DE1548399C - Topografische Standortanzeigevornch tung fur Flugzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine topografische Standortanzeigevorrichtung für Flugzeuge, welche von einem Navigationsrechner gesteuert wird, der Flugdaten über die Geschwindigkeit, Richtung, Abdrift u. dgl. liefert, um ständig die Position eines Luftfahrzeuges durch Projektion einer Karte des von dem Luftfahrzeug überflogenen Gebietes auf einem Schirm anzuzeigen, wobei das Luftfahrzeug durch eine Markierung, z. B. eine Modellfigur, repräsentiert wird, welche auf den gleichen Schirm projiziert wird, auf dem das Abbild der Karte vorüberzieht, deren Verschiebungen von dem Navigationsrechner gesteuert werden, wobei die Anzeigevorrichtung Projektionseinrichtungen, die mindestens durch eine Lichtquelle, ein optisches System und einen Projektionsschirm gebildet werden, und die für das Luftfahrzeug repräsentative Modellfigur in einer Objektebene des optischen Systems liegt und ein Magazin zur Aufnahme von einzelnen, einsteckbaren, insgesamt ein Netz bildenden Karten des zu überfliegenden Gebietes enthält.

Bei den bekannten Apparaten dieser Art wird das Luftfahrzeug durch einen auf den Schirm projizierten, feststehenden Punkt (üblicherweise eine stilisierte Figur) repräsentiert, während die auf den gleichen Schirm projizierte und für das überflogene Gebiet repräsentative Karte in der Objektebene beweglich bzw. verstellbar ist.

Bis jetzt verwenden einige der bekannten Apparate eine Karte, die (durch Photographie, Ab- bzw. Aufdruck usw.) auf einem Streifen oder einem Film untergebracht ist, der sich von einer Speichertrommel abwickelt und, nachdem er die- Objektebene des optischen Projektionssystems durchlaufen hat, sich wieder auf eine Aufwickelrolle aufwickelt.

Eine Streifenkarte ist jedoch nur für einen genau definierten bzw. vorgegebenen Weg verwendbar, und jeder neue Weg macht die Herstellung einer neuen Karte notwendig.

Bei anderen bekannten Apparaten werden einzelne Karten verwendet, die in einem nicht angetriebenen bzw. gesteuerten Speicher untergebracht sind, welcher von Hand tragbar ist und die Rolle eines einfachen Behälters spielt, aus dem der Benutzer gezwungen ist, einzeln die verschiedenen einzelnen Karten auszuwählen und herauszunehmen (und wieder zurückzubringen), um die Karten in den Navigationsapparat einzusetzen, was jedoch offensichtlich eine Zumutung und Ablenkung für die Navigatoren bedeutet.

Es ist unter anderem aber auch schon ein Standortanzeigegerät bekannt (deutsche Auslegeschrift 1187 023), bei dem das Umschalten auf einen anderen Kartenabschnitt erfolgt, sobald der Standortanzeiger eine bestimmte Grenze des ersten Kartenabschnitts, z. B. dessen Rand, überschreitet. Dieses Standortanzeigegerät besitzt ein Zählwerk für jede der beiden Kartenhauptrichtungen, das die Zahl der jeweils überschrittenen Grenzen registriert. Es besitzt weiterhin Kartenabschnitte mit einem zweiteiligen Kode, dessen erster Teil die Lage des Abschnitts in der einen Hauptrichtung der Karte und dessen zweiter Teil seine Lage in der anderen Hauptrichtung der Karte kennzeichnet, sowie eine Nachlaufsteuerung, die jeweils den Kartenabschnitt in das Gerät einlaufen läßt, dessen Kode mit der Anzeige beider Zählwerke übereinstimmt, wobei ein Impulsgeber, der bei Grenzüberschreitung eine Verschiebung des Standortanzeigers oder des Kartenabschnitthalters um den Abstand zweier Grenzlinien eines Kartenabschnittes in der diesem Zählwerk zugeordneten Kartenhauptrichtung relativ zueinander bewirkt. Die Kartenabschnitte bei diesem Standortanzeigegerät sind entweder so ausgebildet, daß sich benachbarte Abschnitte am Rand überlappen oder sie sind in einem einzigen bandförmigen Kartenspeicher gespeichert, kontinuierlich ausgelegt und weisen keine Überlappungen an ihren Grenzen auf.

Obwohl dieses Standortanzeigegerät gegenüber vielen der bisher bekannten Geräte dieser Art Vorteile besitzt, wobei insbesondere der schnelle Kartenaustausch und damit eine kontinuierliche Anzeige auf Grund der Konstruktion des Kartenwechslers bei diesem Gerät hervorgehoben werden muß, weist es doch eine Reihe von Unzulänglichkeiten auf und kann für eine genaue Standortanzeige in Luftfahrzeugen nicht verwendet werden. Der Einsatz dieses Gerätes ist auf wenige Anwendungsgebiete begrenzt. So ist die bekannte Vorrichtung außerhalb eines äquatorialen Streifens von einigen Kilometern Breite nicht einsetzbar, was sie für die praktische Benutzung uninteressant macht. Auf Grund seines Zerlegungsmcchanismus ist sie nicht in der Lage, eine Korrektur hinsichtlich der geographischen Breite durchzuführen und kann aus diesem Grunde nicht Karten in Mcrcatorprojcktion verwenden. Es können hier vielmehr nur Karten benutzt werden, bei denen die Projektion unter der Annahme hergestellt ist, daß die Erdoberfläche eine Ebene ist. Bei dieser Konzeption ergeben sich natürlich je nach geographischer Breite große Fehler, die das Gerät nur bedingt einsatzfähig macht. Da auch die Relativverschiebung OST-WEST bei dieser Vorrichtung nur geradlinig sein kann, können mit ihr nicht Karten in Lambert-Projektion benutzt werden, bei denen die Linie OST-WEST durch

ίο einen Kreisbogen dargestellt wird, dessen Radius mit der geographischen Breite veränderlich ist.*

