DE1506093A1

DE1506093A1 - Verfahren und Anordnung zur thermischen Fernlenkung,insbesondere fuer die Landung von Luftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1506093A1
Application number: DE19661506093
Authority: DE
Inventors: Bezerie Jean Pierre
Original assignee: Societe Anonyme de Telecommunications SAT
Current assignee: Societe Anonyme de Telecommunications SAT
Priority date: 1965-04-22
Filing date: 1966-04-19
Publication date: 1969-07-10
Also published as: DE1506093B2; FR1440819A; DE1506093C3; GB1144577A

Description

O1PL.-ING. HANS MEISSNER 28 bremen. den 14. April 1966

DIPPING. ERICH BOLTE JSTSUSa»

PATENTANWÄLTE ΛΑΛΟ

Anmelder: 1506093

Societe dite: SOCIETE ANONYME DE
TELECOMMUNICATIONS

avenue de New-York - Paris, France

Verfahren und Anordnung zur thermischen Fernlenkung, insbesondere für die Landung von Luftfahrzeugen

Priorität wird nachgesucht aufgund Frankreich PV 14 183 v. 22. April 1955

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Fernlenkung» welches insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei der Landung von Luftfahrzeugen anwendbar ist, wobei das Verfahren sich insbesondere dadurch auszeichnet, daß'tier Boden thermisch gekennzeichnet", und zwar mittels eines tehermischen Kennzeichnungs- beziehungsweise Leitnetzes, welches mindestens eine streifen- beziehungsweise fadenförmige Öuelle zur Erzeugung eines thermischen Kontrastes aufweist, zum Beispiel eine fadenförmige Quelle, welche, bezogen auf den Boden, rfärmestrahlungen (oder Kältestrahlungen) abgibt beziehungsweise erzeugt, wobei der Boden beziehungsweise/i das Gebiet von dem Luftfahrzeug aus untersucht v/ird, indem der Boden mit einem kleinen Auf nähme be reicht beziehungsweise -feld /champ etroit/ einer Infrarotkamera abgetastet

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wird, welche eine Optik mit kleinem «Vinkel aufweist, und deren von der fotoelektrischen äelle herstammenden üignal^ der einen von zwei Ablenkvorrichtungen einer Käme thodenstrahlröhre zugeführt beziehungsweise aufgegeben werden, während die andere Ablenkvorrichtung synchron mit d^r Ablenkung beziehungsweise Abtastung des • Aufnahmefeldes der Kamera gesteuert beziehungsweise angetrieben wird, um auf dem Bildschirm aer Röhre ein Signal zu liefern, v/elches jedem Zusammentreffen des Abtastfeldes beziehungsweise -bereiches mit dem thermischen Kennzeichnung- beziehungsweise -^eitnetz entspricht.

Für die Anwendung des Verfahrens bei der Landung von Luftfahrzeugen wird die Landebahn vorzugsweise mit einem Kennzeichnung- beziehungsweise Leitnetz auf fhermische weise gekennzeichnet, wobei das Kennzeichnungsnetz mindestens zwei streifen- beziehungsweise faden-■"'öririige Quellen zur Erzeugung eines thermischen Kontrastes aufweist, zum Beispiel fadenförmige quellen,.welche Wärme- oder Kältestrahlun ;en erzeugen, wobei die Quellen parallel zueinander verlaufen und in liichtung der Landepiste ausgerichtet beziehungsweise orientiert sind, v/eiche in Querrichtung von dem Luftfahrzeug

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aus abgetastet wird, derart, daß auf dem Bildschirm der Röhre zwei Signale erhalten beziehungsweise abgebildet werden, deren Abstand eine Funktion des Abstandes zwischen den beiden erwähnten Quellen und der Höhenla e des Luftfahrzeuges, bezogen auf den Boden, ist.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf das industrielle Erzeugnis, welchem aus einer Anordnung zur Durchführung des oben erwähnten Verfahrens besteht, wobei diese Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einerseits zur thermischer. Bodenkennzeichnung mindeste:.ε t-iiio thermi.:.ohe Kontraste erzeugende streifen- beziehungsweise fadenför:..ige Quelle, zum Beispiel eine ;"adu:if^r.:.i ^-e Quelle, welche «ame- beziehungsweise K-'ilteotrahlungen abgibt und unter Umstanden eine Energiequelle zur Speisung der strahlungsquelle, und andererseits in dem Luftfahrzeug eine Vorrichtung, aufweist, v/elciu; eine elektroopti;;che Kamera mit kleinem Winkelbereich mit für Infrarot-Strahlung erfindlicher i'ctoelcktrischer Zelle und einen Drehspiegel umfait, v;jlch-r auf der Achse eines Motors befestigt uni dazu vorgesehen ist, den kleinwinkligen Abtastbereich üer Kamera umzubiegen beziehungsweise umzulen-

q π ο ρ ο ρ / r\

lenken und ihn eine Abtastbewegung in einer im wesentlichen senkrecht zur längsachse des Luftfahrzeuges liegenden Ebene beschreiben zu lassen, wobei die fotoelektrische Zelle der erwähnten elektro-optischen Kanera vorteilhafterweise über einen Verstärker mit einer der Ablenkvorrichtungen einer Kathodenstrahlröhre in Verbindung steht, deren andere Ablenkvorrichtung synchron mit dem Motor gesteuert bezejihungsweise angetrieben wird, derart, daß der Abtastfleck beziehungsweise -punkt einmal den Bildschim der Röhre bei jeder Umdrehung des Spiegels überstreicht und bei jedem von der Zelle weitergegebenen Signal quer zu seiner Äbtaatbahn /trajectoire de balayage/ abweicht.

