DE1774020A1 - Geraet zur Anzeige von Navigationsdaten - Google Patents

Description

Annelderlni Stuttgart, dtn 4* Mira 1968

Bughea Alroraft Company * 1757 Centlntla and Teal· Street Culver City, Calif., V.St.A.

Gerät sur Anseige von Navigationedaten

Sit Erfindung betrifft ein Gerät sur Anaeige von Navlgatlonsdaten mit eines BiIdeοhire und einer Vorrichtung zur Abbildung von Informationen auf*diesen Bildeobirm.

In Navlgatlonssystemen, wie aie sur Überwachung des Plugweges swiaohen verschiedenen Punkten Verwendung finden, werden sur Navigation über Land Kurten für große und geringe Plughöhen

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auf einen Bildschirm dargeetelltO Bei der Annäherung an das Gebiet einte Plugplatsas werden entopreohende Zielgebiet~Karton dargestellt, die in Verbindung mit die Plugseugstellung angebenden Symbolen den Beobaobtor mit laufenden Informationen Über die Plugzeugeteilung rereorgeno übliche Karten enthalten Angaben Über die geographieoben Verbaltniaee und die Einrichtungen de· Plugseugee und Ton Punkhilfen, Jedoch enthalten sie keine Angaben über einen Instrumentenanflug und ander· Besugedaten. Gewöhnlich werden Paplorkarten oder BUoher al· Quell· fUr Baten sum Instrumentenanflug benutat, eo dafl der Beobachter oder Pilot erheblioho Seit und Mühe sum Aufsuchen und Auewählen der Besugedaten aufwenden mufl« Bei diesem üblichen System sind auf der Zielgebietekarte in erheblichem Umfang Daten angegeben, um dem Benutser ao Tiel Informationen wie möglich su Termitteln. Ee wird Jedooh da· Leeen der Kart· relativ schwierig, wenn die Zielgebietekarte ein· große Menge von Baten enthält· Bei einem Landemanöver kann sich jede Schwierigkeit beim Leoen der Karteninformationen und jede Verzögerung ble sur Erlangung der erforderlichen Informationen und Instrumentendaten auf die Steuerung und Operation des Flugzeuges auswirken, Daher wäre ein Mavigationssystem, bei dem auf einem Sichtgerät eine fort-

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laufende Kartendaretellung trfolgt und bei dem spezielle Anflug» und Flugplatcdaten, wie turn Beispiel Informationen Über ein Instrumenttn-Landesyeten, für den Pilot odur Beobachter auf dem gleichen Daretellungererät und in dem giftlohen Geeamtformat sofort verfügbar 1st, ein bedeutender

Fortschritt in der Navigationeteohnik, . ^

Dennaoh liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbesssrtes Gerät lur Ame ige von navigations daten tu schaffen, bei des «ins erheblich« Menge von Bezugsdaten außer einer Luftkartendarstellung tür sofortigen Abbildung bereitsteht und beide Arten von dargestellten Informationen dae gleiche Format habenο

Biese Aufgabe wird naoh der Erfindung dadurch gelöst, daß ^ bei dem erfindungsgemäOen Gerät tür Anteige von Navigationsdaten die Vorrichtung tür Abbildung von Informationen eine erste Anordnung tür Abbildung einer Kartendaretellung, eine zweite Anordnung tür Abbildung von Navigationaaymbolen und eine Steuervorrichtung zur automatischen Steuerung der Relativβtollung der Kartendaratellung und der Navigations-Symbole auf dem Bildschirm zur Erzeugung von Informationen urafaüt, daü die erste Anordnung eine Vielzahl von Daten-

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feldern aufweist, die wahlweise auf dem Bildschirm dar* stellbar sind, und daß weiterhin eine Sperreinrichtung zum Sperren der Steuervorrichtung und eine Wähleinrichtung zur Darstellung ausgewählter Datenfelder auf dem Bildeobirm bei Sperrung der Steuervorrichtung vorgesehen sind.

Bei dem erfindungsgemäüen System enthalten die Bilder, die zur Informationsspeicherung benutzt werden, Karten und weitere Datenfelder, die von dem Navigator auegewählt werden können. Dies ist besonders für den Anflug auf das Zielgebiet von Bedeutung, Das System ermöglicht die Darstellung von Landedaten auf dem gleichen Bildschirm, indem die automatische Darstellung von Fluginformationen gesperrt und von Hand die Felder mit Landedaten ausgewählt werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung iet ein Bildschirm vorgesehen, auf dem Navigationskarten durch die Projektion ^on !Teilen auawählbarer Bilder oder Film·· abschnitte darstellbar sind: Während df-r automatischen Flugüberwachung werden auf don Bildschirm Symbole projiziert oder angebracht, ddte den gowUmichten odpr befohlenen Flugweg und die gegenwärtige Flugzeugstelluag angeben, und «war

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in Bezug auf die Kartendareteilung. Diese gesteuerte

Darstellung kann durch eine automatische Bewegung der Kartendarateilung in Bezug auf das die Plugzeugstellung

angebende Symbol erfolgen₀ Jedes Bild des Filmes enthält außerdem eine Vielzahl von Feldern oder Kreisen mit Daten oder Informationen, wie zum Beispiel Daten zur Anflughilfe ο

• ι;

Die Felder oder Kreise haben im wesentlichen die gleiche Größe und das gleiche Format wie der auf die Bildfläche projizierte Abschnitt der Karte, Der Navigator bringt die Karte von Hand in eine solche Stellung, daß das Datenfeld projiziert wird, und es werden die von einem Heohner gelieferten Informationen daran gehindert, die Darstellung zu steuern. Der Navigator kann das Darstellungsgerät wahlweise auf die automatische NavigationsUberwacbung zurüok- a schalten«