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine topografische Standortanzeigevorrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, durch die es dem Piloten eines Flugzeuges ermöglicht wird, kontinuierlich, d. h. ständig, eine Karte des überflogenen Gebietes vor Augen zu halten, auf der die genaue Position des Flugzeuges angegeben wird und mit dem es möglich ist, die Richtung der Route, bezogen auf die Karte und bezogen auf die NORD-SÜD-Achse, anzuzeigen, wobei die Bereitstellung und automatische Auswahl der Kartenabschnitte problemlos gewährleistet ist. Hierbei soll einmal die jeweilige Karte in aufeinanderfolgenden Teilstücken zur Schau gestellt werden, die Zeit zum Austauschen der Kartenstücke nur wenige Sekunden betragen und eine korrekte Relativverschiebung des Kartenabschnitts relativ zu dem das Flugzeug repräsentierenden Punkt bewirkt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß alle einzelnen Karten, die jeweils in kodierter Form ihre Identifizierungsmittel tragen, in radial ausgerichteten Abteilen des die Form eines drehbaren Zylinders aufweisenden Magazins untergebracht sind, in dem die Karten durch Auswähleinrichtungen ausgesucht werden, und in Abhängigkeit von der Position der noch auf den Schirm projizierten Karte und der Position, welche die in dem Netz benachbarte Karte einnimmt, diejenige der einzelnen, in dem Magazin enthaltenen Karten auswählen, die dem vom Luftfahrzeug in der Folge zu überfliegenden Gebiet entspricht, und daß jede der auf diese Weise ausgewählten Karten durch eine Übertragungseinrichtung an eine Halterung übergeben wird, die von dem Navigationsrechner steuerbar ist, die zwei senkrecht zueinander bewegliche Schlitten aufweist, welche direkt mit ihr verbundene Entzerrungseinrichtungen für die Winkelstellung dieser Schlitten in Abhängigkeit von ihrer Relativposition in einer Richtung und in Abhängigkeit von der mittleren geographischen Breite der sich gerade in der Auswertung befindenden Karte enthalten.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß dem Piloten eines Flugzeuges immer die genaue Position seiner Maschine angegeben wird, daß ihm die Richtung der Route, bezogen auf die Karte und bezogen auf die NORD-SÜD-Achse, angezeigt wird, wobei es für jeden beliebigen Flugweg genügt, die notwendigen Einzelkarterj auszuwählen und damit das Magazin zu bestücken. Infolge des Entzerrungssystems kann praktisch jede Korrektur vorgenommen werden und Mercatorkarten sowie Lambertkarten usw. verwendet werden. Hierdurch ist die topografische Standortanzeigevorrichtung für die meisten Flugzeugkarten anwendbar.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des Gegenstands der Erfindung weist jedes radiale zellenartige Abteil des Magazins einen auf einer Seite des

Zylinders liegenden Radialschlitz zum Durchlassen vorgesehenen Objektebene des optischen Systems be-

der in dem Abteil enthaltenen Karte und einen zur wegbar und mit Fingern versehen ist, die mit einer

Rotationsachse des Zylinders parallelen Schlitz auf, Kante der ausgewählten Karte in Eingriff kommen,

in den die dem translatorischen Antrieb dieser Karte eine rotierende Scheibe, welche mit dem Schieber

dienende Übertragungseinrichtung hindurchragt. 5 durch eine Pleuelstange verbunden ist, Antriebsein-

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der erste Schlitten richtungen zum Antrieb der Scheibe sowie Steuerin einer der NORD-SÜD-Richtung entsprechenden und Einstelleinrichtungen aufweist, die von den Aus-Richtung Verschiebbar ist, während der zweite Schiit- Wähleinrichtungen gesteuert werden, die die Antriebsten senkrecht zu dem ersten Schlitten in einer der einrichtungen steuert und die Scheibe in zwei Win-OST-WEST-Richtung entsprechenden Richtung be- ib kelstellungen einstellt, die der Position, welche die wegbar ist und die auf den Schirm zu projizierende ausgewählte Karte für ihre Projektion auf dem ausgewählte Karte trägt, und daß diese beiden Schiit- Schirm einnimmt, bzw. derjenigen Position entspreten durch eine Antriebseinrichtung bewegbar sind, chen, die die Karte einnimmt, wenn sie sich in ihr die von dem Navigationsrechner gesteuert wird. Abteil des Magazins eingeordnet befindet.

Um in die Standortanzeigevorrichtung die verschie- 15 Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung densten Kartensysteme problemlos einsetzen zu kön- sind in den Unteransprüchen aufgeführt und werden nen, ist es vorteilhaft, daß die Entzerrungseinrich- an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungen rungsform in beispielhafter Weise näher beschrieben.

Es zcißt

a) zwei Führungsbacken die symmetrisch an zwei ^ _F- _{Λ die} Vorderansicht der erfindungsgemäßen im Abstand voneinander liegenden Punkten an- Vorrichtung, an Hand der die Benutzung vollständig gelenkt sind und symmetrisch zu einer Mittel- _{erk]ärt werden k}

achse der von dem zweiten Schlitten getragenen _p j _{g> 2 dnen Büd}. _bzw Aufnahmehalterahmen,

Karte liegen, _{F { g} 3 _{die St}e_{llung der} Aufnahme in dem Rahmen

b) für diese Führungsbacken zwei Führungen, die ₂₅ j_m Schnitt,

beide an dem ersten Schlitten in Punkten ange- ρ ig. 4 die gesamte optische Einrichtung im

lenkt sind, die im wesentlichen in der Mitte Schema,

ihrer Länge liegen, derart, daß die Führungen Fig. 5 die Verwirklichung der Aufnahmetrage-

zwischen sich einen stumpfen offenen Winkel schlitten in schematischer Darstellung,

bilden, 30 F i g. 6 die kinematische Steuerungs- bzw. An-

c) eine mittlere Führungsbacke, die auf dem ersten triebskette des Schlittens in Richtung NORD-SÜD Schlitten parallel zur Verschiebungsbewegung im Schema,

dieses Schlittens geführt ist und im wesentlichen F i g. 7 den Speicher bzw. das Magazin,

die Winkelhalbierende des Winkels α bildet, F i g. 8 das Prinzip des automatischen Ablesege-

d) eine Nockenscheibe, deren senkrecht zur Kar- 35 rätes,

tenebene liegende Achse von dem ersten Schiit- F»g· 9 das Prinzip einer Vergleichseinrichtung unten getragen wird, und ■ ter Verwendung von Relais,

e) Antriebsvorrichtungen aufweisen, die die Nok- Fi g. 10 die Anordnung für den Aufnahmewechsel, kenscheibe in Abhängigkeit von der mittleren ^FlS· L¹ ein Schemabild zur Erläuterung der gegeographischen Breite der sich auf dem zweiten ⁴° ^s?^mten Betriebsweise des Apparates bzw. der VorSchlitten befindenden Karte antreibt, ,-richtung. ·

F1 g. 1 zeigt die Vorderansicht der topografischen

Äußerst vorteilhaft für die Funktion der Standort- Standortanzeigevorrichtung für Flugzeuge mit einem anzeigevorrichtung ist es auch noch, daß für jede ein- kreisförmigen Projektionsschirm, auf den eine z. B. zelne durch eine starre und flache Vorrichtung dar- 45 auf ein Dreieck und einen Vektor reduzierte Modellstellende Aufnahme gebildete Karte ein starrer Rah- figur, eine geographische Karte und eine Kompaßrose men vorgesehen ist, in welchem die Karte angeordnet projiziert werden. Die in F i g. 1 dargestellte Navigaist, und daß die Identifizierungsmittel für die Karte tionsmethode ist die Methode »Route«, bei der die auf einer Seite des Rahmens in kodierter Form an- Modellfigur feststeht und ihr Vektor mit der Vertikalgeordnet sind. 50 achse des Schirmes zusammenfällt.

Die Auswähleinrichtungen weisen dabei ein Ab- Die Anzeigevorrichtung besitzt auf ihrer Vorderlesegerät, welches auf die Identifizierungsmittel an- seite mehrere Signallampen, Stellknöpfe und Zähler, spricht und kodierte Kennzeichnungssignale entspre- die zur Bedienung, Kontrolle, Fokussierung usw. notchend den Identifizierungsmitteln liefert, binäre Zäh- wendig sind. Unter anderem kann durch den Piloten ler, welche am Ende des Verschiebungsweges der 55 je nach Wahl die Navigationsmethode »Route« oder projezierten Karte betätigt werden und kodierte Aus- »Nord« oder eine bestimmte Vergrößerung des opwählsignale liefern abhängig von der Stellung, welche tischen Systems gewählt werden.
die auszuwählende Karte in dem Netz einnimmt, und Der in den F i g. 2 und 3 dargestellte rechteckige Vergleichseinrichtungen, welche bei Ubereinstim- Bildhalterahmen 1 ist mit der Diapositivwiedergabe mung zwischen den Auswählsignalen und den Kenn- 60 auf einer starren Transparentfläche 2 versehen. Er Zeichnungssignalen der in dem Speicher enthalten- besitzt Stifte lc, If und Ig, die zur binären Darstelden Karte ansprechen, auf. lung des Kennzeichens dienen, den Maßstab der Weiterhin zeichnet sich die Standortanzeigevor- Karte anzeigen und das Sicherheitssystem der Vorrichtung vorteilhaft dadurch aus, daß die Übertra- richtung steuern.

gungseinrichtungen für die Entnahme der ausgewähl- 65 F i g. 4 gibt ein vollständiges Schema des optischen

ten Karte aus dem Magazin und die Einführung der- Teils wieder.

selben in die Halterung für die Projektion einen Eine Projektionslampe 7 sendet Licht durch ein

Schieber, der im wesentlichen in der für die Karte vollkommen reflektierendes Prisma 8 über einen

schwenkbaren Spiegel 9 in den Kondensator 10, der durch ein Filter 11 die Diapositivaufnahme, in einem optischen System 12 vom Bildhalterahmen 1 gehalten, erleuchtet. Das Bild der Karte wird in der Brennpunktebene eines zweiten Systems 13 gebildet, wobei sich in der Brennpunktebene ein eine Kompaßrose 14 · darstellendes Fadenkreuz befindet. Die parallelen Strahlen werden über ein Prisma 15, ein Wollaston-Prisma 16 sowie ein Prisma 17 auf ein konvergierendes optisches System 18 reflektiert, welches das Abbild der Karte 1 und der Kömpaßrose 14 in der Objekteberie des Projektionsobjektivs 19 bildet.

In der Hauptobjektebene des Objektivs 19 ist ein Fadenkreuz 21 angeordnet, das eine stilisierte, das Luftfahrzeug darstellende Figur und einen Vektor trägt, dessen Anfang auf der optischen Achse liegt.

Indem durch nicht dargestellte Mittel der Spiegel 9 um eine Viertelumdrehung gedreht wird, wird die elektrische Umschaltung bewirkt, durch die die Hilfslampe 7' an Stelle der Projektionslampe 7 aufleuchtet, so daß das vom Prisma 8' herrührende Licht in das optische System geleitet wird. Das eben beschriebene optische System projiziert auf den Schirm das Abbild der Karte 1, das Abbild der Kompaßrose 14 und das Abbild der Figur bzw. des Modells 21 mit seinem Vektor.

Der in Fig. 5 gestrichelt gezeigte Kreis 27 zeigt die Position des Magazins, dessen Rotationsachse 27 α sich in der Ebene des Bildhalterahmens 1 befindet, so daß die radialen Zellen 27 ft des Magazins abwechselnd in die Objektebene gebracht werden können und der Durchlauf der Aufnahmen bzw. Bilder des Magazins in die Projektionsvorrichtung und zurück durch einfaches Gleiten der Aufnahmen in ihrer Ebene erreicht werden kann.

F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Entzerrungseinrichtungen, die die geradlinige, von dem Navigationsrechner errechnete Verschiebung OSTWEST in eine krummlinige Bewegung umformt.

