Bei der Bestimmung des Ablageverlaufs kann bei Schräglage der Silhouette die maximale Modulationslänge z. B. wegen geringer Flügeldicke auf mehrere Zeilen verteilt sein. Man könnte dieses Problem beseitigen, indem nicht nur die maximale Modulationslänge einzelner, sondern einer genügenden Anzahl benachbarter Zeilen zusammen bestimmt wird. Wahrscheinlich ist jedoch die Anwendung der orthogonalen Zeilenrichtung (nach Bild 3 b) die einfachere und funktionssicherere Lösung.

Da es sich in solchen Fällen meist nur um kurzzeitige Übergangszustände handelt, könnten auch beim Auftreten — tatsächlich nicht möglicher — stark schwankender Ergebnisse die vorhergehenden stetigen Werte zur Überbrückung auf elektronischem Wege extrapoliert werden.

Die Überwachung und Steuerung der Landung könnte dem Piloten noch mehr erleichtert werden, wenn zusätzliche wichtige Informationen auf den Bildschirm projiziert würden. Sofern es sich um Lageinformationen handelt, könnten diese vom elektronischen Rechner am Boden aus bekannten Daten des Flughafens und aus den vom Fernsehbild gemäß Abb. 3 oder/und auf andere Weise (z. B. vom GCA-Radar) gelieferten Werten berechnet werden.

Für einen Piloten ist es in jedem Augenblick während der Landung nützlich zu wissen, wie weit es z. B. bis zum Beginn des Abfangbogens, bis zum (idealen) Aufsetzpunkt bzw. bis zum Ende der Landebahn — im Längen- oder Zeitmaß — noch ist. In Abb. 4 ist ein Beispiel dargestellt, in dem ein ausschwebendes Flugzeug bis zum idealen Aufsetzpunkt noch 8 see benötigt und noch eine Bahnlänge von 4575 ft vor sich hat. Diese Werte verringern sich natürlich laufend in geeigneten Stufen.

Während der Annäherung an den Boden beim Ausschweben würde eine anschauliche Darstellung des Flugzeugabstands von der Landepiste eine weitere nützliche Hilfe bedeuten. Die in Abb. 4 unterhalb der Bildmitte eingezeichnete Horizontale soll die relative Lage der Pistenoberfläche zur optischen Achse sym-

bolisieren. Sie bewegt sich während des Ausschwebens nach oben (vgl. Abb. 1). Sobald sich die Flugzeugsilhouette und die Horizontale berühren, spürt der Pilot auch den Landestoß. Dieser Moment kann mit dem idealen Aufsetzpunkt übereinstimmen, der erreicht ist, wenn die sich aufwärtsbewegende Horizontale die optische Achse tangiert. Da die Horizontale sich wie der Schatten des Flugzeugs auf der Landebahn verhält, würde das Vertrauen des Piloten in diese Lagedarstellung noch gesteigert, wenn die Breite der Horizontalen mit der Spannweite des Flugzeugs in Übereinstimmung gehalten wird. Mit Hilfe des elektronischen Rechners ist auch dies ohne weiteres möglich. Verlegt man schließlich noch die — bordseitig gemessene — Geschwindigkeitsinformation in möglichst zweckmäßiger Form auf den Bildschirm oder in dessen Nähe, dann kann sich der Pilot während der Landung allein auf den Bildschirm konzentrieren. Vor dem eigentlichen Endanflug, evtl. zwischendurch und nach dem Ausrollen können noch Mitteilungen z. B. über Bodenwind, Pistenzustand, Verkehrslage bzw. Abrollwege, Abstellplatz usw. eingeblendet werden, was zur Entlastung der Sprechfunkkanäle beitragen würde. Während des Reisefluges könnte der Bildschirm z. B. zur Darstellung des Wetterradarbildes oder: zur Beobachtung interessierender Regionen am Flugzeug (Eisbildung am Leitwerk, Fahrwerkzustand usw.) benutzt werden.

Um ein Flugzeug bereits vor dem Endanflug mit Informationen zu versorgen, könnte das für die Anflugführung vorgesehene Aufnahmegerät bzw. dessen Aufnahmegerät bzw. dessen Richtantenne oder ein spezielles Gerät schwenkbar angeordnet werden. Z. B. mittels des auf fast allen Flughäfen vorhandenen Übersichtsradars könnte es in Richtung des betreffenden Flugzeugs geschwenkt und ggf. automatisch mit Hilfe der Ablagesignale des Flugzeugs so gesteuert werden, daß es das Flugzeug zur Anfluglinie führt. Es ist außerordentlich vorteilhaft, daß all diese Erhöhungen des Informationsgehalts keinerlei Erweiterung der Bordanlage erfordern.

Es ist bekannt, daß bei dem gebräuchlichen GCA-Landesystem (Radar) dem Piloten über Sprechfunk Lage- bzw. Korrekturinformationen mitgeteilt werden. Es ist dabei auch üblich, die hinsichtlich Genauigkeit vergleichbaren optischen Lageinformationen des ILS-Verfahrens — falls vorhanden — gleichzeitig zu verwenden, um z. B. bei Ausfall der einen Information mit der anderen die Landung beenden zu können. Ein Vorschlag, die Lageinformationen mittels Fernsehanlage zu gewinnen und dem Piloten ebenfalls über Sprechfunk mitzuteilen, ist ebenfalls bekannt.

Erfahrungsgemäß ist es sehr wesentlich, daß im Falle eines Versagens der visuellen Lageinformation die gesprochenen Anweisungen ihren Ursprung in einem Anzeigegerät haben, das dem Piloten vertraut ist, und nach dessen Anzeige er ggf. kurz zuvor selbst noch gesteuert hat. In einem solchen Fall wird, verglichen mit allen herkömmlichen Verfahren, eine wesentlich geringere Übergangsbelastung für den Piloten auftreten.