Weitere Einzelheiten und Auegestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden

Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfin-109845/0412 ./>

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dung einseln für sich oder zu mehreren, in beliebiger Kombination vorbanden sein. Sa »eigens

Fig₀ 1 eine schematische Darstellung einea Gerätes zur st Anzeige von Navigationsdaten nach der Erfindung»

Fig. 2 die Ansioht eines Bildschirmes, wie er bei dem Gerät naob Figo 1 Verwendung findet,

fig· 3 «int perspektivische Ansiobt der Anordnung zur Filmsteuerung des Gerätes nach Fig. 1,

Fig. 4 das Blockschaltbild einer Servo-Sohaltung, die

in dem Gerät naoh Figo 1 sur Steuerung der FiIm-" stellung in der X-Riohtung oder der Y-Siohtung

Anwendung finden kann,

Figα 5 eine schematische Darstellung eines Teiles des Filmes oder des Informationsträgers· der in der Anordnung nach Figo 3 verwendet werden kann,

Fig. 6 eine sohematieohe Darstellung dee Symbolgenerators, wie er im Gerät nach Pig> 1 verwendet werden kann,

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Fig» 7 einen Längsschnitt duroh das optische System des Syabolgeneratore naoh-Fig, 6,

Fig. 8 einen Schnitt länge der Linie 8-8 duroh die Anordnung naoh Fig. 7,

Flgc 9 einen Schnitt länge der Linie 9-9 durch das Gerät naoh Fig. 7_t

Figo 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 duroh die Anordnung nach Fig. 7,

Fig. 11 «ine Draufsicht auf eine Blendenplatte für einen Kursanaeiger, wie sie in der Anordnung nach Flg. Verwendung finden kann, λ

Fig. 12 eine Draufsicht auf eine Blendenplatte für einen Abwelcbunge-Feinanzeiger, wie sie in der Anordnung naoh Fig. 7 Verwendung finden kann, und

Fig. 13 eine schematieche Darstellung eines Bildes des • Filaes oder Informationetriigers, der gemäß der Erfindung in dem Gerät naoh Fig. 1 -verwendet werden ___ _{a m}

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Dae Gerät zur Anzeige von Navigationsdaten nach Figo 1 weiet eine Darstellungsfläche oder einen Darstellungebereich oder Bildschirm 10 auf₉ auf den aine Karte und Symbole projiziert werden, nachdem sie in einem halbdurohlässigen Spiegel 12 oder einer anderen geeigneten Kombinationsanordnung gemischt oder vereinigt worden sind« Auf eine optische Achse 14 ist eine Lampe 24 ausgerichtet, deren Licht duroh geeignete Linsen 28 und 30 auf einen Projektor 25 zur Filmeteuerung und durch Linsen 29, 31 und 33 auf den Spiegel 12 fällt«, Der Projektor 25 enthält einen Film 27, dessen Stellung in Bezug auf die Achse 14 durch Motor-Getriebe-Einheiten 35 und 39 in Bezug auf die X- bzw. die Y-Achse gesteuert wird ο Eine Quelle von Steuersignalen, wie ein Rechner 45, fuhrt Synohrosohaltungen 37 und 41 Steuersignale zu und empfängt von diesen Synohroachaltungen Stellungqsignale. Das Licht einer Lampe 36 ist durch ein Linsensystem 47 und einen Symbolprojektor 38 auf einen Spiegel 40 gerichtet, der die Projektion auf die Oberfläche dee halbdurchlässigen Spiegels 12 reflektierte■ Der Rechner 45 steuert auch den Symbolgenerator 38. Auf dem Bildschirm 10 kann ein Symbol 20 für die gegenwärtige Flugzeugstellung vorgesehen sein und von einem Motor gedreht

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werden, der von einen mit dem Rechner 45 verbundenen Synohroechaltung 41 gesteuert wird ο Ein Symbol für den zu steuernden Kurs kann an einem Ring 43 angebracht sein, der von einem Motor und einer Synohrosohaltung 49 in Abhängigkeit von Signalen des Rechners 45 gesteuert wird. " Die Synchro-Motor-Einheiten 37 und 41 können· auch von einem Bildwähler 51 gesteuert werden, der gerändelte Stellräder 53 und 55 aufweisen kann« Die Rändelräder 53 und 55 können mit Hilfe der Schalter 79 und 85 mit den Leitungen 77a bzw, 77 verbunden werden, um die Filmstellung innerhalb eines ausgewählten Bildes von Hand einstellen zu können» Wie im Folgenden noch erläutert wird, werden die Schalter 85, 79 und 87 mit Hilfe eines zwei Stellungen aufweisenden Betätigungegliedes 76 (Fig. 4) betätigt. Der Schalter 87 verbindet eine Energie- ( quelle 57 mit der Lampe 36, um die Lampe wahlweise ein- und aus2UBohaltenc

Wie aus Fig. 2 ersiehtlioh, kann auf den Bildschirm 10 eine Kartendaretellung 15 projiziert sein. Das Flugzeugsynbol 20 befindet sich in der Mitte des Bildschirmes. Das Kurssymbol nimmt eine Stellung ein, die duroh den Ring 43 nach Figo 1 bestimmt jaein kann, Weiterhin ist eine den zu fliegenden Kurs anzeigende Linie 12 vorgesehen, die aus Linienabschnitten 14 und 16 besteht, zwischen denen ein Zwischenraum vorhanden ist.