Die Entzerrungseinrichtungen sind direkt mit zwei senkrecht zueinander beweglichen Schlitten 31, 32 verbunden und sind für die Winkelstellung dieser Schlitten in Abhängigkeit von ihrer Relativposition in eine Richtung und in Abhängigkeit von der mittleren geographischen Breite der sich gerade in der Auswertung befindenden Karte verantwortlich. Der erste Schlitten 31 ist dabei in einer der NORD-SÜD-Richtung entsprechenden Richtung verschiebbar, während der zweite Schlitten 32 senkrecht zu dem ersten Schlitten 31 in einer der OST-WEST-Richtung entsprechenden Richtung bewegbar ist und die auf den Schirm zu projizierende ausgewählte Karte trägt. Beide Schlitten sind durch eine Antriebseinrichtung bewegbar, die von' dem Navigationsrechner gesteuert wird.

Der Antrieb des ersten Schlittens 31, der zwischen zwei Säulen 34 und 35 geführt ist, erfolgt über ein dünnes Metallband 37, das von einem Walzenpaar 39, 39' angetrieben wird. Die Verschiebung des Schlittens 32 wird von einem dünnen Metallband 48 gesteuert, das von einem Walzenpaar 49, 52 angetrieben wird.

Die mit den beiden Schlitten verbundenen Entzerrungseinrichtungen weisen gemäß F i g. 5 zwei Führungsbacken 40 auf, die symmetrisch an zwei in Abstand voneinander liegenden Punkten angelenkt sind und symmetrisch zu einer Mittelachse der von dem zweiten Schlitten 32 getragenen Karte liegen. Über Achsen 32 b, 32 c sind diese Führungsbacken mit dem zweiten Schlitten 32 verbunden. Über zwei Führungen 41, die von zwei Haltestücken 42 und 43 getragen werden und die beide an dem ersten Schlitten 31 in Punkten angelenkt sind, die im wesentlichen in der Mitte ihrer Länge liegen, derart, daß die Führungen 41 zwischen sich einen stumpfen, offenen Winkel α bilden, sind die Führungsbacken mit dem ersten Schlitten verbunden. Neben den Führungsbakken 40 ist noch eine mittlere Führungsbacke 44 vorgesehen, die auf dem ersten Schlitten 31 parallel zur Verschiebungsbewegung dieses Schlittens geführt ist ■ und im wesentlichen die Winkelhalbierende des Winkels oc bildet. Die mittlere Führungsbacke 44 wird von einer Nockenscheibe 33, die mit einer Scheibe 33 a verbunden ist, gesteuert. Ihre senkrecht zur Kartenebene liegende Achse wird dabei von dem ersten Schlitten 31 getragen. Die Nockenscheibe 33 wird wiederum von Antriebseinrichtungen 45, 46, 47 angetrieben, und zwar in Abhängigkeit von der mittleren geographischen Breite der sich auf den zweiten Schlitten 32 befindenden Karte. Die von den.Lagern 36 a getragene Achse 47 a der Antriebseinrichtungen erhält dabei ihren Befehl zur Korrektur des Winkels α in Abhängigkeit von dem Breitengrad.

Während der gesamten Auswertung bzw. Ausnutzung einer Aufnahme bzw. eines Bildes bleibt die Nockenscheibe 33 fest in ihrer Position, die durch die mittlere geographische Breite der Karte bestimmt ist. Der Winkel α hat einen festen Wert, der einem mittleren Wert der Krümmung der Breitenkreise entspricht. Bei einem Übergang zu einer weiter nördlich oder südlich liegenden Aufnahme wird die Achse 47 a um einen bestimmten Betrag, der abhängig ist von der Veränderung der geographischen Breite, gedreht.

In F i g. 6 ist beispielhaft schematisch die kinematische Kette bzw. Folge der Steuerbewegung NORDSÜD des Schlittens 31 dargestellt, und zwar für den Fall, daß Lambert-Karten verwendet werden. Die in dieser Figur aufgeführten unterbrochenen Linien stellen die mechanischen Verbindungen bzw. Kupplungen dar, während die durchgezogenen Linien die elektrischen-Verbindungen anzeigen.
Die von dem automatischen Rechner errechneten und in Graden ausgedrückten Veränderungen NORD-SÜD werden in Form von elektrischen Signalen an eine Steuervorrichtung 54 weitergeleitet, die diese in eine mechanische Rotationsbewegung umso formt, die proportional der Veränderung NORDSÜD ist. Diese Rotation wird über ein Getriebe 55 an einen Eingang eines Differentials 56 weitergeleitet, • dessen Ausgang den Läufer eines Potentiometers 57 steuert bzw. antreibt. Die Spannung des Potentiometers 57 wird über einen Widerstand 58 a an den Verstärker 58 angelegt, der den Motor 59 speist.

Der Motor 59 treibt einerseits die Antriebswalze 39 des NORD-SÜD-Schlittens an und andererseits das Rücksteuerungspotentiometer 60, dessen Spannurig an den Verstärker 58 über den Widerstand 586 angelegt wird. Zwei weitere Widerstände 58 c und 58 d ermöglichen es bei Erregung des Relais 61, über die Leitung 61 α eine Spannung zuzuführen, die der Komponente Y = ψ cos Θ des Vektors Luftfahrzeuges Bodenfunkgerät proportional ist. Hierbei erlaubt es, das zur gleichen Zeit wie das Getriebe 55 erregte Relais 62 den in Abhängigkeit von dem Kartenmaßstab zu verwendenden Widerstand 58 c, 58 d auszuwählen.