Entsprechend bevorzugten Ausführungsformen ist der Gegenstand der Erfindung weiterhin noch duaix folgende Punkte und die Kombination dieser Punkte bemerkenswert beziehungsweise ausgezeichnet:

- die Bodenkennzeichnungsanordnung kann mindestens ein Paar, thermische Kontraste erzeugende, fadenförmige Quellen aufweisen, welche parallel zueinander verlaufen;

-die fadenförmigen Quellen zur Erzeugung der thermischen Kontraste können Wärmestrahlungen abgebende fadenförmige .Quellen sein, welche durch elektrische Heizleiter gebildet sind, wobei die Energiequelle ein Stromerzeuger ist;

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- die fadenförmigen Quellen können weiterhin zur Erzeugung von Wärmestahlungen durch von einer Heizflüssigkeit durchströmte Rohre gebildet werden, während die Energiequelle ein Wärmeerzeuger ist;

- die fadenförmigen Quellen zur Erzeugung thermischer Kontraste können aber auch durch Rohre gebildet werden, welche dazu bestimmt sind, von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, welches von einem Kälteerzeuger herstammt;

-die fandenförmigen Quellen zur Erzeugung von Wärmeoder Kältestrh)alungen können direkt auf dem Boden angeordnet sein oder mehr oder weniger tief unter der Erdoberfläche liegen;

- die fadenförmigen Quellen zur Erzeugung thermischer Kontraste können durch einfache Streifen gebildet werden, welche eine thermische Diskontinuität erzeugen oder einen Wärmeabsorptionskoeffizienten haben, welcher von demjenigen des Bodens verschieden ist;

- die den thermischen Kontrast erzeugenden Streifen können aus Metallstreifen oder metallisierten Streifen bestehen, die mit einer nach oben gerichteten glänzenden Oberfläche versehen sind;

- entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform können

die den thermischen Kontrast erzeugenden Streifen aus Streifen bestehen, die auf einem Teil ihrer Breite eine metallene oder metallisierte, glänzende Oberfläche aufweisen, wobei die glänzende Oberfläche nach oben gerichtet ist, wäh-

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rend der andere Teil schwarz-matt istj

- der Motor der an Bord des Luftfahrzeuges angeordneten Vorrichtung kann, ein Elektromotor sein, auf dessen Welle eine Synchronisationssteueranordnung für einen Ablenkgenerator der einen der Ablenkvorrichtungen der Kathoden» strahlröhre befestigt ist;

- entsprechend eine:pvorteilhaften Variante kann die eine der Ablenkanordnungen der Kathodenstrahlröhre von einer selbständigen Ablenksteueranordnung gesteuert beze^ihun angetrieben werden, welche mit der Rotation des Motors synchronisiert ist}

- die Synchronisation zwischen der Ablenkung der Kathodenstrahlröhre und der Ablenkung des Aufnahmefeldes der Kamera kann durch Synchronisationssignale gewährleistet beziehungsweise erhalten werden, welche am Anfang beziehungs weise am Ende jedes Abtast- beziehungsweise Ablenkzyklusses erzeugt werden;

- die Synchronisationssignale können von mit der Steueranordnung zusammenwirkenden magetischen oder fotoelektrischen Abfühleinheiten erzeugt werden, wobei die Abfühleinheiten feststehend angeordnet sind, während die SiBueranordnung winkelig auf der Motorwelle befestigt beziehungsweise festgekeilt ist oder umgekehrt, und zwar derart, daß die Signale dem GesamtabiEßt- beziehungsweise Gesamtablenkwinkel entsprechen^

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- weiterhin können Mittel vorgesehen sein, um unabhängig von den die thermischen Bodenkennzeichnungen anzeigenden Signalen eine zusätzliche Querabweichung beziehungsweise -ablenkung des Abtastpunktes der Röhre zu erzeugen, wo- · bei diese Abweichungen beziehungsweise Ablenkung dazu diät, das Luftfahrzeug hinsichtlich einer auf dem Erdboden beziehungsweise dem Landefeld liegenden Bezugsachse in Lage zu bringen|

- das Signal* welches die Position des Luftfahrzeuges, bezogen auf eine Bezugsachse, anzeigt, kann von einer magnetischen oder fotoelektrischen Abfühleinheit erzeugt werden, welche beim Durchlaufen des Abtastfeldee der Infrarrot-Kamera durch die Vertikale von außerhalb dieses Feldes liegenden Mittel gesteuert beziehungsweise angetrieben wMj

- die Fernlenkungsvorrichtung kann weiterhin mit einem Höhenmesser versehen sein, welcher einen Rechner bezeiehungsweise eine Rechenanlage aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Höhenlage des Luftfahrzeuges als Funktion des Zeitintervalle anzugeben, welches zwischem dem Empfang der beiden Signale im Verlauf, jedes Abtast- beziehungsweise Ablenkzyklusses liegt;

- der Höhenmesser kann eine bistabile Kippschaltung aufweisen, welcher, vorzugsweise über einen Verstärker, die Signale der Infrarot-Kamera zugeleitet beziehungsweise aufgegeben werden, um die vom selben Abtast- bezeiehungs-

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weise Ablenkzyklus herrührenden Signale zu einem Impuls beziehungsweise Rechteckimpuls /creneau/ umzuformen,, wobei die Kippschaltung einen Integrator beziehungsweise ein Meßgerät steuert beziehungsweise antreibt, welches dazu vorgesehen ist, die Dauer jedes Impulses zu messen unddiese Messung an eine Anzeigevorrichtung weiterzuleitenj

- die Anzeigevorrichtμng kann vorteilhafterweise ein Drehspulinstrument beziehungsweise Drehinstrument /appareil a cadre/ sein; .