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Weiterhin ist eine Abweichungs-Feinanzeigerlinie 18 vorgesehen, die eine vergrößerte Anzeige einea Positionsfehlere des Flugzeuges liefert, der sich aus dem Abstand zwischen dem Symbol 20 und der Linie 12 ergibt, die den befohlenen oder gewünschten Kurs angibt. Zur Erläuterung der Steuerung der Symbole 12 und 18 sind In dem Schirm 10 eine X~ und eine Y-Achse dargestellt₀ Ein Winkel φ' definiert die Ausrichtung der Linie 12, die den gewünschten Flugweg darstellte Ein Wert R gibt die Abweichung der duroh daa Symbol 20 veranschaulichten gegenwärtigen Flugzeugstellung von dem befohlenen Streckenabschnitt gemäß der Linie 12 an. Der Abstand zwischen dem Abweichungs-Feinanzeiger und dem Flugzeugsymbol 20 ist ein vergrößerter Wert von R und kann beispielsweise 5H oder jede beliebige Funktion von R betragene Der Parameter R kann duroh eine Spannung in Bezug auf einen ausgewählten Bezugspegel sein, so daß die Linie nach jeder Seite des zentralen Symboles 20 bewegt werden kann, ohne den Wert von (}' zu ändern. Wenn die augenblickliche Position des Flugzeuges auf der gewünschten Flugstrecke liegt, befindet sich der Abweichunge-Feinanzeiger \8 in dem Zwischenraum 19 der Linie 12 und es gehen die Enden der Linie 18 in die Linienabachnitte 14 und 16 Über. Diese Linien liegen dann nui' dem Symbol 20,

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Wie aus der perspektivischen Ansicht nach Flg. 3 ereichtlich, 1st der Film 27 auf Spulen 42 und 44 angeordnet« die in geeigneter Weise auf eine Tragplatte 46 montiert sind. Die Spulen 42 und 44 sind durch ein geeignetes Getriebe 46 gekoppelt, so daß sie sich beide Λ in jeder Richtung um einen gleichen Betrag drehen. Der Motor und das Getriebe 39 sind mit dem Getriebe 48 gekoppelt, um die Stellung des Filmes 27 in der X-Richtung zu be stimme η ο Der Motor und das Getriebe 39 können ar. einem Bauteil 54 befestigt sein, das unterhalb des Getriebes 48 angeordnet und in geeigneter Weise mit der Tragplatte 46 verbunden ist* Weiterhin ist eine feste Tragetange 50 vorgesehen; die mit einem Kugellagerkäfig 52 versehen ist, der mit der Tragplatte 46 verbunden und längs der Stange 50 frei beweglich 1st. Mit der Motor-Getriebe-Einheit 35, die fest in dem Flugzeug angebracht 1st, ist eine Leitschraube 56 gekoppelt. Auf der Leitsohraube 56 ist eine vorzugsweise kugelgelagerte Laufmunter 58 angeordnet, die mit der Tragplatte 46 verbunden ist, so daß eine Drehung der Schraube 56 eine Bewegung des Filmes 27 in der Y-Riohtung bewirkt«

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mile aus den Figo 4 und 5 ersichtlich, weist ein Resolver 60 Wicklungen 62 und 64 auf, die ein Signal einer Leitung 63 und über einen Verstärker 66 einem Motor 68 zuführen» Ein Getriebe 70 ist mit dem Motor 68 verbunden und betätigt über eine Kupplung 71 entweder die Spule 44 oder die Leitaohraube 56, je nachdem, ob die Schaltung nach Figo 4 der Motor-Getriebe-Einheit 35 oder 39 angehört. Der Resolver 60 enthält weiterhin Wicklungen 72 und 74, von denen die letzte an Masse und eine geeignete Spannungequelle von beispielsweise 4-26 V angeschlossen ist. Die Wicklungen 64 und 74 sind mechanisch mit dem Motor 68 verbunden. Zur Steuerung der X-Bewegung der Einheit 39 werden der Wicklung 62 Signale cosd. sin/t/'f und sin dL ein.Ot J zugeführt, wogegen zur Steuerung der Y-Bewegung der Wicklung 62 Signale cos du ' ain Uff und sin dU > ein^/ zugeführt werden. Die Kreisfrequenz Q wird im Hinblick auf ein zuverlässiges Betriebe-» verhalten ausgewählt wogegen die Winkel <& und <*. ^: die X- und Y-Stellungen des Filmbildes angeben., Die gerändelten Stellräder 53 und 55 und die dazugehörenden Schaltungen sowie der Schulter 85 dienen zu einer Steuerung der Bewegung des Filmes 27 ν on Hand₀ Die zwei Stellungen aufweisende Handschal teranordnung kann der Schalter 85 für die Y-Vorstellung, einen Schalter 79 für die X-Verstellung und den Schalter 87