11 12

Durch die Erregung des Relais 61 wird die Span- Seite die Bildhalterahmen 1 und die einzelnen Karnung Y der Spannung des Potentiometers 57 hinzu- ten, die jeweils in kodierter Form ihre Identifiziegefiigt, was zur Wirkung hat, daß das auf der Karte rungsmittel tragen, eingesetzt sind. Die in kodierter dargestellte Bodenfunkgerät dem Mittelpunkt des Form ausgebildeten Identifizieruhgsmittel für die Schirmes zugefügt wird, und zwar in Deckung mit 5 Karten sind dabei auf einer Seite des Rahmens andern das Luftfahrzeug darstellenden Modell. geordnet. Die Bildhalterahmen 1 werden mit leich-

Der andere Eingang des Differentials 56 steht über ter Reibung in den Abteilen mittels nicht dargestelleine elektrische Kupplung 63 mit einem Schritt-für- ten elastischen Vorrichtungen festgehalten. Neben Schritt-Vorrückelement 64 in Verbindung, das bei den Abteilen 81a besitzt das Magazin Abteile für Erreichung der NORD- bzw. SÜD-Grenze eine Auf- io Spezialaufnahmen, die durch einen Sektor 83 abgenahme über die Klemmen 64 c, 64 b ein elektrisches deckt sind. Der Sektor 83 bildet für jedes Abteil Signal erhält, welches die Drehung in die gewünschte einen bestimmten Kode, das aus Digits 83 e, 83/ und Richtung durch eine ganze Umdrehung der Scheibe 83 g zusammengesetzt ist, welche für die Ablesung 64 a auslöst. Diese Rotation verstellt unter Zwischen- die Digits Ie, 1/ und Ig ersetzen und die auf den schaltung der Kupplung 63 und des Differentials 56 15 Spezialaufnahmen unter der festen Abdeckung angedas Potentiometer 57 um eine der Höhe einer Auf- ordnet sein können. Der feststehende Sektor 83 trägt nähme entsprechende Größe. für jedes Abteil eine Laufnummer, die dem Druck-

Die Rotation um einen Schritt des Elementes 64 knopf gleicher Numerierung auf der Vorderseite des

-wird über das Getriebe dem Eingang des Differentials Apparates entspricht.

71 zugefügt, dessen Ausgang den Anzeigezähler 72 20 Um zu verhindern, daß die Bildrahmen z. B. in-

für die geographische Breite und das Dreifachpoten- folge von Vibrationen aus ihren Abteilen heraus-

tiometer 73 antreibt. fallen, dreht sich der Zylinder 81 mit geringem Spiel

Das Element 73 α des Dreifachpötentiometers 73 bzw. Abstand gegen eine polierte Platte 84. Diese

liefert eine der geographischen Breite proportionale Platte ist mit einem radialen Schlitz 84 a versehen,

Spannung, die in einer die Veränderung OST-WEST 25 und zwar in der Ebene, in der sich der Schlitten steuernden kinematischen Kette dazu verwendet wird, . OST-WEST 32 verschiebt.

um eine Änderung des Maßstabes als Funktion der Wenn eines der Abteile 81 α mit dem Schlitz 84 α

Breite herbeizuführen. ' zur Deckung kommt, kann der in diesem Abteil be-

Je nach Auswahl eines bestimmten Maßstabes findliche Bildhalterahmen 1 mit der dazugehörigen wird ein Relais 74 erregt, das einerseits wiederum 30 Karte nach unten rutschen, um in den zweiten Schlitdie Getriebe 55 und 70, die das eine oder andere ten 32 eingesetzt zu werden. Das zylindrische GeÜbersetzungsverhältnis annehmen, und andererseits häuse 81 des Magazins wird dann durch einen Riegel das Relais 62, das denjenigen Widerstand 58 c oder 85 verriegelt, welcher um eine feststehende Achse 58 c? auswählt, der verwendet wird, wenn das Relais 85 a schwenkbar ist und mit einem entsprechenden 61 erregt ist, anspricht. Das Relais 74 wählt weiter- 35 Abteil 81 b zusammenwirkt. Nach erfolgter Auswerhin das eine oder andere der Elemente 73 ft oder 73 c tung wird die Karte wieder in ihr Abteil zurückgedes Dreifachpotentiometers 73 aus, um je nach Maß- schoben, der Riegel 85 angehoben, und das Magazin stab die Stellung der Nockenscheibe 33 in Abhängig- kann sich weiterdrehen, um eine nächste Karte zur keit von der geographischen Breite zu steuern. Verfügung zu stellen.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die Verbin- 40 Neben den Einzelkarten des zu überfliegenden Ge-

dung zwischen dem Potentiometer 57 und dem Wi- bietes weist das Magazin noch mindestens eine Ge-

derstand58a über das Relais 76 erfolgt, das in dem samt- bzw. Schlüsselkarte auf, die automatisch von

Augenblick des Wechsels der Aufnahme erregt wird den Auswähleinrichtungen ausgewählt wird, wenn

und über Armatur 76 a den Widerstand 58 a mit das Luftfahrzeug sich über einem Gebiet befindet,

Masse verbindet, wodurch die Zurückstellung des 45 dem keine der Einzelkarten entspricht. Das Aus-

NORD-SÜD-Schlittens bis zum Ende des SÜD-Kur- suchen der einzelnen Karten geschieht mit Hilfe von

ses bewirkt wird. Gleichzeitig schaltet die Armatur Auswähleinrichtungen, die im wesentlichen aus einem

76 b des Relais 76 die Steuervorrichtung 33 α auf eine Ablesegerät 86, welches auf die Identifizierungsmittel

feste Spannung V um, durch welche die Nocken- anspricht und kodierte Kennzeichnungssignale ent-

scheibe 33 eine solche Stellung einnimmt, in der der 50 sprechend den Identifizierungsmitteln liefert, binären

Winkel α den Wert von 180° hat. Wiederum zur Zählern, die am Ende des Verschiebungsweges der

gleichen Zeit unterbricht die Armatur 76 c des Relais projizierten Karte betätigt werden, und kodierte Aus-

• 76 die Speisung des Relais 61, wodurch derjenige der wählsignale liefern, abhängig von der Stellung, wel-

Widerstände 58 c, 58 α" an Masse gelegt wird, der die ehe die auszuwählende Karte in dem Netz einnimmt,

