DE1756902A1

DE1756902A1 - Anordnung Richtungsleitbruecke fuer Fahrzeuge,insbesondere Luftfahrzeuge,mittels schwenkbarer Laserlichtquelle

Info

Publication number: DE1756902A1
Application number: DE19681756902
Authority: DE
Inventors: Otto Woelky
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-04-10
Filing date: 1968-04-10
Publication date: 1970-12-03

Description

Beschreibung des Patentanmebegegenstandes Ahordnung Richtungsleitbrücke für Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge, mittels schwenkbarer Laserlichtquelle Die Erfindung betrifft eine Richtungsleitbrücke mit Laserlichtquelle und mit für Laserstrahlen empfindlicher Empfangseinrichtung zum Leiten von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen, zur Erreichung hoher Zuverlässigkeit und Verbesserung der Kolliabnsvermeidung.
Durch den Erfindervorschlag werden die bekannten Unzulänglichkeiten der bisherigen Funkfeuer-Systeme, wie Mißweisungen und StöranfälligkeitB abgebaut. Durch die dem Leitstrahl mitgegebene Ablageinformation werden Mißweisungen ausgeschlossen. Bei taktischer Verwendung ist das System durch Verwendung kohärenten monochromatischen unsichtbaren Lichtes nicht auszufinden und nicht zu stören.
Es sind mehrere Kontroll-und Navigationssysteme wie LN-3, TAGAN, LORANS, ILS, VOR in Anwendung, welche aber nur bis zu einem bestimmten Grade zufriedenstellend arbeiten. Ferner ist bekannt, daß Luftfahrzeuge durch inhärente polychromatische Lichtgarben mittels Selenzellen gesteuert werden.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, neben der Kenntnis, daß das Flugzeug sich überhaupt im Leitstrahl befindet, auch eine Information über die seitliche Ablage von der Leitstrahlmitte und die absolute Richtung zu gewinnen, was mit den bisher benutzten Leuchtfeuern nicht möglich iet.
Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß als Sender Abb 3-5 eine Anordnung zur optischen Leitstrahllenkung mit Laserlichtquelle verwendet wirdt welche um eine horizontale Achse Abb 2 Ziff 24 rotiert und eine Vertikalebene beschreibt ; daß diese Anordnung mit einem scharf gebündelten Laserstrahl und einer Ablenkvorrichtung Abb 3+4 einen Ausleuchtraum mit Ablageinformation erzeugt, der dem Flugzeugführer laufend den Kurs instrumental anzeigt ; daß der geschwenkte (rotierende)-Ausleuchtraum 1 im Bereich 270-360/0-90° wirksam und im Bereich 90-180-270° unwirksam ist und dadurch nur eine Richtung von Horizont zu Horizont bestreicht ; da# zwischen Laser 5 und Ablenkvorrichtung Abb. 3+4 ein mit letzterer synchronisierter Modulator 14 angeordnet ist, der dem Laserstrahl eine der iomentanen Winkellage Abb. 4 gegenüber der Leitstrahlmitte 11 entsprechende Modulation einprägt, und da# im Flugzeug eine Empfangseinrichtung Abb. 5 angeordnet ist, die den vorbeistreichenden Laserstrahl 5 mittels eines Systems von mehreren Fotozellen Abb. l Ziff. 15 aufnimmt, die Strahleamodulation mittels eines Demodulators 17 festatellt und diese mittels eines Wandlers 18 in eine entsprechende Gleichspannung umformt sowie die Gleichspannung mittels einer Anzeigevorrichtung 22 als Maß (Marke 22) für die Ablage des Flugzeuges von der Leitstrahlmitte 11 anzeigt.
Eine Ausfuhrungsform der Erfindung wird anhand von Zeichnungen erläutert.
In diesen zeigen Abb. 1 die Seitenansicht einer RichtleitbrUcke auf einer Bodenerhebung 3 mit Leitstrahlsender 2 und Angabe der Strahlbewegungsrichtung; Abb. 2 zeichnerische Ansicht der erfindungsgemaßen Anordnung der gesamten Sendereinrichtung ; Abb. 3 eine zeichnerische Ansicht des Senderteils-Lasergenerator-Ablenkvorrichtung-Modulation-der erfindungsgemäben Anordnung ; Abb. 4 eine schonatische Darstellung der senderseitigen Teile der erfindungsgemäßen Anordnung und ihrer Beziehung zum Ausleuchtraum des Leitstrahls; Abb. 5 eine schesatische Darstellung der empfängerseitdgen Teile der erfindungageaaBen Anordnung und ihrer Beziehung zum Ausleuchtraum des Leitstrahls.