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zum Ein= und Ausschalten der Lampe 36 (Figo 1) umfassen» In einer ersten Stellung der Schalteranordnung 76 sind alle Schalterkontakte geschlossen und bewirken die automatische Navigationsdarstellung, wogegen in einer zweiten λ Stellung alle Kontakte offen sind und die Bezugsdaten von Hand eingestellt werden» Die Wicklung 72 führt dem Rechner 95 eine Stellungsrückmeldung zu, Die Arbeitsweise der dargestellten Art von Synchrosohaltungen ist bekannt und wird nicht weiter im einzelnen erläuterte Bei einem Bildwechsel spricht unabhängig davon, ob er automatisch erfolgt oder vom Piloten veranlaßt wird, einer aus einem schnelllaufenden Motor und einem Getriebe bestehende Einheit 73 und eine Synohroschaitung 75 auf den Rechner 45 an, der auch eine Kupplung 71 betätigt, um das Getriebe 70 abzuschalten, Ea sei erwähnt, daß die Synchros wie 41 und 49 der in Fig. 4 dargestellten Sjnchroschaltung gleich sein können, abgesehen davon, daß eine Null-Spannung, wie sie beispielsweise auf der Leitung 63 am Eingang des Verstärkers 66 vorliegt, zum Rechner zurückgeführt wird₀

Der Film 27 kann drei Bilder 60, Θ2 und 84 aufweisen, wie es Figo 5 zeigt, τοη denen fyedes mit Hilfe des schnell laufenden Motores 73 wählbar ist> Naoh der Auswahl eines

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Bildes steuern die Eingangesignale des Rechners die X» und Y-Stellungen dor Karte durch eine Kombination der beiden Signale 68 und 89, wie es durch die entsprechenden Winkelwerte von<£ und <*· ' beetiiamt ist* Es versteht sioh, daß der bei dem erfindungsgemäßen Gerät verwendete Film nicht auf einen bestimmten Typ beschränkt ist, eondern daß es sich um jeden geeigneten Informationsträger handeln kann.

Wie bereite anhand Figc 2 erläutert, ist der auf dem Bildschirm 10 dargestellte Winkel ψ^! der Drehwinkel der Kursweglinien 12 und 18 und der Abstand R der Abstand der Linie 12 von dem die Iflugzeugstellung angebenden Symbol, das sioh bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Mitte des Bildschirmes befindete Es sei erwähnt, daö die Linie 18, deren Abstand ein bestimmtes Vielfaches oder eine funktion von H ist, bei dem dargestellten System nicht vom Reohnar gesondert gesteuert zu werden braucht·

Wie aus FIg, 6 ersichtlich, weist die Einrichtung zur Darstellung der Linien 12 und 18 einen Projektor 90 auf, der, wie im Folgenden nooh erl mitort wird, Linsen und Symbolplatten enthält, deren Stellung durch Nocken-

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eeheiben ^cj;< und 94 mit inneren Steuerkurven gesteuert wirdc Mit den Nockenacheiben 92 und 94 ißt ein Zahnrad verbunden, dae den Abstand R der unterbrochenen Linie und den Abstand der Linie 18, der ein bestimmtes Viel- M fachse oder eine Funktion τοη R ist, durch seine Winkel= stellung pteuei*fc₃ Auf dem Körper dee Projektors 90 ist ein Zahnred 98 angebracht, dessen Winkelstellung den Winkel $'' bestimmt, der für die Richtung der befohlenen Navlgatiemnatrecke in Bezug auf die dargestellte Karte cherakterintineh xb%. &e ist ein Differentialgetriebe vorgesehen_f dap zwei Kegelräder 102 und 104 und ein Differentialrad 106 umfaßtο Die Kegelräder 102 und 104 sind drehbar mit Lagern auf einer Welle 108 gelagert, wogegen das Different!eJrad 106 mit Lagern auf einer Achse 110 gelagert int, die an der Welle 108 fest angebracht ist. Weiterhin ist tin mit dem Zahnrad 96 in Eingriff stehendes Zahnrad ;1? vorgesehen, das auf der Welle 108 in Abhängigkeit von einer Motor-Getriebe-Einheit Γι 6 drehbar ist_; die das Kegelred 104 in Umdrehung versetzt. Das Zahnrad wird unter ZwIeehenschaltung eines entsprechend angeordneten losen Zahnrades 120 von einem Zahnrad 122 angetrieben das Bvf der Welle 108 «alt te is geeigneter Lager drehbar

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angeordnet istο Ein Antriebezahnrad 124 wird von einer Motor-Getriebe~Einheit 126 angetrieben und dient dazu, das Zahnrad 122, das Zahnrad 98 und weiterhin das Kegel« rad 102, die Zahnräder 106, 104, 112 und 96 zu drehen und dadurch den Winkel φ-* durch Drehen dee Projektore 90 gegenüber einem festen Gehäuse 91 £u bestimmen, ohne den Abstand R su ändern. Die Kegelräder 102 und 104 sind mit den benachbarten Zahnrädern 122 bzw„ 112 feet verbundene Der Motor 136 dreht beide Zahnräder 96 und 93 zur Einstellung des Winkels $', während der Motor 116 das Differentialrad 106 bewegt, um dem Zahnrad 104 eine Differentialbewegung zu erteilen und das Zahnrad 112 zu drehen, das seinerseits das Zahnrad 66 gegenüber dem Zahnrad 98 verdreht. Mit den Motor-Getriebe-Einheiten.116 und 126 ist jeweils eine Synohroschaltung 128 bzw» 130 gekoppelt, die der äynohro» schaltung nach Fig. 4 gleich ist» Die Synchroaohaltung empfängt Signale cos 0_R sin 6s J* und sin Ö_R ein y 5* vom Rechner 45 (Figo 1) und führt dem Rechner RÜokraeldesignale zu. Der Wert 6_R ist ein den Abatand R proportionaler Winkele Die Synohroschaltung 130 empfängt Signal« coe ^¹ und ein φ' vom Rechner 45 und liefert ebenfalle Signale «ur Stellungerüokmeldunge