Spannung Y = ψ cos Θ vom Bodenfunkgerät emp- 55 und Vergleichseinrichtungen 89, die bei Überein-

fangen hat. Stimmung zwischen den Auswählsignalen und den

Die kinematische Kette bzw. Folge des Antriebs Kennzeichnungssignalen der in dem Speicher enthal-

der Verschiebungen OST-WEST des Schlittens 32 tenen Karte ansprechen, bestehen. '

geht im wesentlichen auf die gleiche Weise vor sich Eine Ausführungsform des automatischen, die

wie die eben beschriebene Kette. 60 Auswahl der Aufnahmen gewährleisteten Ablesegeln F i g. 7 ist das Magazin zur Aufnahme der ein- rätes 86 ist dabei schematisch in F i g. 8 dargestellt,

zelnen, einsteckbaren, insgesamt ein Netz bildenden Es ist oberhalb der oberen Stirnseite des Magazins

Karten, die das zu überfliegende Gebiet enthalten, 81 radial verlaufend angeordnet, und zwar in einer dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus einem zy- feststehenden vertikalen Ebene, die gleichfalls durch lindrischen Gehäuse 81, welches auf einer Achse 82 65 den Schlitz 85 a der Platte 84 verläuft, d.h. in der mit einer nicht dargestellten Schnellmontagevorrich- Ebene, in der sich die einmal ausgewählte Aufnahme tung befestigt ist. Das Gehäuse 81 weist radial ver- bzw. Karte befindet. Das Ablesegerät 86 besitzt eine

laufende Abteile 81a auf, in welche durch die obere Reihe von Bohrungen 86a, deren Achsen die obere

Stirnseite des Magazins strahlenförmig in einem Punkte treffen und deren Abstand von der Achse 82 dem Abstand der verschiedenen Digits entspricht. Jede Bohrung 86 a weist eine kleine Beleuchtungslampe 87 auf, durch die alle Digits dann beleuchtet werden, wenn sich eine Aufnahme bzw. Karte unterhalb des Ablesegerätes befindet.

Jeder Bohrung 86 α ist eine Bohrung 86 b zugeordnet, die eine kleine Fotodiode 88 aufweist. Die Achse einer Bohrung 86 b Irifft die obere Stirnseite des Magazins 81 dabei im gleichen Punkt wie die Achse der zugeordneten Bohrung 86a.

Während die Digits mit der Ladung »1« durch kleine reflektierende Oberflächen gekennzeichnet sind, erkennt man die Digits mit der Ladung »0«, die Kanten des Bildrahmens 1 und die Oberfläche des Magazins an Flächen von nicht reflektierender, glanzloser schwarzer Farbe.

Die zu den Auswahleinrichtungen gehörige Vergleichseinrichtung 89, die in F i g. 9 dargestellt ist, ist einerseits mit dem automatischen Ablesegerät und andererseits mit den Kodierspeichern 69 (s. Fig. 6) verbunden. Bei Identität zwischen den von dem Ablesegerät abgelesenen Kennzeichen und dem in dem" Kodierer eingetragenen Kennzeichen, wird die Rotation des Magazins unterbrochen.

In F i g. 8 wird die eigentliche Vergleichseinrichtung durch das strichliniert dargestellte Rechteck 89 begrenzt.

Jeder Digit der Ordnung 1, 2, 3 ... η der Kodierer 69 und 69' betätigt, wenn er eine Ladung »1« hat, ein Relais der gleichen Ordnung R₁, i?.,... Rn, von denen allein die bewegliche Armatur dargestellt ist.

Die beweglichen Armaturen bzw. Schalter Ri sind alle an der Klemme 89a angeschlossen.

Jeder Digit der Ordnung 1, 2, 3... η des Ablese-' gerätes betätigt, wenn er die Ladung »1« hat, ein Relais der gleichen Ordnung R'l, R'2 .. .R'n, von denen allein die bewegliche Armatur bzw. der Schalter dargestellt ist. Die beweglichen Armaturen R'l sind alle an der Klemme 89 & angeschlossen.

Der Arbeits- bzw. Schließkontakt von jedem Relais Ri ist an den Ruhe- bzw. Öffnungskontakt des Relais R'i der gleichen Ordnung angeschlossen und umgekehrt ist der Arbeitskontakt jedes Relais R'i an den Ruhekontakt des Relais Ri der gleichen Ordnung angeschlossen, wie es in F i g. 8 dargestellt ist.

Aus der Figur ist sofort zu erkennen, daß, wenn wenigstens ein Relais R' i den entgegengesetzten Zustand aufweist wie das Relais Ri der gleichen Ordnung, d. h., wenn wenigstens ein Digit der Ordnung i des Ablesegerätes eine andere Ordnung / des Kodierers, eine elektrische Verbindung zwischen den Klemmen 89 a und 89 ft hergestellt wird.

Wenn alle Digits des Ablesegerätes die gleiche Ladung haben wie die Digits gleicher Ordnung des Kodierers, d. h., wenn Identität zwischen den von dem Ablesegerät abgelesenen Kennzeichen und dem in dem Kodierer eingetragenen Kennzeichen herrscht, besteht innerhalb des Rechtecks 89 keine elektrische Verbindung zwischen den Klemmen 89a und 896. Es ist leicht zu verstehen, daß die Vergleichseinrichtung 89 als Ausschalter der Antriebsorgane für die Rotation des Magazins, des Motors, der Kupplung usw. verwendet werden kann.

Wenn die Aufnahme bzw. Karte, deren Kennzeichen identisch ist mit dem in den Kodierern eingetragenen Kennzeichen, sich unterhalb des Ablesegerätes befindet, so hört die Rotation auf.

Es kann nun. vorkommen, daß die der Achse am nächsten liegenden Digits das Ablesegerät zu beeinflüssen beginnen, während die weiter entfernt von der Achse liegenden Digits noch nicht im Bereich des Ablesegerätes sind; eine Zeitlang ist die Ablesung also unvollständig und es könnte dann der Fall eintreten, daß die unvollständige Ablesung eines Kennzeichens genau identisch ist mit dem in den Kodierern eingetragenen Kennzeichen, was einen Stillstand bei einer falschen Karte zur Folge haben könnte. Um diesen Nachteil zu beheben, sind die Klemmen 89 a und 89 b und die in Ruhestellung sich befindende Armatur 90a des Relais 90 miteinander verbunden. Das Relais 90 wird dabei in dem Augenblick erregt, wo das Sicherheitsdigit Ig oder 83 g das Ablesegerät beeinflußt. Das erregte Relais 90 unterbricht die hergestellte Verbindung zwischen den Klemmen 89 a und 89 b durch seine Armatur 90 α und bewirkt, wenn die Aufnahme, die sich unterhalb des Ablesegerätes befindet, ein Kennzeichen besitzt, das identisch mit dem in den Kodierern eingetragenen ist, den Stillstand des Magazins in der gewünschten genauen Position.