- Entsprechend einer bevorzugten Variante kann die Anzeigevorrichtung durch einen Teil einer Kathodenstrahlröhre mit zwei Wehneltzylindern /tube cathodique a deux YBmelt/ gebildet werden, wobei der von dem einen Wehneltzylinder der Röhre herstammende Strahl in einer einzigen Richtung durch den Integrator beziehungsweise das Meßgerät abgelenkt wird, um den entsprechenden Abtastpunkt zu verschieben, desseh Höhe oberhalb einer Bezugslinie beziehungsweise eines Bezugszeichens der Höhenlage des Luftfahrzeuges entspricht _f während der Strahl des anderen YüineItZylinders einen Abtastpunkt beziehungsweise -fleck liefert, dessen Verschiebungen die Anzeigen ergeben, welche die azimutale Position /position en azimut/ der thermischen Bodenkennzeichnungsanordnungen betreffen.

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Weitere Einzelheiten und Kennzeichen der Erfindung werden im folgenden anhand der mehrere Ausführungsformen in beispielhafter Weise darstellenden -Figuren beschrieben, .wobei der Gegenstand der Erfindung keineswegs auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Es zeig-en:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Landefeldes welches mit einer thermischen Bodenkennzeichnung versehen ist, die durch zwei fadenförmige Kennzeichnungen gebildet werden, wobei das ^andefeld von einem Flugzeug überflogen wird;

Fig. 2 eine Frontalansicht des Feldes entsprechend Fig. 1 von der Linie II-II in Fig. aus, wobei das Flugzeug in zwei verschiedenen Höhenlagen dargestellt ist;

Fig. 3 eine Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bodenkennzeichnung j

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren ' Variante einer thermische Kontraste erzeu

genden Bodenkennzeichnung;

Fig. 5 entsprechend Fig. 4 eine weitere Bariante der neuen Bodenkennzeichnung;

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- ίο -

Fig. 6 ein Funktonsschema der an Bord des Flugzeugs montierten Ausrüstung;

Fig. 7 eine iTeilansicht einer Einzelheit der in Fig. 6 dargestellten Ausrüstung beziehungsweise Vorrichtung; -. .

Fig. 8 einen Blick auf den Bildschirm der Kathodenstrahlröhre der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Vorrichtung im Verlauf einer Aufnahme des Bodens bezeiehungsweise des Flugzeugs, wobei von einer Bodenkennzeichnung entsprechend einer der Fig. 1 bis 5 ausgegangen ist;

Fig. 9 eine perspektivische Teilansicht eines Flugbeziehungsweise Landefeläes, welches therai misch durch vier fadenförmige Kennzeichnungen gekennzeichnet ist, wobei das landefeld von einem Flugzeug überflogen wird;

Fig.10 eine Frontalansicht der in Fig. 9 dargestellten landebahn von der Linie X-X der Fig. 9 aus, wobei das Flugzeug in zwei verschiedenen Höhenlagen wiedergegeben ist;

Fig.11 Ansichten beziehungsweise Blicke auf den bis 14 'is/r αν*

Bildschirm/Kathodenstrahlröhre der in/Fig. 6 und 7 dargestellten Vorrichtung im Ver-

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lauf verschiedener Aufnahmen des Landefeldes durch das Flugzeug, wobei von einer Bodenkennzeichnun.;; entsprechend den Fig. 9 und 10 ausgegangen ist;

Fig. 15 ein Funktionsschema einur vorteilhaften Variante der an Bord des Flugzeuges montierten Vorrichtung und

Fig.16 eine Ansicht beziehungsweise einen Blick

auf den Bildschirm der Kathodenstrahlröhre der in Fig. 15 dargestellten Vorrichtung im Verlauf einer Aufnahme des Landesfeldes beziehungsweise Bodens durch das Flugzeug, wobei eine Bodenkennzeichnung entsprechend einer der Fig. Ί bis 6 vorausgesetzt ist.

In den Fig. 1 und 2 ist mit T eine Landebahn beziehungsweise ein Flugfeld, dessen seitliche Grenzen durch die Linie t gekennzeichnet sind und durch A ein Flugzeug dargestellt, welches das Flugfeld überfliegt und zur Landung ansetzt·

Die thermischen Kennzeichnungsmittel bestehen in diesem Fall aus zwei fadenförmigen Bodenkennzeichnungsstreifen und 2, welche durch zwei elektrische Heizleiter gebildet sein können oder durch Rohre, welche von einer Heiz-

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oder Kühlflüssigkeit durchflossen werden, die ihrerseits durch eine geeignete Wärme- oder Kältequelle erhitzt oder abgekühlt werden kann.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß das Kennzeichnungs- beziehungsweise Leitnetz unter der Erdoberfläche angeordnet sein kann, etwa wie es in Fig. 3 durch die Leiter beziehungsweise Leitungen 1¹ und 2' dargestellt ist.

