DE1481991C3 - Verfahren zur Darstellung der relativen Lage eines Flugzeuges zu einer vorgegebenen Landeanflugbahn mittels einer Fernsehanlage - Google Patents
Verfahren zur Darstellung der relativen Lage eines Flugzeuges zu einer vorgegebenen Landeanflugbahn mittels einer FernsehanlageInfo
- Publication number
- DE1481991C3 DE1481991C3 DE1481991A DE1481991A DE1481991C3 DE 1481991 C3 DE1481991 C3 DE 1481991C3 DE 1481991 A DE1481991 A DE 1481991A DE 1481991 A DE1481991 A DE 1481991A DE 1481991 C3 DE1481991 C3 DE 1481991C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- aircraft
- pilot
- image
- approach
- television
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 238000013459 approach Methods 0.000 title claims description 30
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 241000272165 Charadriidae Species 0.000 description 1
- 244000302697 Phragmites karka Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007794 irritation Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000036651 mood Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/04—Control of altitude or depth
- G05D1/06—Rate of change of altitude or depth
- G05D1/0607—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
- G05D1/0653—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing
- G05D1/0676—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing specially adapted for landing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
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.
3 4
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
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 vorgeger
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 (nu) Modulation
als Teil der Flugzeugsilhouette ausgezählt. Unter Berücksichtigung der bekannten Größen »Flugzeughöhe«
und »Zeilen bis zur Bildmitte« (nm) 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-
309 524/144
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
10
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.
Claims (12)
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.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DED0049316 | 1966-02-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1481991A1 DE1481991A1 (de) | 1969-03-20 |
DE1481991B2 DE1481991B2 (de) | 1973-06-14 |
DE1481991C3 true DE1481991C3 (de) | 1974-01-10 |
Family
ID=7051802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1481991A Expired DE1481991C3 (de) | 1966-02-08 | 1966-02-08 | Verfahren zur Darstellung der relativen Lage eines Flugzeuges zu einer vorgegebenen Landeanflugbahn mittels einer Fernsehanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1481991C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1523887A (en) * | 1974-10-22 | 1978-09-06 | Basov N G | Aircraft take-off and landing system and method for using same |
-
1966
- 1966-02-08 DE DE1481991A patent/DE1481991C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1481991A1 (de) | 1969-03-20 |
DE1481991B2 (de) | 1973-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE951672C (de) | Navigationsgeraet fuer Flugzeuge | |
DE3927851A1 (de) | System fuer die bestimmung der raeumlichen position eines sich bewegenden objekts und zum fuehren seiner bewegung | |
DE2715262A1 (de) | Flugzeug-instrument | |
DE1951456A1 (de) | Anordnung zur Wiedergabe von Informationen fuer den Bereich eines Fahrzeugs | |
DE19521600A1 (de) | Landeverfahren für unbemannte Luftfahrzeuge | |
DE69918677T2 (de) | Verfahren zur horizontalen leitweglenkung eines flugzeuges zwischen zwei verpflichteten punkten | |
DE69903169T2 (de) | Vorrichtung bestimmt zur verbesserung der sicherheit von flugzeugen während des sichtfluges | |
DE69513364T2 (de) | Optoelektronische Vorrichtung zur Unterstützung der Führung eines Flugzeuges | |
DE1406610C3 (de) | Luftfahrtinstmmentensystem | |
DE1481991C3 (de) | Verfahren zur Darstellung der relativen Lage eines Flugzeuges zu einer vorgegebenen Landeanflugbahn mittels einer Fernsehanlage | |
DE1456131C3 (de) | Bodenständige Überwachungsanlage für den Startanlauf und den Ausrollvor gang eines Flugzeuges | |
DE102010052474A1 (de) | Flugführungssystem | |
DE1481989C3 (de) | Sichtanzeigesystem | |
DE1916758A1 (de) | Sichtgeraet fuer Flugzeuglandehilfe | |
DE1950345A1 (de) | Video-Start- und Landeanlage | |
DE2458664C3 (de) | Flugsicherungseinrichtung | |
DE1265800B (de) | Flugzeugblindanflug- und -landeanlage | |
DE1953752A1 (de) | Verfahren zur Erzeugung einer visuellen,synthesierten,nichtvisierten Anzeige zur Unterstuetzung der Steuerung eines Luftfahrzeuges und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens | |
DE1531443A1 (de) | Hoehensteuerung-Leitgeraet | |
DE2543373A1 (de) | In fahrzeugen, insbesondere luftfahrzeugen, angebrachte einrichtung zur perspektivischen darstellung eines gelaendeausschnitts auf einem radar-bildschirm | |
DE3546116A1 (de) | Verfahren zur darstellung von soll- und istdaten des flugzustandes vor und waehrend der landung fuer einen piloten | |
DE2238615B1 (de) | Bordautonomes schlechtwetterfaehiges landeverfahren | |
Charnley | Blind landing | |
DE977614C (de) | Bombenzielgeraet | |
DE1548416C3 (de) | Anordnung zur Positionsanzeige für ein bewegliches Fahrzeug, insbesondere Flugzeug |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |