DE1798151C3 - Gerät zur Anzeige der Fluglage und der Kursabweichung eines Flugzeuges - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Anzeige der Fluglage und der Kursabweichung eines Flugzeuges mit einer eine kardanisch gelagerte lagestabilisierte Plattform aufweisenden Anzeigekugel, die um eine Rollachse, eine hierzu senkrechte Nickachse und eine zu diesen Achsen senkrechte Seitenabweichungsachse drehbar in einem eine Sichtöffnung aufweisenden Gehäuse angeordnet ist, mit jeweils einem Servomotor zum Drehen der Anzeigekugel um diese Achsen, sowie mit einem unabhängig von der Anzeigekugel durch einen Gleitpfadservomotor angetriebenen mittleren Anzeigeband für die Höhenabweichung von einem Gleitpfad, wobei die Anzeigekugel zum Einschwenken des Anzeigebandes in die Sichtöffnung drehbar ist.

Ein derartiges Gerät, das in zwei Betriebsarten arbeiten kann, nämlich mit aus der Sichtöffnung herausbewegtem Anzeigeband (für den Reiseflug, keine Anzeige der Gleitpfadabweichung) und mit in die Sichtöffnung eingeschwenktem Anzeigeband (für den Landeanflug, mit Anzeige der Gleitpfadabweichung), ist in der Zeilschrift Aviation Week and Space Technology, 13. März 1967, Seiten 81 bis 84, beschrieben. Dort ist nur auf die beiden Betriebsarten des Gerätes abgehoben.

Der vorliegenden Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß die Stellung des Anzeigebiindes für die Höhenabweichung vom Gleitpfut! beim Landeanflug bezüglich Roll- und Nickbewegungen der Anzeigekugel kompensiert ist. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Gerat gemäß Anspruch I.

Bei dem erfindungsgemäßen Gerät läßt sich somit im Landeanflug die Gleitpfadabweichung als Abstand einer vom Anzeigeband getragenen Marke von einer vom Gehäuse des Gerätes getragenen Marke auslesen. Da die gesamte Mechanik zur Kompensation der Roll- und Nickbewegungen der Anzeigekugel von der lagestabilisierten Plattform getragen ist, kann die Anzeigekugel weiterhin frei um die Rollachse, die Nickachse und die Seitenabweichungsachse gedreht werden, insbesondere auch zum Einschwenken des Anzeigebandes in die Sichtöffnung bzw. zum Ausschwenken desselben aus der Sichtöffnung frei um einen größeren Winkel gedreht werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes ist der, daß die Gleitpfadabweichung und die seitliche Kursabweichung bezüglich einer einzigen Marke dargestellt werden, wodurch Parallaxefehler beim Ablesen sehr klein gehalten werden.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird auf sehr einfache Weise die Verbindung von An/eigeband und lagestabilisierter Plattform mittels eines Getriebes erhalten. Dieses Getriebe befindet sich sowohl bei eingeschwenktem als auch bei ausgeschwenktem Anzeigeband in Eingriff; beim Übergang von einer Betriebsart des Gerätes auf die andere braucht das Getriebe nicht umgeschaltet zu werden,- damit sind Bedienungsfehler, die zu einer falschen Anzeige nach dem Übergang von einer Betriebsart in die andere führen könnten, ausgeräumt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt

Fig.1 ein erfindungsgemäßes Gerat zur Anzeige der Fluglage und der Kursabweichung eines Flugzeuges in der beim Landeanflug verwendeten Betriebsart,

Fig.2 eine schematische Darstellung der um drei zueinander senkrechte Achsen bewegbaren Anzeigekugel des Gerätes nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch die Anzeigekugel, anhand dessen der innere Aufbau derselben erläutert wird,

F i g. 4 eine schematische Darstellung der Anzeigekugel mit den Servomotoren zum Drehen derselben um die Rollachse, die Nickachse und die Seitenabweichungsachse sowie mit dem Gleitpfadservomotor, und

F i g. 5 eine Ansicht des in F i g. 1 gezeigten Gerätes in der Betriebsart, die während des Reisefluges verwendet wird.

Das in Fig. 1 gezeigte Gerät zur Anzeige der Fluglage und der Kursabweichung eines Flugzeuges hat ein Gehäuse 2, in dem eine hohle Anzeigekugel 4 angeordnet ist. Die Anzeigekugel 4 besteht aus zwei Halbkugeln 6 und 8. Eine z. B. aufgemalte Horizontlinie 10 erstreckt sich um den Äquator der Anzeigekugel 4 herum und trennt die Halbkugeln 6 und 8 voneinander. Auf der Anzeigekugel 4 ist ein mittiges Anzeigeband 12 angeordnet, das eine Marke 14 trägt. Die letztere gibt den Mittelpunkt des Funkleitstrahles und des Landekursstrahles an. Das Anzeigeband 12 läuft in einer vertikalen Ebene um die Anzeigekugel 4 herum. In der Sichtöffnung des Gehäuses 2 ist eine weitere Marke 16 fest angebracht, die das Flugzeug darstellt. Es sind ferner Steuerbefehlanzeiger 18, 20 vorgesehen, die die Steuerbefehle für die Kippbewegung und die Rollbewegung zur Anzeige zu bringen, die durchgeführt werden müssen, um das Flugzeug längs einer gewünschten

Flugbahn zu fuhren.

Wie aus F ι g. 2 ersichtlich, kann sich die Anzeigekugel 4 um drei aufeinander senkrechte Achsen XX, Y- V und ZZ bewegen. Die Z-Z-Achse geht durch die das Flugzeug darstellende gehäusefeste Marke 16, wenn das Flugzeug längs der gewünschten Flugbahn fliegt. Die Z-Z-Achse wird auch als Rollachse bezeichnet. Eine Bewegung der Anzeigekugel um die .V-.Y-Achse (Seitenabweichungsachse) cntsprichi der Versetzung des Flugzeuges von einem Landekurssirahl, während eine Bewegung der Anzeigekugel um die V-V-.\chsc (Nickachse) dem Anstellwinkel des Flugzeuges und einer Verse:/ung des Flugzeuges von einem Funkleitstrahl entspricht.

Die Anzeigekugel ist unbegrenzt um die Rollachsc Z-Zund Nickachso V-Vdrehbar. Die Halbkugeln 6 und 8 und das mittige Anzeigeband 12 sind begrenzt um die Seitenabweicliungsachse X-Xdrehbar und das Anzeigeband ist ferner bcgrenz.t um die Nickachse V- Vdrehbar. Die Halbkugeln 6 und 8, die Marke 14 und die Sleuerbefehlsanzeigcr 18 und 20 könner somit bezüglich der das Flugzeug darsjcllenden gehäuscfcslcn Marke 16 so gestellt werden, daß sie den Nickwinkel und Rollwinkel des Flugzeuges, die Versetzung des Flugzeuges von den Navigationsstrahlen in seitlicher und vertikaler Richtung sowie die notwendigen Steuerbefehle zur Anzeige bringen. Hierzu ist das Anzeigeband 12 mit der Marke 14 während des Landeanfluges in die Sichtöffnung des Gehäuses 2 eingeschwenkt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist im Inneren der Anzeigekugel 4 eine lagestabilisierte Platte 22 derart angeordnet, daß sie in der Äquatorebene der Anzeigekugel 4 liegt. Die Platte 22 ist in von einem Kardanbügel 23 getragenen Lagern 26 und 27 gelagert. Der Kardanbügel 23 ist in Fig. 3 der übersichtlicheren Darstellung halber um 90° um die Nickachse verdreht gezeigt. Der Kardanbügel 23 ist über ein weiteres Lager 29 um die Rollachse Z-Z drehbar vom Gehäuse 2 getragen. Die lagestabilisierte Platte 22 wird gemäß dem Nickwinkel des Flugzeuges um die Nickachse Y-Y gedreht und dreht so auch die Anzeigekugel 4 um die Nickachse.