Entsprechend abgewandelten Ausführungsformen wird das Kennzeichnungs- bezeiehungsweise Leitnetz durch fadenförmige Kennzeichnungsstreifen gebildet, die zur Erzeugung einer thermischen Diskontinuität oder eines thermischen Kontraste» angeordnet beziehungsweise ausgestaltet sind und die zum Beispiel entweder durch das Vorhandensein eines einfachen Gradienten in der Wärmeleitfähigkeit (Durchgang beziehungsweise Übergang von einem Material auf ein anderes) oder durch einen Gradienten im Emissionsvermögen (Zustand beziehungsweise Beschaffenheit einer unterschiedlichen Oberfläche) gebildet werden.

Ein Ausführungsbeispiel von Bodenkennzeichnungen, die einen Gradienten bezüglich des Emissionsvermögens schaffen, ist in Pig. 4 dargestellt, wo die Bodenkennzeichnungen durch einfache metallisierte Papierstreifen 1a und 2a ge-

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■ bildet sind, deren nach oben gerichtete glänzende Oberfläche weniger Wärme ab- beziehungsweise ausstrahlt ala der Boden.

Entsprechend der in Pig. 5 dargestellten Variante werden die Bodenkennzeichnungen durch Streifen 1b und 2b gebildet, deren eine Hälfte schwarz-matt ist und deren andere Hälfte glänzend ist.

Der Vorteil derartiger Kennzeichnungsmittel liegt darin, daß sie passiv sind und keine Energiequelle benötigen.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß durch Infrarot-Detektoranordnungen, wie sie noch weiter unten beschrieben werden, das thermische Kennzeichnungs- beziehungsweise Leitnetz aus einer Höhe von mehreren hundert Metern bei einer Temperatur des Netzes, welche nur einige Grad über oder unter der Bodentemperatur liegt, erfaßt beziehungsweise nachgewiesen werden kann.

Die sich an Bord des Luftfahrzeuges A befindende Ausrüstung (s. Fig.6 und 7) weist eine Infrarot-Kamera 6 auf, deren fotoelektrische Zelle 7 über einen Verstärker 8 die Vertikaläblenkvorrichtung 9a /moyens de balayage vertikal/ einer Kathodenstrahlröhre 9 gesteuert bezie-

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hungsweise darauf einwirkt, deren Wehneltzylinder /Wehnelt/ durch den Verstärker d konstant auf der

m/i
"Ziind beziehungsweise Auf heizspannung" /tension "d des Abtastfleckes beziehungsweise -punktes gehalten wird.

Das Objektiv 10 der Kamera 6 ist so konstruiert, daß es "sehr geringfügig winkelig" /trie petit angulaire/

ist, damit der "Abtastbereich" /champ d'exploration/ oder der "Rasterwinkel" /angle de champ/ S in einem sehr schmalen Konus enthalten ist. Vor beziehungsweise gegenüber dem Objekt 10 befindet sich ein die optische Achse desselben durchschneidender Drehepiegel 11, welcher um 45° gegen die optische Achse geneigt ist und an der Y/elle eines Elektromotors 12 befestigt ist, der von der Bordstromquelle 13 gespeist wird.

Der Motoir 12 kann eine Synchronisationssteueranordnung 14 für den Horizontal-Ablenkgenerator beze>lhungsweise Zeilenablenkgenerator 15 antreiben, und zwar derart, daß die Horizontalablenkung der Röhre 9 durch da· Ablenk- beziehungsweise Ualenksyetea 9b in Abhängigkeit von der Rotation de« Motors synchronisiert ist·

Entsprechend den *^vig. 6 und 7 weist die Synehronisa-Monsteueranordnung eine auf der Welle des Motors 12

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befestigte Scheibe Ha auf und ist mit zwei Gestern 14b versehen, welche in geeigneter Weise winkelig zueinander angeordnet sind. Auf der einen Seite der Scheibe 14a befindet sich eine Lichtquelle 14c, welche*» auf der anderen Seite der Ücheib^eine Fotodiode 14d gegenüberliegt, welche Synchronisatiomisig&ale vom Anfang und vom Ende der Ablenkung liefert, die an den Ablenkgenerator 15 weitergeleitet werden.

Beim Fehlen jedes von der Zelle 7 gelieferten Üignales wird doher der Bildschirm der Röhre bei jeder Umdrehung des Spiegels von iem Abtastfleck beziehungsweise -punkt überstriche::, wodurch ein gradliniger leuchtender Strich abgezeichnet wird, dessen Länge L dem Abtastwinkel -L (Fig. 1 und 2) entspricht.

Jedesmal wenn der Bereich Ii¹ des Abtastbereiches eine der thermischen Jodenkennzeichnungeu (1-2, 1'-2', 1a-2a beziehungsweise 1b-2b der rig. 1 bis b) kreuzt, registriert aie Zelle 7 der Inirarot-Kamera dieses beziehungsweise nimmt es auf und erzeugt auf dnm Bildschirm 9c der Röhre 9 Vertikalablenkun^en s und s (Fig. 8), welche Tür die Position der Kodenkennzeichnungen repräsentativ sind.

BAD

Bei der abgewandelten Ausführungsform entsprechend den Fig. 9 und 10 werden die thermischen Bodenkennzeichnungs-

anordnungen von vier parallel zueinander verlaufenden elektrischen Heizleitern 1,2,3 und 4 gebildet, welche in Richtung der lande- beziehungsweise Führungsbahn liegen und in Reihe oder parallel oder serienweise parallel geschaltet sind und an einen Generator- beziehungsweise Stromerzeugersatz 5 oder jede andere elektrische Versorgungsquelle und selbst an das Stromversorgungsnetz angeschlossen sind.