Abb. 1. Zwecks eingehender Darstellung ist der das Flugzeug 10 treffende Ausleuchtraum 1 in der Zeichnung um 90° gedreht, herausgezogen und vergrößert. (Siehe auch Beschreibung Abb. 5).
Abb. 2 zeigt die Gesamtansicht des Senders in schematischer Darstellung.
Der Zylinder 25, angetrieben durch einen Synchronmotor 24, nimmt die Bausteinanordnung gemäß Abb. 3 auf und schwenkt den Auslauchtraum 1 von Horizont zu Horizont und weiterlaufend im Vollkreis rotierend in gleichbleibendem Drehsinn (siehe Pfeildarstellung). Das Austrittsfenster-27 ermöglicht den Durchlaß des Ausleuchtraumee l. Die Drehzahl des Zylinders 25 bestimmt die Anzahl der Durchläufe des Ausleuchtraumes 1.
Der Ausleuchtraum 1 erregt die Fotozellen 15 des Flugaeugs 10 (siehe Beschreibung Abb. 5). Der Ausleuchtraum la ist eine über die Betrachtungsebene nach hinten verlängerte Darstellung.
Nach Abb. 3 enthält die Laserlichtquelle als Sender Abb. 2 einen Lasergenerator 4, dessen scharf gebündelter Strahl 5 periodisch den Ausleuchtraum 1 des Laserstrahls überstreichen soll. Zu diesem Zweck ist eine Trommel 6 vorgesehen, die über die Welle 7 durch einen Synchronmotor 8 in eine konstante Drehung versetzt wird und auf deren Umfang Spiegel 9 angeordnet sind, die eine stetig wachsende Neigung haben. Der Laserstrahl 5 erfährt hierdurch eine periodische stufenweise Ablenkung.
Befindet sich ein Flugzeug 10 im Leitstrahl 1, so kann es den periodisch an ihm vorbeistreichenden Laserstrahl 5 empfangen. Um eine Information Uber die seitliche Ablag-e des Flugzeugs von der Leitstrahlmitte 11 zu gewinnen, wird der Laserstrahl 5 mit einer Frequens moduliert, die sich beim Überstreichen des Aueleuchtraumes 1 ändert beispielsweise zwischen 100 und 300 kEs. Zu diesem Zweck ist auf der Drehachoo 7 der Spiegeltrommel 6 ein entsprechend ausgelegter Wobbelgenerator 13 angebracht, dessen Ausgangefrequenz einem zwischen Laser 4 und Spiegeltremmel 6 angeordneten Modulator 14 zugeführt wird.
Abb. 4 zeigt die Ansicht gemäß Abb. 3 in schematischer Darstellung und darüber hinaus die geometrische Beziehung zwischen Spiegeftrommel 6 und Ausleuchtraum 1 sowie den Querschnitt des Ausleuchtraumee aus der 8icht des Senders 2. Im Querschnitt des Ausleuchtraumee 1 sind erläuternde Hilfslinien 11 und 12 eingezeichnet, von denen die Linie 12 eine Querachse des Ausleuchtraumes bildet, während die Linie 11 die Leitstrahlbitte kennzeichnet.
Abb. 5 zeigt den Ausleuchtrsus 1 aus der Sicht des Empfängers sowie eine Ausführungsforx des letzteren. Die Fotozelle 15 ist eine der gemäß Abb. 1 an der Unterseite des Flugzeuge angeordneten Fotozellen 15, welche durch den vorbeietreichenden Laserstrahl 5 kurzzeitig erregt werden und das Signal aufnehmen.
Das Flugzeug befindet sich beispielsweise rechts von der Leitstrahlmitte 11, wie durch die Lage der Fotozelle 15 im Ausleuchtraum 1 angedeutet ist. Beim Uberstreichen der Fotozelle 15 hat der Laserstrahl 5 eine für die seitliche Ablage des Flugzeugs 10 typische Modulation z. B. 250 kHz. Diese Modulationsfrequenz wird über einen Verstärker 16 im Demodulator 17 festgestellt und im Wandler 18 in eine entsprechende Gleichspannung umgeformt. Letztere wird den horizontalen Ablenkplatten 19 einer Kathodenstrahlröhra 20 zugeführt, welche auf ihrem Bildschirm 21 die bereits genannten Bezugslinien 11 und 12 enthält und ständig eine Anzeigemarke 22 schreibt. Durch Zuführung der Gleichspannung zu den horizontalen Ablenkplatten 19 wird der Kathodenstrahl 23 und damit die Marke 22 entsprechend der seitlichen Ablage des Flugzeugs von der Leitstrahlmitte 11 seitlich längs der horizontalen Bildschirmachse 12 abgelenkt. Die in Abb. 5 gezeigte Stellung der Marke 22 besagt daß das Seitenruder des Flugzeugs entsprechend korrigiert werden muß, um die Leitstrahlitte zu erreichen.