Es ist möglich, mit Hilfe der vertikalen und seitlichen Ablagesignale (s. Abb. 3) von einem Textspeicher geeignete Lage- bzw. Korrekturanweisungen abzurufen. So steuert z. B. die unterste, von der Flugzeugsilhouette modulierte Zeile den Text für vertikale Ablagen derart, daß je nach Größe der Ablage und ggf. deren Änderungsgeschwindigkeit geeignete Anweisungen z. B. in langsamer oder schneller Sprech-

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weise übermittelt werden. Mittels elektronischer Maßnahmen kann man dafür sorgen, daß eine Information vollständig gesendet wird, bevor die nächste ausgelöst werden kann. Je nach — elektronisch vorausberechenbarer — Dringlichkeit wird dabei zwischen vertikalen und lateralen Anweisungen abgewechselt.

Eine solche Anlage hat gegenüber den entsprechenden herkömmlichen den großen Vorteil gleichmäßig hoher Informationsqualität. Bei Ausfall dieser Automatik kann wie bisher ein menschlicher Lotse die Anweisungen sprechen. Die visuelle Lageinformation ist also mit der gleichen Aufnahmeanlage zweifach gesichert. Da die Aufnahmeanlage zur Sicherheit dank relativ geringer Kosten vervielfacht angeordnet werden kann, würde ein solches Verfahren für vollständige, manuell gesteuerte Blindlandungen voraussichtlich die Sicherheit des Luftverkehrs wesentlich anheben können. Zudem ermöglicht diese Art der vollständigen

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Blindlandung die — ohnehin zu geringe — Inübunghaltung der Langstreckenpiloten hinsichtlich manueller Blindlandungen.

Aus vorliegenden Erläuterungen geht hervor, daß es mit Hilfe der Erfindungen möglich wäre,

a) die Beanspruchung der Piloten,

b) die Abweichungen von der Sollbahn,

c) die z. Zt. erforderlichen Endanflugstrecken und

d) die Belastung der Anflugsprechfrequenzen

wesentlich zu reduzieren und

e) manuell gesteuerte vollständige Allwetter-Blindlandungen durchzuführen,

f) eine ständige Inübunghaltung der Piloten zu gewährleisten und

damit die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Luftverkehrs wesentlich anzuheben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Darstellung der relativen Lage eines Flugzeuges zu einer vorgegebenen Landeanflugbahn mittels einer Fernsehanlage, wobei von einem vor dem Anfang der Landebahn fest angeordneten und in Richtung des Sollgleitpfades ausgerichteten Aufnahmegerät die Abweichungen des Flugzeuges von dem Sollgleitpfad aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anflughilfe die Lage des Flugzeuges bezüglich des Sollgleitpfades drahtlos zum Flugzeug übertragen wird, wobei auf einem im Blickfeld des Piloten angeordneten Fernsehbildschirm eine Silhouette des Flugzeuges in einem fadenkreuzartigen Koordinatensystem, das den Sollgleitpfad angibt, dargestellt wird, und daß als Ausschwebehilfe ein zweites in Richtung auf den idealen Aufsetzpunkt ausgerichtetes Aufnahmegerät in Mittellinie der Landebahn so weit vor der Landebahnschwelle aufgestellt ist, daß ein Überschneidungsbereich mit dem am Anfang der Landebahn fest angeordneten und in Richtung des Sollgleitpfades ausgerichteten Aufnahmegerät gegeben ist, der eine· kontinuierliche Übertragung der gleichartigen Informationen auf den Fernsehbildschirm des' Piloten auch während des Übergangsbogens, Ausschwebens, Ausrollens oder Durchstartens ermöglicht, wobei der Bildwechsel von der Anflug- zur Ausschwebehilfe selbsttätig vom Boden aus erfolgt und die bei der Anflughilfe auftretende Rechts/Links-Verfälschung der Darstellung durch elektronische Maßnahmen korrigiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnahmegeräte infrarotempfindliche Fernsehkameras verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnahmegeräte Präzisionsradargeräte verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch · gekennzeichnet, daß Optiken mit kontinuierlich veränderbarer Brennweite verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild über Richtantennen zum Flugzeug übertragen wird, deren Keulenöffnungswinkel mit dem Bildöffnungswinkel übereinstimmt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Registrierung des Bildes mittels elektronischer Speicher. j

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Einspeisung des gespeicherten oder des gerade aufgenommenen BiI- ί des in einen je nach Auswertaufgabe program-' mierten Rechner.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Ablage quer zur Zeilenrichtung durch Auszählung der Zeilen bestimmt wird, während die Bestimmung der Ablage längs zur Zeilenrichtung durch Längen- bzw. Laufzeitvergleiche in modulierten Zeilen erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallelgeschaltete Aufnahmegeräte mit gekreuzten Zeilenrichtungen verwendet werden. '

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9,! gekennzeichnet durch die Einblendung zusatz-j licher Informationen in das zum Flugzeug zu übertragende Bild.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Einblendung der sich laufend verringernden Abstände vom Beginn des Übergangsbogens, vom idealen Aufsetzpunkt und vom Bahnende, gleichzeitig und/oder nacheinander, im Längen- und/oder Zeitmaß, wobei diese Werte von einem elektronischen Rechner am Boden aus den Ablagesignalen des Fernsehbildes und aus bekannten Flughafendaten berechnet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufnahmegerät schwenkbar und automatisch nachführbar ist.