Bei der derartigen Kennzeichnung des Flugfeldes funktioniert beziehungsweise arbeitet die in den Fig. 6und dargestellte Vorrichtung wie folgt:

Jedesmal, wenn der Bereich ß¹ des Abtastbereiches einen der erwärmten Streifen 1 bis 4 kreuzt, nimmt die Zelle der Infrarot-Kamera dieses auf und erzeugt auf dem Bildschirm 9c der Röhre 9 Vertikalablenkungen beziehungsweise Vertikalausschläge s ,s ,s^ und s (s.Fig. 11 und 12), welche für die erwärmten Streifen 1,2,3 und 4 des oben erwähnten thermischen Kennzeichnungs- beziehungsweise Leitnetzes repräsentativ sind.

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Die Untersuchung beziehungsweise die Auswertung von Pig, 10 ergibt, daß oberhalb einer gewissen Flughöhe die Bordausrüstung des entsprechenden Plugzeuges die vier erwärmten Streifen 1,2,3 und 4 des Leitnetzes (s. Fig. 11) registriert beziehungsweise aufnimmt.

Wenn das Plugzeug A niedergeht, entfernen sich die vertikalen Ablenkungen s , s , s , und s voneinander(s.Fig.12)i Wenn das Flugzeug noch weiter niedergeht, zum Beispiel bis zur Position A¹, welche in Fig. 10 strichliniert dargestellt ist, dann bleiben nur noch die mittleren Ablen-

1 2

kungen s und s auf dem Bildschirm sichtbar, während

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die äußeren Ablenkungen s und s die Grenzen des Bildschirmes verlassen haben (Pi.g 13). Beim weiteren Niedergehen des Flugzeuges entfernen sich die Ablenkungen s

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und s , welche noch auf dem Bildsc]

(Fig. 14) noch weiter voneinander.

2
und s , welche noch auf dem Bildschirm sichtbar sind

Aus Gründen der Einfachheit und Übersichtlichkeit der Darstellung erscheinen die das thermische Kennzeichnungs-

1 2 beziehungsweise Leitnetz wiedergebenden Sigale s , s ,

s^ und s genau zentriert auf dem Bildschirm, was dem Piloten des Plugzeuges zu erkennen gibt, daß seine Maschine genau entlang der Achse des Netzes fliegt, das heißt in der die Längsmittelebene des auf diese Weise neten Landefeldes durchschneidenden Vertikalebene.

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Wenn aber tatsächlich das flugzeug nicht diese Position einnimmt, werden, die Signale nach der einen Seite oder nach der anderen Seite des Bildschirmes verschoben, auf welchem man elektronisch ein Kenn- beziehungsweise leitzeichen R (Fig. 14) abbilden beziehungsweise erzeugen kann, welches zum Beispiel jedesmal erhalten werden kann, wenn der Abtastbereich währen des Abtastens die Senkrechte durchläuft, das heißt die Y/inkelhalbierende des Winkels <L (wobei davon ausgegangen wird, daß das Flugzeug eine waagerechte Position einimmt).

Der Pilot erhält auf diese V/eise Informationselemente über: die Relativposition seines Flugzeuges (Bezogen auf das thermische Kennzeichnungsnetz), seine Route beziehungsweise Flugrichtung (bezogen auf die Orientierung beziehungsweise Ausrichtung der erwärmten Streifen des Netzes) und seine Höhe oberhalb des Netzes. Dieser letztere Wert kann sehr genau erhalten werden, da$ es genügt, die geeignete Anzahl von erwärmten Streifen, den Abstand derselben voneinander und so weiter vorzusehen, um verschiedene Ablesemaßstäbe zu erhalten.

Die in Fig. 6 und 7 dargestellte und anhand dieser figuren beschriebene Vorrichtung kann, falls erwünscht, vervollkommnet werden, und zwar entsprechend der in Fig. 15

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dargestellten Ausführungsform, wobei in Fig. 15 die gleichen Bezugsziffern verwendet sind, wie in Fig. 6, um anzuzeigen, daß es sich um identische Bauteile handelt.

Das Horizontal-Ablenksystem yb der Röhre 9 wird von dem Horizontalablenk-Generator 15 gesteuert, welcher synchronisiert beziehungsweise abgestimmt ist auf die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 12, und zwar über eine ijnchronisationsanordnun^ 16, welche eine Scheibe 16a (oder irgendein anderes starres Element) aufweist, die auf der Welle des Motors 12 befestigt beziehungsweise aufgekeilt ist und -ein magnetisches Element beziehungsweise Bauteil 16b trägt. Dieses magnetische Bauteil 16b wirkt mit drei magnetischen Ablese- beziehungsweise .Vidergabeköpfen 16c, 16»' und 16d zusaamen, von denen die beiden ersten in aen Ablenkgenerator 15 angeschlossen sind, während der Kopf 16d mit einem der beiden Eingänge eines I.iischers beziehungsweise ik'ischapparates* 17 verbunden ist, dessen Ausgang an die Vertikalablenkvorrichtun_:; 9a der RöhreSangesehloooen ist, während der zweite Eingang des Mischers an den Ausgang des Verstärkers der Zelle 8 angeschlossen ist.