Wenn keine Kennzeichnungsidentität zwischen der Aufnahme bzw. Karte und den Kodierern vorhanden ist, wird die Rotation fortgesetzt.

Fig. 10 gibt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der Übertragungseinrichtung für die Entnahme der ausgewählten Karte aus dem Magazin und die Einführung derselben in die Halterung für die Projektion wieder.

Die Übertragungseinrichtung besitzt einen Schieber 92, der im wesentlichen in der für die Karte vorgesehenen Objektebene des optischen Systems bewegbar ist und mit Fingern 92 a, 926 versehen ist, die mit einer Kante der ausgewählten Karte in Eingriff kommen. Der Schieber 92 steht mit einer Pleuelstange 93 in Verbindung, die gelenkig an einem Kurbelzapfen 94 a einer rotierenden Scheibe 94 befestigt ist. Die < Scheibe 94 kann sich jeweils um eine halbe Umdrehung in Uhrzeigerrichtung drehen und wird von Antriebseinrichtungen Ml gesteuert. Die sich um eine halbe Umdrehung drehende Scheibe 94 schiebt den Schieber 92 nach oben, wodurch der Rahmen 1 durch den Schlitz 84 a der Platte 84 mitgenommen wird und genau in das Abteil 81a des Magazins 81 entsprechend dem Pfeil /3 eingeführt wird. Das Magazin 81 wird anschließend gedreht, um die neue Aufnahme bzw. Karte auszuwählen, die natürlich dann zwischen den Fingern 92 a und 92 & des sich in der oberen Stellung befindenden Schiebers 92 befindet. Eine weitere Halbdrehung der Scheibe 94 bringt den Schieber 92 in die untere Stellung, wobei die Aufnahme bzw. Karte in umgekehrter Richtung des Pfeils /3 mitgenommen wird, um sie in den Schlitten 32 einzusetzen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Topografische Standortanzeigevorrichtung für Flugzeuge, welche von einem Navigationsrechner gesteuert wird, der Flugdaten über die Geschwindigkeit, Richtung, Abdrift u. dgl. liefert, um ständig die Position eines Luftfahrzeuges durch Projektion einer Karte des von dem Luftfahrzeug überflogenen Gebietes auf einem Schirm anzuzeigen, wobei das Luftfahrzeug durch eine Markierung, z. B. eine Modellfigur, repräsentiert wird, welche auf den gleichen Schirm projiziert wird, auf dem das Abbild der Karte vorüberzieht, deren Verschiebungen von dem Navigationsrechner gesteuert werden, wobei die Anzeigevorrichtung Projektionseinrichtungen, die mindestens durch eine Lichtquelle, ein optisches System und einen Projektionsschirm gebildet werden, und die für das Luftfahrzeug repräsentative Modellfigur in einer Objektebene des optischen Systems liegt und ein Magazin zur Aufnahme von einzelnen, einsteckbaren, insgesamt ein Netz bildenden Karten des zu überfliegenden Gebietes enthält, dadurch gekennzeichnet, daß alle ein- as zelnen Karten, die jeweils in kodierter Form ihre Identifizierungsmittel tragen, in radial ausgerichteten Abteilen des die Form eines drehbaren Zylinders aufweisenden Magazins untergebracht sind, in dem die Karten durch Auswähleinrichtungen ausgesucht werden, und in Abhängigkeit von der Position der noch auf den Schirm projizierten Karte und der Position, welche die in dem Netz benachbarte Karte einnimmt, diejenige der einzelnen; in dem Magazin enthaltenen Karten auswählen, die dem vom Luftfahrzeug in der Folge zu überfliegenden Gebiet entspricht, und daß jede der auf diese Weise ausgewählten Karten durch eine Übertragungseinrichtung an eine Halterung übergeben wird, die von dem Navigationsrechner steuerbar ist, die zwei senkrecht zueinander bewegliche Schlitten aufweist, welche direkt mit ihr verbundene Entzerrungseinrichtungen für die Winkelstellung dieser Schlitten in Abhängigkeit von ihrer Relativposition in einer Riehtung und in Abhängigkeit von der mittleren geographischen Breite der sich gerade in der Auswertung befindenden Karte enthalten.

2. Standortanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes radiale zellenartige Abteil des Magazins einen auf einer Seite des Zylinders liegenden Radialschlitz zum Durchlassen der in dem Abteil enthaltenen Karte und einen zur Rotationsachse des Zylinders parallelen Schlitz aufweist, in den die dem translatorischen Antrieb dieser Karte dienende Übertragungseinrichtung hindurchragt.

3. Standortanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schlitten (31) in einer der NORD-SÜD-Richtung entsprechenden Richtung verschiebbar ist, während der zweite Schlitten (32) senkrecht zu dem ersten Schlitten in einer der OST-WEST-Richtung entsprechenden Richtung bewegbar ist und die auf den Schirm zu projizierende ausgewählte Karte trägt, und daß diese beiden Schlitten durch eine Antriebseinrichtung bewegbar sind, die von dem Navigationsrechner gesteuert wird.

4. Standortanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entzerrungseinrichtungen

a) zwei Führungsbacken (40), die symmetrisch an zwei im Abstand voneinander liegenden Punkten angelenkt sind und symmetrisch zu einer Mittelachse der von dem zweiten Schlitten (32) getragenen Karte liegen,

b) für diese Führungsbacken (40) zwei Führungen (41), die beide an dem ersten Schlitten (31) in Punkten angelenkt sind, die im wesentlichen in der Mitte ihrer Länge liegen, derart, daß die Führungen (41) zwischen sich einen stumpfen offenen Winkel α bilden,

c) eine mittlere Führungsbacke (44), die auf dem ersten Schlitten (31) parallel zur Verschiebungsbewegung dieses Schlittens (31) geführt ist und im wesentlichen die Winkelhalbierende des Winkels α bildet,

d) eine Nockenscheibe (33), deren senkrecht zur Kartenebene liegende Achse von dem ersten Schlitten (31) getragen wird, und

e) Antriebseinrichtungen aufweisen, die die Nockenscheibe (33) in Abhängigkeit von der mittleren geographischen Breite der sich auf dem zweiten Schlitten (32) befindenden Karte antreibt.

5. Standortanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede einzelne durch eine starre und flache Vorrichtung darstellende Aufnahme gebildete Karte ein starrer Rahmen (1) vorgesehen ist, in welchem die Karte angeordnet ist, und daß dieldtentifizierungsmittel für die Karte auf einer Seite des Rahmens in kodierter Form angeordnet sind.

6. Standortanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswähleinrichtungen

a) ein Ablesegerät (86), welches auf die Identifizierungsmittel anspricht und kodierte Kennzeichnungssignale entsprechend den Identifizierungsmitteln liefert,

b) binäre Zähler, welche am Ende des Verschiebungsweges der projizierten Karte betätigt werden und kodierte Auswählsignale liefern abhängig von der Stellung, welche die auszuwählende Karte in dem Netz einnimmt, und

c) Vergleichseinrichtungen (89) aufweisen, welche bei Übereinstimmung zwischen den Auswählsignalen und den Kennzeichnungssignalen der in dem Speicher enthaltenden Karte ansprechen.

7. Standortanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtungen für die Entnahme der ausgewählten Karte aus dem Magazin und die Einführung derselben in die Halterung für die Projektion

a) einen Schieber (92), der im wesentlichen in der für die Karte vorgesehenen Objektebene des optischen Systems bewegbar ist und mit Fingern (92 a, 92 b) versehen ist, die mit einer Kante der ausgewählten Karte in Eingriff kommen,

b) eine rotierende Scheibe (94), welche mit dem Schieber (92) durch eine Pleuelstange (93) verbunden ist,

c) Antriebseinrichtungen (Ml) zum Antrieb der Scheibe (94) und

d) Steuer- und Einstelleinrichtungen aufweisen, die von den Auswähleinrichtungen gesteuert werden, die die Antriebseinrichtungen steuert und die Scheibe (94) in zwei Winkelstellungen einstellt, die der Position, welche die ausgewählte Karte für ihre Projektion auf dem Schirm einnimmt, bzw. derjenigen Position entsprechen, die die Karte einnimmt, wenn sie sich in ihr Abteil des Magazins eingeordnet befindet.

8. Standortanzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin

a) Antriebseinrichtungen (M 2) für den Antrieb _2Q des Kartenmagazins (81),

b) Kupplungsbremseinrichtungen' (104), welche zwischen die Antriebseinrtchtüngen (M 2) und das Magazin (81) zwischengeschaltet sind, as

c) ein Verzögerungsrelais (105) zur Steuerung der Antriebseinrichtungen,

d) ein Relais zur Steuerung der Kupplungsbremseinrichtungen (104) und zum Einwirken auf die Auswähleinrichtungen und

e) Programmierungseinrichtungen aufweist, welche eine Nockenscheibe, einen an die Nokkenscheibe angeschlossenen Motor, welcher zu jedem Arbeitszyklus von den Auswähleinrichtungen angetrieben wird und Schließkontakteinrichtungen enthalten, die von der Nockenscheibe betätigt werden, um die Steuer- bzw. Einstelleinrichtungen, die Antriebsemrichtungen des Speichers und die Kupplungsbremseinrichtungen anzutreiben.

9. Standortanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System mindestens ein Prisma (17) mit totaler Reflexion aufweist, das um eine senkrecht zur Achse des optischen Systems liegende Achse (23 a) schwenkbar ist.

10. Standortanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Kompaßrose (14) in einer Objektebene des optischen Systems versehen ist, welche, bezogen auf die Modellfigur, zentriert ist und zusammen mit der Modellfigur auf den Schirm projiziert wird.

11. Standortanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellfigur mit einem Vektor versehen ist und mit diesem Vektor um die optische Achse des optischen Systems verstellbar und von Antriebseinrichtungen betätigbar ist.

12. Standortanzeigevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem optische Einrichtungen zur Drehung des Projektionsbündels um sich selbst aufweist, die auf der Achse des optischen Systems an einer Stelle hinter der Karte, welche gerade ausgewertet wird, und der Kompaßrose liegen.

13. Standortanzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Einrichtungen zur Drehung des Projektionsbündels um sich selbst aus einem Wollaston-Prisma (16) bestehen.

14. Standortanzeigevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektebene der zu projizierenden Karte, die Objektebene der Kompaßrose und die Objektebene der Modellfigur voneinander verschieden sind und jeweils zu voneinander verschiedenen einzelnen optischen Systemen gehören und hintereinanderliegen, derart, daß deren einzelne optische Achsen auf der Achse des optischen Gesamtsystems liegen, und daß die Abbildungen der Karte, der Kompaßrose und der Modellfigur sich einander überlagernd auf dem Projektionsschirm befinden.

15. Standortanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kartenmagazin außer den Einzelkarten. des zu überfliegenden Gebietes mindestens eine Gesamt- bzw. Schlüsselkarte enthält, welche automatisch von den Auswähleinrichtungen ausgewählt wird, wenn das Luftfahrzeug sich über einem Gebiet befindet, dem keine der Einzelkarten entspricht.

16. Standortanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Kartenmagazin außer den Einzelkarten des zu überfliegenden Gebietes Spezialkarten enthält, welche durch handbetätigte Auswahl- und Steuereinrichtungen auswählbar sind, die an die Übertragungseinrichtungen angeschlossen sind, um wahlweise die eine dieser Karten in Projektionsstellung zu bringen und sie in den Speicher zurückzubringen.