SÄO ORIGHNAL

Wie aus Pig· 7 ersiohtlloh, wtiet der Kurelinienprojektor 90 ein Gehäuse 91 auf, in dom mit Hilfe geeigneter Lager 142 und 143 eine Dar8teilungavorrichtung 138 drehbar gelagert let» Biese gesamte Vorrichtung kann sich im Qehäuee 91 in Abhängigkeit von der Drehung des Zahnrades 98 frei drehen, das mit Hilfe eines Klemmringea HO auf einem. Fortsatz 136 der Vorriohtung 138 befestigt ist. Das Zahnrad 96, das in der Vorrichtung 138 drehbar gelagert iet, bewegt sich zusammen mit dem Zahnrad 98, so daß der Abstand R bei einer Winkelverateilung nicht verändert wird» Innerhalb des zylindrischen Fortsatzes 136 ist eine Linse angeordnet, die im Zusammenwirken mit der Lampe 36 (Figo 1) einen Lichtstrahl erzeugt, der durch die Hohlräume 152 und 150 der Vorrichtung 138 auf den Bildschirm projiziert wird ο Am Umfang der Vorrichtung. 138 ist ein sich radial nach auüen erstreckender Flansoh 151 vorgesehen, der an einem ringförmigen Flansch 153 der Vorrichtung 138 befestigt ist. Der Flansoh 153 ist im wesentlichen kreisförmig und mit einem langgestreckten Hohlraum oder Schlitz 155 versehen, der eine Gleitbahn für zwei Blenden« halter 160 und 162 bildet. Die Blendenhalter 160 und

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sind in dem langgestreckten Hohlraum 155 frei beweglich und parallel £U dessen Achse ausgerichtet. An den End«n der Blendenhalter 160 und 162 sind abstehende Stifte 164 und 166 angebracht, die an der Innenfläche der alt inneren Steuerkurven versehenen Nookensoheiben 94 und 92 anliegenο Sie Blendenhalter 160 und 162 können auf Kanten aufsitzen; die von rechteckigen Sohlitssen 163 und 167 am Hände des Schlitzes 155 gebildet werden (siehe Figo 8), Eine Schraubenfeder 171 (Fig. 6), die in dem Schiita 167 angeordnet ist, verbindet Stifte 176 und 178» um in der Seitenansicht nach Fig. 8 den Blendenhalter 160 naoh oben und den Blendehhalter 162 naoh unten vorzuspannen* I)Ie Nockenscheiben 94 und 92 und das Zahnrad 96 aind durch * Bolzen verbunden, so das sie eine auf einer Lagerflaohe 139i die am Umfang der Flansche 155 und 153 vorgesehen ist, drehbare Einheit bilden« Das Lager 139 kann in bekannter Welse auB einem geeigneten eelbatsohmierenden Werkstoff bestehen, beispielsweise aus Polytetrafluorethylene

WIa aus Fig. 8 ersiohtlich? greift die Feder 171 an Stiften 176 und 178 an, die ihrerseits jeweils an einer der Platten 162 und 160 befestigt sind Der Schlitz 155 im Flansch enthält die Blendenhalter 162 und 160, von denen jeder eine

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entsprechende Blendenplatte 170 bzw. 172 enthält« Wie afie den Fig. 11 und 12 ersichtlich, weist die Blendenplatte 170 zwei Linien 180 und 182 und die Blendenplatte 172 eine Linie 184 auf. Die Platten 170 und 172 können aus einem normalerweise durchsichtigen Material«, bei- ^

spieleweise aus Kunststoff oder Glas bestehen, das mit Aluminium beschichtete Oberflächenabschnitte 188 aufweist, um es undurchsichtig zu machen. Die Linien 180, 182 und 184 werden von durchsichtigen Plächenabschnitten gebildet_s damit Licht durchtreten kann, um die Kursanzeiger- und Abweichungs-Feinanzeigerlinien zu bilden,, Die Platten und 172 können, wenn sie mit ihren Flächen aufeinanderliegen; so bewegt werden, daß der Schlitz 184 zwischen den durchsichtigen Schlitzen und der Linie 180 und 182 {

liegt und auf diese Schlitze ausgerichtet ieto Bei Bedarf können die Blendenplatten in die Blendenhalter derart eingesetzt werden; daß ihre Oberflächen bei dieser Bewegung nicht abgenutzt werden. Wenn also die Blendenhalter 160 und 1£2 in ihrer Längsrichtung in dem Hohlraum 152 in eine Mittelstellung bewegt werden, kann der Schlitz 184 auf die Schlitze 1öO und 182 ausgerichtet werden, um in der Projektionsebene eine durchgehende Linie zu bilden,

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die den Durchtritt von Licht ermöglicht. Das die Schlitze 180 und 182 durchdringende Licht bildet, wenn es auf den Bildschirm 10 (Figo 1) trifft, die Streckenanzeigerlinien 14 und 16 (Fig« 2), wogegen der Schlitz 144, wenn er nach Figo 1 projiziert wird, auf dem Bildschirm 10 die Abweichungs-Feinanzeigerlinie 18 bildete Der Flansch 151 ist auf dem Flansch 153 mittels geeigneten, in FIg₀ 9 dargestellten Bolzen 157 befestigt, so daß die Blendenhalter 160 und 162 in dem Hohlraum 155 gehalten eincL