Bei dieser Ausführun^uferm weist die Anordnung unter anderen: einen llöheuanzeijer beziehungsweise eine Höhenmeß-

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Vorrichtung auf. Dieser Höhenanzeiger, welcher von dem Verstärker 8 gesteuert beziehungsweise angetrieben wird, weist eine unter dem Namen "Flip-Flop" bekannte bistabile Kippschaltung 18 auf, welche die bei-

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den Signale s und s aus Fig. 8 zu einem Impuls beziehungsweise Rechteckimpuls /crfineau/ umformt, und zwar in Abhängigkeit von der Abtastfrequenz K (Drehgeschwindigkeit des Spiegels 11), wobei die Länge (oder Dauer ^ t) dieses Impulses eine Funktion des Ab-

1 2 Standes zwischen zwei Impulsen s und s ist, das htißt, eine Funktion der Zeit ^Δ t, welche diese beiden Impulse voneinander trtnnt« a <_

Die Kippschaltung 18 let an einem Integrator beziehungsweise ein Meßgerät 19 angeschlossen, welches die Dauer ^ t des von der Kippschaltung erzeugten Impulses mißt und diese Messung beziehungsweise diesen Wert an eine AnzeigtVorrichtung 20 weiterleitet«

Diese Rechenanordnung beziehungsweise dieses Recheniystem 18,19,20 verwertet die Beziehung, die zwischen der

to Zeit 4 t und der Höhe beziehungsweise Höhenlage h, auf ο ■■·■■.

co welcher das Flugzeug eich befindet, unter der Vorauaoo

J£ setzung, daß die Basis (Abstand e zwisohen zwei paralel_o len Bodenkennzeichnungen) und die -"otationsgeschwindigon keit des Spiegels konstant sind nach folgender Gleichungt

I - I BAD ORIQfNAL

•Die Anzeigevorrichtung 20 kann ein Drehspulspannungsmesser beziehungsweise DrehJacpDiEa^pKBiant /voltmätre a* cadre/ sein.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsforra kann als Anzeigevorrichtung ein Teil einer Kathodenstrahlröhre mit zwei Wehneltzylindern /tube cathodiques a deux Wehnelt/ verwendet werden, das heißt eine Röhre, auf deren Bildschirm 21 (Fig. 16) zwei Abtastflecke beziehungsweise -punkte erscheinen, von denen der erste, welcher von einem der Wehneltzylinder abstammt, den oben erwähnten Aufzeichungsverlauf beziehungsweise die oben

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erwähnte Linie liefert, und die Ablenkungen s , s und R aufweist.

Der zweite Wehneltzylinder der Kathodenstrahlröhre empfängt permanent oder stoßweise eine Spannung, welche abhängt von der Zündung beziehungsweise dem Anschwingen des zweiten Abtastfleckes beziehungsweise -punktes 22, dessen Elektronenstrahl abgelenkt wird, u$d zwar nur in Vertikalrichtung, durch eine Ablenkanordnung, welche von dem Meßgerät 19 gesteuert beziehungsweise angetrieben wird, und zwar derart, daß die Höhe h des Punktes 22 bezogen auf die waagerechte Abtast- beziehungsweise Ablenklinie 23 /Ligne des balayage horizontale/ der Höhe des Flugzeuges über dem gekennzeichneten Gebiet entspricht.

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Der Pilot kann somit auf außerordentlich einfache Weise die Position (azimutal) des Flugzeuges, einerseits bezogen auf die gekennzeichnete Bahn und andererseits bezüglich seiner Höhe oberhalb dieser Bahn, erkennen beziehungsweise feststellen.

an Bord des Flugzeuges zur thermischen Fernlenkung verwendete Vorrichtung oder mehr oder weniger das System dea? Kamera, Spiegel Motor und so wifeteii dieser Vorein
richtung kann auf eine durch/Gyroskop stabilisierten Plattform aufmontiert sein und vor der Landung eingerichtet beziehungsweise eingeregelt werden, wodurch von beträchtlichen Veränderungen der Gleichgewichtslage des Luftfahrzeuges herrührenden Wirkungen ausgeschaltet werden.

Die in der Beschreibung beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen des neuen Bodenkennzeichnungssystems sind nur in beispielhafter und keineswegs begrenzender Weise wiedergegeben, so daß die Erfindung sämtliche möglichen Abwandlungen, welche im Rahmen der . Erfindung liegen mit umfaßt.

In gleicher Weise haben die' angegebenen Anwendungsformen der Erfindung (Plugzeug, Landung) keinen beschränkenden Charakter, da das neue System der thermischen Fernlenkung

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euch auf anderen Gebieten anwendbar ist, zum Beispiel dtr lenkung von Plugmaschinen beziehungsweise terrietrieohen Maschinen auf ein vorherbestimmtes Ziel zu oder entlang einer gegebenen Spur, wobei in diesem letzteren Fall das Kennzeichnungsnetz beziehungsweise Leitnetz auf eine einzige fadenförmige Bodenkennzeichnung beschränkt sein kann, welche sich dann als wirklicher Ariadnefaden betrachten läßt.

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Claims

Paten tansprüche

1, Verfahren zur Fernlenkung, insbesondere bei der Landung von Luftfahrzeugen, dadurch ..gekennzeichnet, daiä der Erdboden mit eine, jodenkennzeichnungs- beziehungsweise Leitnetz gekennzeichnet beziehungsweise versehen wird, welches mindestens eine streifen- beziehungsweise fadenförmige Quelle zur Erzeugung thermischer Kontraste aufweist, zum Beispiel eine fadenförmige Quelle, welche, bezogen auf den Boden, ./armeStrahlungen (oder Kaltestrahlungen) abgibt, und daß der Boden von dem Luftfahrzeug (A) aus untersucht wird, indem er mit einem kleinen Auf nähme bereich¹^ beziehungsweise -feld einer einen kleinen optischen Winkel aufweisenden Infrarot-Kamera (6) abgetastet wird, deren von ihrer fotoelektrischen Zelle (7) herstammenden Signale der einen (9a) von zwei Ablenkvorrichtungen (9a,9b) e^ner Kathodenstrahlröhre (9)-zugeführt beziehungsweise aufgegeben werden, während die andere Ablenkvorrichtung (9b) synchron mit der Ablenkung des Aufnahmefeldes der Maraera gesteuert beziehungsweise angetrieben wird, um auf dem Bildschirm (9t) der Röhre (9) ein Signal zu liefern, welches jedem Zusammentreffen des Abtast- beziehungsweise Aufnahmefeldes mit dem thermischen Kennzeichnungs- beziehungsweise Leitnetz entspricht.