Claims

Patentansprüche 1. Ahordnung Richtungsleitbrücke für Flugzeuge mittels auf einer Bodenerhebung (3) aufgestelltem Lichtsender (2) dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (2) ein Laser ist ; daß der Laserstrahl (5) die in der zu markierenden Richtung verlaufende Vertikalebene von Horizont zu Horizont überstreicht, dessen scharf gebündelter Strahl (5) unter Einwirkung einer Ablenkvorrichtung (Abb. 3) senkrecht zur Vertikalebene periodisch den Ausleuchtraum (1) des Leitstrahls beschreibt ; daß zwischen Laser (4) und Ablenkvorrichtung (6) ein mit letzterer synchronisierter Modulator (14) angeordnet ist, der dem Laserstrahl (5) eine der momentanen Winkellage (Abb. 4) gegenuber der Leitstrahlmitte (11) entsprechende Modulation einprägt (Abb. 4) ; und daß im Flugzeug (10) eine Empfangseinrichtung (Abb. 5) angeordnet ist, die den vorbeistreichenden Laserstrahl (5) mittels Fotozellen (15) aufnimmt, die Strahlmodulation mittels eines Demodulators (17) feststellt und diese mittels Wandler (18) in eine entsprechende Gleichapannung umformt sowie die Gleichspannung als Maß für die Ablage des Flugzeuges von der Leitstrahlmitte (11) mittels einer Anzeigevorrichtung (21) anzeigt.
2. Anordnung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte n Strahlerzeugung,-modulation und-ablenkung in einem rotierenZylinder (Abb. 2/25) angeordnet ist daß dieser von einem Synchronmotor (24) in gleichbleibender Richtung mit beispielsweise 2 Umdrehungen pro Sek. angetrieben wird und daB der mit Ablageinformationen aufbereitete Strahl (5) durch ein Fenster (27) in der Zylinderwandung nach außen tritt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtung eine Spiegeltrommel (6) ist, deren auf dem Umfang angeordnete Spiegel (9) wachsende Neigung haben.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Synchronisation zwischen Spiegeltrommel (6) und Modulator (14) durch einen auf der Drehachse (7) der Spiegeltrommel (6) angeordneten Wobbelgenerator (13)-erfolgt, dessen Auegangeeignal dem Hodulator (14) ange@ rt wird.
5* Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Frequenzbereich des Wobbelgenerators (13) zwischen 100 und 300 kHz liegt.
6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 51 daruch gekennzeichnet, da# mehrere RichtungaleitbrUcken hintereinander eine Richtungsleitstra#e bilden.