Wie die Figo 9 und 10 näher zeigen, werden die Nookenschelben 92 und 94 von Platten gebildet, die entsprechende Aus» schnitte 190 und 193 aufweisen«, Ea haben die Nockenscheibe 94 für den Abweiohungs-Feinanzeiger eine innere Steuerkurve 94 und die Nockenscheibe 92 für den Streckenanzeiger eine innere Steuerkurve 196 und es liegen die Stifte und 166 an diesen Steuerkurven an, Jede der Steuerkurven 194 und 196 bestimmt die Bewegungen der Linien au jeder Seite des Hittelpunktes oder Kreuzungepunktes, so daß eine schnelle Drehung der Vorrichtung um 180° nicht erforderlich ist ο Der Wert von Jl kann beispielsweise in Bezug auf einen Befereniwert einen positiven oder negativen

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Wert haben, um die Stellung in Bezug auf den Mittelpunkt dea Bildschirmes zu definieren_c Die Steigung der Kurve 194 ist ein Vielfaches oder eine Funktion dar Steigung der Kurire I96 und weist beispielsweise die g

fünffache Steigung auf„ Im Rahmen der Erfindung könnte die Steigung der Kurve 194 auch eine Exponential- oder andersartige Funktion der Steigung der Kurve 196 sein, so daß eine kleine Abweichung vom Flugweg stärker vergrößert dargestellt wird ale eine große Abweichung» V/eiterhin ist dia Nockenscheibe 94 mit einer Begrenzungafläche 195 versehen, in deren Verlauf dem Stift längs des Schlitzes eine Bewegung erteilt wird, so daß die Linie des Abweichungen Feinanzeigers bei großen Fehlern in der Flugposition am Hände des Bildschirmes 10 bleibt» " Unter diesen Bedingungen bewegt eich nur der Streckenanzeiger bei einem zunehmenden Fehler in der Flugposition welter naoh außen. Die Funkte 201 und 203 stellen die Mittel- oder Kreuzungestellen der Steuerkurve 194 und 196 dar, Be^renzungsflachen sind auch an der Nockenscheibe 92 vorgesehen, um die Maximalbewegung der Strecken» anzeigerlinie zum Rande dee Bildschirmes zu begrenzen? Bei dem dargestellten AusfUhrungebeispiel ist der Anstieg und

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der Abfall der Steuerkurven ao getroffen» daß sich der Blendenhalter 160 zwar in der gleichen Sichtung wie der Blendenhalter 162_S aber mit der fünffachen Geschwindigkeit wie der Blendenhalter i62 bewegt, abgesehen im Bereich der Begrenzungskurven=, Es ist demnach ersichtlich, daß die Bewegung der Abschnitte 14 und 16 des vorgesehenen Streckenabschnittes und der Abschnitt 18 für die Abweiohungs-Feinanzeiger auf dem Bildschirm 10 in der gleichen Richtung von der Darstellungsmitte weg erfolgt und daß die Bewegung des Abweiahungs^Felnanzeigers 18 deutlich vergrößert ist. Daher wird, wie in FIg, 2 dargestellt, die Karte auf den Schirm 10 mit wechselnder Stellung in Bezug auf die Flugzeugpositionsanzeige 20, die sich in der Mitte des Bildschirmes befindet, projiziert, so daß die gegenwärtige Stellung auf dem Bildschirm dargestellt wird ο Die zur Kursanzeige dienenden Linien werden so gesteuert, daß sie den gegenwärtig befohlenen oder gewünschten Kurs in der projizierten Karte und gegenüber dem Flugzeug-Positionssymbol 20 angeben, wogegen der Abwelchungs-Feinanzeiger jede Abweichung von der befohlenen Strecke vergrößert anzeigt O

Fig. 1? zeigt eine schematisohe Darstellung eines Bildes 240 des Filmes oder Informationsträgers 27» das von der

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Randlinie 241 begrenzt ieto Eine projizierbare Karte des Zielgebietes let allgemein mit 242 bezeichnet und kann Informationen bezüglich dee Anflugweges und der verschiedenen zur Verfügung stehenden Rollbahnen enthalten ο Das Bild 240 kann vom Beobachter oder Pilot ausgewählt werdenf indem die gerändelten Stellräder 53 und 55 nach Fig? 1 von Hand betätigt werden, um die Servoschaltungen zu ateuern_f wie sie in Figo 4 dargestellt sind. Die normale Projektion der Zielgebietkarte erfolgt auf dem in Fig_o 2 dargestellten Bildschirme Die Karten= bewegung wird automatisch vom Rechner 45 gesteuert_? um eine Navigationsdarstellung zu erhalten. An einem Ende des Bildes 240 sind Datenkreise oder =feider 246, 247 und 248 und an dem anderen Ende des Bildes Datenkreise (

oder -felder 249» 250 und 251 angeordnete Jeder der Datenkreise 246 bis 251 hat Im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Bildschirm 10 nach Fig. 2, so daü die gesamte Fläche eines Kreises oder Feldes zu einer bestimm» ten Zeit zur Darstellung gebracht werden kannο Jedes Datenfeld kann von einer Linie 253 begrenzt sein, wodurch die erfindungsgemäße Darstellung der Felder erleichtert wird ο Die Felder oder Kreise 246 bis 251 können Annäherungs-, Flugplatz- oder sonstige Bezugsdaten enthalten,, Das Feld

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enthält bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Daten für einen Instrumentenanflug_$ wogegen das Feld 247 Flugplatzdaten für eine bestimmte Landebahn enthält. Das Feld 248 kann sichtbare Daten über rundstrahlende Kurβfunk-