2· Verfahren zur Fernlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß far_ die Landung von Luftfahrzeugen

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mindostens zwei streifen- beziehungsweiü" fadenförmige, thermische Kontraste erzeugende quellen (1-^; 1'-2'; 1a-2a beziehungsweise 1b~2b) verwendet werden, zum Beispiel fadenförmige Quellen, welche Warme- oder Kältestrahlungen erzeugen, wobei die Queller, parallel zueinander verlaufen und in iiichtung der Landepiste orientiert beziehungsweise ausgerichtet sind, und daü man sie in Querrichtung vom Luftfahrzeug (A) aus abtastet, derart, daß auf dem Bildschirm (9c) uer fiöhre (9) zwei Signale (^₁, Sp) erhalten beziehungsweise abgebildet werden, deren Abstand eine Funktion des Abstandes zwischen den beiden Quellen und der HÖhenia e des Luft-.ahrzeuges, bezogen au:¹:' den Joden, ist.

3* Fernlenkungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits zur thermischen jjodenkennzeiehnung mindestens eine thermische Kontraste erzeugende, streifen- bezie'.vungs-7/eis-:- fadenfor iige Quelle, zum Beispiel eine fadenförmige Quelle, welche Warne- .ieziehungsweise Kältestrahlungen abgibt, und unter Umständen eine Energiequelle zur Speisung der 8tr-hiurigsuuell^, und andrerseits in dem Luftfahrzeug eine Vorrichtung aufweist, weiche eine eleKtro-optiüche Kamera (6) mit kleinem Winkeloereich mi υ für Infrarot-btrahlung empfindlicher foptoelektrischer Zelle (7) und einen Drehspiegel (11) umfaßt, welcher auf

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der Achse eines Motors (12) Gefestigt und angeordnet ist, um den kleinwinkligen Abtastbereich der Kamera (6) umzubiegen beziehungsweise umzulenken /couder/ und ihn eine Abtastbewegung in einer im wesentlichen senkrecht zur Längachse dos Luftfahrzeuges liegenden iibene beschreiben zu lassen, wobei die fotoelektrische Zelle (7) der elektro-optische*! Kamera (6) vorteilhatterweise über einen Verstärker (t) mit einer (9a) der Ablenkvorrichtungen einer Kathodenstrahlröhre (9) in Verjindung steht, deren andere Ablenkvorrichtung (9b) synchron mit dem uotor (12) gesteuert beziehungsweise angetrieben wird, derart, daß der Aotastfleck oeziehungeweise -punkt einmal den riildscniBm (9c) der Röhre (9) bei jeder Umdrehung des Spiegels (11) überstreicht und bei jedem von der Zelle weitergegebenen signal quer zu seiner Abtastbahn /trajectoire de balayage/ abweicht.

4o Fernlenkurif.;sanordnung nach Anspruch ''J, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die ßodenkennzeichnungsanordnung zwei thermische Kontraste erzeugende, fadenförvr.ive ._tuellen aufweist, diese Quellen parallel zueinander verlaufen.

5» J?ernlenkungsanordnun£- nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fadenförmige Quelle beziehungsweise fadenförmige quellen zur Erzeugung der thermischen Kontraste Wärmestrahlungen abgebende, fadenförv.iige quellen sind, welche durch elektrische Heizleiter euildet -.verden, und daß die Energiequelle ein Stromerzeuger ist.

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6. Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch fte
kennzeichnet, daß die i'itüenförriice .„uelle
weirje fadenförmige Quellen zur Erzeugung von Wärmestrahlungen durch vor. einer Heizflüssigkeit durchströmten Rohren .ebildet -»/erden, während die .,nerj-i
ein "Janne ^ceuif

7» iTernle; kun^anerdr.un nach Anspruch 5j dadurch frekennzeiehr.et, da.: die i'aüe>Jör...i;;e Quelle beziehungsweise fadeuf or-:.i -en ,.uellen zur Urzeugung thermischer Kontraste durci: itonre "ejiluet werden, welche üa..u bestimiut sind, von einem Kühlmittel durchströmt zu werden, welches vcn einem Kälteerzeuger hersta^unx.

8. Pernler.vur..-.sar.ordnunc nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dais ,.ie faäenförmiiie ^uelle oder fadenförmigen ^.uellen zur Erzeugung von V/ärme- oder Kultesurahlun. en aireKt auf de:;: 3oden augeordnet s.uid oder n.ehr oner ■ cni -er tief unter der Erde liefen·

9. Fernler.-ui.rsärxrdnun..· nah Anspruch 3, dadurch ^eker.nzeicnr.ot, dai die x'adenförmige Quelle oder fadenförmigen ,ae-.er. .iur Erzeugung thermischer Kontraste durch einfache streifen *re bildet werden, welche eine thermische Diskontinuität erzeugen oder einen Wärmeabsorptionskoeffizienter haoen, »vel oi:i..· vcn der.ijeni_r-en des Bodens verschieden ist»

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10. Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den thermischen Kontrast erzeugenden Streifen aus Metallstreifen oder metallisierten Streifen bestehen, die mit einer nach oben gerichteten, glänzenden Oberfläche versehen sind·

11» Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den thermischen Kontrast erzeugenden Streifen aus Streifen bestehen, die auf einam Teil ihrer Breite eine metallene oder metallisierte glänzende Oberfläche aufweisen, wobei die glänzende Oberfläche nach oben gerichtet ist, während der andere Teil schwarz-matt ist«

12» Fernlenkungsanarinung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Motor, der an Bord des Luftfahrzeuges angeordneten Vorrichtung ein Elektromotor (12) ist, auf dessen Welle eine Synchronisationssteueranordnung (14 beziehungsweise 16) für einen Ablenkgenerator (15) der einen (9b) der Ablenkvorrichtungen der Kathodenstrahlröhre (9) befestigt ist*

13. Fernlenkungsanordnung nach Inspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Ablenkanordnungen der Kathodenstrahlröhre (9) von einer unabhängigen Ablenksteueranordnung gesteuert beziehungsweise angetrieben wird, welche mit der Rotation des Motors synchronisiert

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14· Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisation zwischen der Ablenkung der Kathodenstrahlröhre und der Ablenkung des Aufnahmefeldes der Kamera durch Synchronisationssignale gewährleistet beziehungsweise erhalten wird, welche am Anfang beziehungsweise am Ende jedes Abtast- beziehungsweise Ablenkmyklusses erzeugt werden.

15· Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationssignale von -mit der Steueranordnung zusammenwirkenden magnetischen oder fotoelektrischen Abfühleinheiten erzeugt werden, wobei die Abfühleinheiten feststehend angeordnet sind, während die Steueranordnung winkelig auf der Motorwelle befestigt beziehungsweise festgekeilt ist oder umgekehrt, und zwar derart, daß die Signale dem Gesamtabtast- beziehungsweise Gesamtaolenkwinkel / angle totale de balaya^e/ entsprechen.

16. Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß MiTitel vorgesehen sind, um unabhängig von den die thermischen Bodenkennzeichn-ngen anzeigenden Signalen eine zusätzliche Querabweichung beziehungsweise -ablenkung des Abtastpunktes der Röhre zu erzeugen, wobei üiese Abweichung beziehungsweise Ablenkung aazu dient, das Luftfahrzeug hinsichtlich einer üezugsachse in Lage zu bringen»

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17. Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch ge_ kennzeichnet, daß das Signal, welches die Position des Luftfahrzeuges, bezogen auf eine Bezugsachse, anzeigt, von einer magnetischen oder fotoelektrischen Abfühl— einheit erzeugt wird, welche beim Durchlaufen des Abtastfeldes der Infrarotkamera durch die Vertikale von außerhalb dieses Feldes liegenden Mitteln gesteuert beziehungsweise angetrieben wird«

18. Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Pernlenkungsvorrichtung weiterhin mit einer Höhenmesser versehen ist, welcher einen Rechner beziehungsweise/Rechenaiage aufweist, die dai:u vorgesehen ist, die Höhenla ;e des Luftfahrzeuges als Punktfan des Zeitintervalle anzugeben, v/elches zwischen dem Empfang der beiden Signale im Verlauf jedes Abtast- beziehungsweise Ablenkzyklusses lie^t.

19. Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenmesser eine bistabile Kippschaltung (18) aufweist, welcher vorzugswiese über einen Verstärker, die Signale der Infrarotkamera zugleitet beziehungsweise aufgegeben werden, um die vom selben Abtast- beziehungeweise Ablenkungezyklus herrührenden Signale zu einem Impuls beziehungsweise Rechteckimpuls /crtneau/ umzuformen, wobei die Kippschaltung einen Integrator beziehungsweise ein Meßgerät (19) steuert

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beziehungsweise antreiot, welches dazu vorgesehen ist, die Dauer jedes Impulses zu messen und diesi Messung an eine Anzeigevorrichtung (20) weiterzuleiten·

20. Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 19, ladurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung ein Drehspulinstrument beziehungsweise Drehinstrument/appareil ä cadre/ ist.

21· Pernlenkungsanordnung anch Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung durch einen Teil einer Kathodenstrahlröhre mit zwei Wehneltzylindern /tube cathodique a¹ demx Wehnelt/ gebildet wird, und daß der von dem einen Y/ehneitzylinder der Röhre herstammende Strahl in einer einzigen Richtung durch der. Integrator beziehungsweise uas iueagerät abgelenkt wird, um den entsprechenden Abtastpunkt zu verschieben, dessen Höhe oberhalb einer Be^ugsiinie beziehungsweise eines Bezugszeichens der Höhenlage des Luftfahrzeuges entspricht, während der Strahl des anderen Wehneltzylinder einen Abtastpunkt beziehungsweise -xieck liefert, dessen Verschiebungen die Anzeigen ^eoen, welche die azimutale Position /position en aisimut/ der thermischen Jodenkennzeichnungs^nordnungen betreffen·

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22. Fernlenkungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch.gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der die Vorrichtung bildenden Bauteile auf einer durch einen Gyroskop stabilisxerten Plattform montiert sind.

23. fernlenkungεanordnung wie beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt·

Für den Anmelders Pafenfonw<5(te

Dipl.-Ing. Hans Meissner

Jremen, den 14.4.1966 :;''■ .^ ,·... m _{o n}

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