" feuer zur Verwendung während dieser Art der Steuerung enthalten» Das Feld 248 kann Daten über Hundsicht-Entfernungsmeßgeräte und das Segment 250 Daten für einen automatischen Anflug nach Radiokompaß enthalten.» Das Feld 251 enthält Daten für die Verwendung des Instrumentenlandeeysteme. Es versteht sich, daß diese Anordnung von Daten in den kreisförmigen Feldern nur zum Zwecke der Erläuterung gewählt ist und nach der Erfindung alle gewünschten Daten in den Datenfeldern untergebracht werden

^ könnenο Die Datenfelder 246 bis 251 ermöglichen, daß ein Minimum an Daten in die Kartendarstellung 242 eingezeichnet wird) damit diese Karte leicht ablesbar 1st, und daß die Daten auf der gleichen Darstellungsflache und in der , gleichen Gesamtgröße schnell und bequem zur Verfügung stehen, ohne daß Bücher, gesonderte Informationskarten oder gesonderte Darstellungen erfprderlioh wären,

Xm Betrieb wählt der Pilot die Bilder jait Hilf β der Steuerschaltung zur Fosltions-Handeinstellung nach Figo 4 und ·β

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enthält jedes Bild nur eine Karte, wie eie in Pig. 13 bei 242 angedeutet ist. Sin aolohee, niobt dargestelltes Bild wird während der normalen Navigation verwendet. So können beispielsweise Bilder verwendet werden« die nur | die Karteninformationen von Karten in geringer und großer Höhe enthaltene Während des Anfluges auf ein Zielgebiet wird dann gemäß der Erfindung ein Filmbild ausgewählt» das dem Bild 240 der Fig. 13 entspricht, um einen Teil der Zielgebietskarte 242 zur Darstellung zu bringen, nämlich den auf dem Bildschirm naoh Fig. 2 projizieren Abschnitt? Das System steuert automatisch die Karten« stellung und die Stellung der Symbole 14 und 18, um die Navigation zu unterstützen. Diese Navigationsdarstellung wird automatisch in Abhängigkeit von dem Rechner 45 fortgesetzt 9 der Stellunge- und Fehlersignale bildet, wie es in dieser Teohnlk bekannt ist« Wenn der Pilot oder Beobachter gewisse Daten oder Bezugsdaten, wie Flugplatzdaten wiesen möchte, wird der Schalter 76 naoh Fig. 4 betätigt, so daß das System die automatische Navigationsdarstellung beendet, weil die Lampe 36 naob Fig. 1 durch öffnen des Sohalterkontaktes 87 abgeschaltet wird. Auf diese Weise wird die Darstellung der von den Linien 12 und 18 gebildeten Symbol· verhindert. Da die Schalter 85 und 87 den

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Rechner 45 daran hindern, den Film 27 zu steuern, wird auch die automatlache Bewegung der Karte beendet· Bei Anordnungen, bei denen das Symbol 20 für die gegenwärtige Flugzeugstellung projiziert oder beleuohtet wird» kann auch dieses Symbol gesperrt oder ausgeschaltet werden. Beim Handbetrieb, der von der Schalteranordnung 76 aufrechterhalten wird, kann der Beobaohter oder Pilot die Stellräder 53 und 55 bewegen, so daß die Karte 27 verschoben und beispielsweise das Feld 247 auf dem Schirm 10 dargestellt wird» Wenn der Beobachter die Baten auf dem Feld 247 betrachtet hat, kann er entweder ein anderes Feld wählen, beispielsweise das Feld 25O₉ indem er erneut die Stellräder 53 und 55 betätigt, oder er kann auf die automatische Navigationssteuerung zurückschalten. Durch die Freigabe oder Umlegung des Schalters 76 wird die Lampe 36 (Fig. 1) erneut eingeschaltet, so daß die Symbole 12 und 18 erneut zur Darstellung kommen, und es werden die Signale vom Resolver 60 erneut dem Servomotor fUr die X- bzw. Y-Richtung zugeführt, um die Stellung der Karte zu steuern« Wenn das Flugzeugsymbol oder andere Symbole oder Beleuohtungaquellen ausgeschaltet worden waren, werden sie wieder eingeschaltet, wenn das Gerät die automatische Navigationsdarstellung wieder aufnimmt. Demnach können auf der gleichen

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DarstellungBfläohe 10 die Anflug·» und Flugplatzdatenfelder abgelesen und danaoh die automatische Navigationsüberwachung mit einem Minimum an Mühe wieder aufgenommen werden^ Durch die Verwendung von Baten über das Zielgebiet | und einen Inetrumentenanflug, die auf dem Bildschirm 10 zusätzlich zu der normalen Karte für die Anflughilfe zur Verfugung stehen, hat die flugzeugbesatzung eine äuberst flexible und wirkungsvolle Navigationshilfe. Da der gesamte Bildschirm für die Darstellung der Bezugsdaten benutzt wird, werden klare und leioht lesbare Darstellungen erzielt« Obwohl das Syβtem in Bezug auf den Endabeohnitt einer Flugstrecke erläutert worden ist, versteht es sich, daß die Erfindung ebenso auf jeden anderen Abschnitt einer Naviga- > tionsstrecke anwendbar ist, um beliebige zusätzliche interessierende Daten zu liefern«»

Es versteht sich weiter, daö die Erfindung nioht auf die Anwendung von sechs Datenfeldern auf einem Bild beschränkt iet, sondern daß jede gewünschte und geeignete Anzahl von Feldern vorgesehen werden kann. Weiterhin brauchen die Felder nicht kreieförmig zu sein, sondern können jede beliebige Form haben, die zu der Form des Bildschirmes paßt.

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Bs wurde demnaoh ein neues Gerät zur Anzeige von Navigationadaten beschrieben, das auf einem einzigen Bildschirm die Kombination einer Kurvendarstellung des fe Zielgebietes und einer Reihe einzelner Bezugskarten oder Bezugstabellen zur Verfügung stellt, beispielsweise von Instrumenten-Anflugkarten, die sich auf dem gleichen Bild

befinden« Das System ermöglicht es der Besatzung/ die manuelle Einstellung der Kartenstellung und der Symboldarstellung zu übernehmen, um die notwendigen Bezugsdaten zx erhalten, und dann schnell auf die automatische Navlgationsüberwachung zurückzuschalten_e Die Verwendung Ton Anflugdaten= oder Bezugsdatenfeldern liefert der Besatzung Informationen» die bisher nur auf Papierkarten zur Verfugung standeno Die Kombination von Zielgebiet»^: und Anflugdaten auf einem einzigen Filmabschnitt oder Bild und die Darstellung im gleichen Gesamtformat auf der gleichen Bildfläche reduziert bedeutend die Such- und Auawahlarbeitj die von der Besatzung bisher ssur Ermittlung der Anflug-Bezugedaten geleistet werden mußte» Die erfindungegemäße Ausbildung jeder einzelnen Zielge bietskarte liefert eine große Menge an Informationen in einem aehr zentrnlon Feld oder Bildschirm« Das Syat«m

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bietet ein hohes Maß an Zugängliohkeit zu den Daten des Zielgebietes und für einen Inetrumentenanflug durch eine einfache, von der Besatzung vorgenommene Wahl der automatischen oder manuellen Karteneinstellung. Ss versteht sich» daß die Prinzipien der Erfin-r

dung bei jeder Art der Navigation oder Kursüberwachung anwendbar ist, beispielsweise .bei Flugseugen, Sohiffen oder Unterseebooten. Weiterhin ist die Erfindung nicht auf Operationen im Zielgebiet beschränkt, sondern umfaßt die Batendarβteilung für jeden beliebigen Abschnitt eines Kurses oder Weges.

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Claims (2)

Patentansprüche

1.] Gerät zur Anzeige von Navigationsdaten alt einen Bildschirm und einer Vorrichtung zur Abbildung von Informationen auf dem Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, daü die Vorrichtung zur Abbildung von Informationen eine erste Anordnung (24, 27) zur Abbildung einer Kartendarstellung, eine zweite Anordnung (36, 38) zur Abbildung von Navigatlonasyaibolen und eine Steuervorrichtung (45? 35» 39) zur automatischen Steuerung der Relativatellung der Kartendarateilung und der Navigationssymbole auf dem Bildschirm (10) zur Erzeugung der Navigationeinformationen umfaßt₉ daß die erste Anordnung (24₉ 27) eine Vielzahl von Datenfeldern (246 bis 251) aufweist, die wahlweise auf dem Bildschirm darstellbar sind, und daß weiterhin eine Sperrvorrichtung (76) und eine Wählvorrichtung (51) zur .Darstellung ausgewählter Datenfelder auf den Bildschirm bei Sperrung der Steuervorrichtung vorgesehen sindο

2. Gerät nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daü dl· zweite Anordnung (36, 38) zur Projektion von Havigations-Symbolen (12, 18) auf den Bildschirm (10) eingerichtet

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±at_t daß öle orete Anordnung (24, 27) einen Filmprojektor (25) mit einem relatiT zum -Bildschirm (10) beweglichen Film (27) aufweist, der eine die Karte (242) und die Datenfelder (246 bis 231) umfassende Aufnahme (240) enthält, daß die Steuervorrichtung (45₉ 35» 39) mit dem

Filmprojektor (25) gekoppelt iat_f um automatisch die ™

Stellung dee Filmes (27) und die Darstellung der Karte (15) auf dem Bildschirm zu steuern,- so daß die Stellung der Karte und der dargestellten Navigationssymbole (12; ^ 8) die Navigationsinformationen liefern? daß die Sperrvorrichtung (76) mit der zweiten Anordnung (36, 38) und dor Steuervorrichtung (4i3_; 35_f 39) gekoppelt ist, um die Syrabolpi'ojekticn abzuschalten und die automatische Steuerung der Filinc teilung su sperren, und daß dia Wählvorrichtung (51) mit dem Filmprojektor (25) gekoppelt { und vor:·. Hand betätigbar ist, um die Stellung des Filmes '27) zu ethern und wahlweise die Datenfelder !,246 bis 2^R)1 ,) zur Darstellung zu bringen^ wonn die Sperrvorrichtung die SymboproRektion untsrbrirlr, r?.nd die automatische Siouorung der Fiirastellung sperrte

Gerät nach Anspruch 1 oder 2_S dadureh gekennzeichnet, daß der Bildschirm (10) und ^edea der Datenfelder (246 bis *5l im wescnillohen die gleiche fieuta't aufv^eieen

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4c Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daü jedes der Datenfelder (246 bis 251) im wesentlichen die gleiche Gestalt aufweist wie die auf dem Bildschirm (10) abgebildete Karte«

5ο Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daB die Navigationssymbole ein Symbol (20) für die gegenwärtige Plugzeugstellung und die Kartendarstellung eine Karte (242) des Zielgebietes und eine Anzeige (12) des gewünschten Plugweges umfassen, derart, daü die Stellung des Plugzeugsymboles (20) in Bezug auf die Anzeige des gewünschten Plugweges (12) einen Stellungsfehler des Plugzeugee erkennen Iä8t_f und daß die Datenfelder (246 bis 251) Informationen über das Zielgebiet enthaltene

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