Während des Landeanfliiges darf sich die in F ι g. 1 gezeigte, den Mittelpunkt des Funkleitstrahles und des Landckursstrahles anzeigende Marke 14 nicht bewegen, wenn sich der Nickwinkel des Flugzeuges ändert. Dies wird durch ein Getriebe sichergestellt, das nachstehend unter Bezugnahme auf F i g. 3 beschrieben wird.

Über ein Lager 34 ist eine Welle 24 in der Platte 22 gelagert, die zugleich über ein Lager 30 in der Halbkugel 6 und über ein Lager 32 in der Halbkugel 8 gelagert ist. An einem Ende trägt die Welle 24 ein Kegelrad 25, das in einen Zahnkranz 28 eingreift, der innen am Anzeigeband 12 angebracht ist. Dreht die Platte 22 die Anzeigekugel 4 um die Nickachse V-V, so wird zugleich

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die Welle 24 gemäl.1 der Änderung des NiLkwinkcls des Flugzeuges um ihre Achse gedrehl, und ι'ιΐχτ (las Kegelrad 25 und den Zahnkranz 28 wiul das Anzeigeband 12 bezüglich der Anzcigekiigd 4 so gedreht, daß seine Lage bezüglich der gehiitisefesten Marke 16 erhallen bleibt; d. h. die Drehbewegung tier Anzeigekugel um die Nickachse wird kompensiei 1. Das Anzeigeband 12 dreht sich somit um die Nickachse V- V nur gemäß der Versetzung des Flugzeuges vom

ίο Funkleitstrahl, wie nachstehend noch genauer ausgeführt wird.

Wie in Fig.4 gezeigl, erfolgt die Drehung der Halbkugeln 6 und 8 um die Seitenabweichungsachse X-X durch einen ersten Servomotor 40, der auf der

'5 lagestabilisierten Platte 22 angeordnet ist. Auf der Platte 22 ist ferner ein Gleitpfadservomolor 41 vorgesehen, durch welchen das Anzeigeband 12 um die Nickachsc V-Vgedreht werden kann. Das Drehen der Anzeigekugel 4 um die Nickachse V-V erfolgt durch einen weiteren Servomotor 43, der von dem Kardanbügcl 23 getragen ist, während das Drehen der Anzeigekugel um die Rollachse Z-Z, die in Fig. 4 ebenfalls um 90" gedreht dargestellt ist, von einem vierten Servomotor 45 besorgt wird. Die gesamte Anordnung ist somit bezüglich des Erdhorizontes lagestabilisiert.

Eine Drehung der Anzeigekugel 4 um die Sciienabweichungsachse X-X würde dazu führen, daß das Anzeigeband 12 um die Nickachse V-V gedreht wird. Um einer solchen Drehung entgegenzuwirken erhält der Gleitpfadservomotor 41 von dem der Seitenabweichungsachse zugeordneten Servomotor 40 ein mechanisches Eingangssignal. Die von dem Anzeigeband getragene Marke 14 wird somit in vertikaler Richtung bewegt, wenn der Gleitpfadservomotor 41 erregt wird, und in seitlicher Richtung bewegt, wenn der der Seitenabweichungsachse zugeordnete Servomotor 40 erregt wird.

Für den Reiseflug kann das Anzeigeband 12 mit der Marke 14 aus der Sichtöffnung des Gehäuses 2 herausgedreht werden, indem die Anzeigekugel 4 so um die Seitenabweichungsachse X-X gedreht wird, daß das Anzeigeband 12 und die Marke 14 hinter der die Sichtöffnung aufweisenden Gehäusewand verborgen sind. In dieser in Fig. 5 gezeigten Betriebsart ist eine vertikale Skala 17 der Anzeigekugel 4 sichtbar, die bei Flug auf dem gewünschten Kurs mit der das Flugzeug darstellenden gehäusefesten Marke 16 zusammenfällt und den Nickwinkel des Flugzeuges anzeigt.

Die Steuerbefehlsanzeiger 18 und 20 werden in vertikaler Richtung gemäß dem Steuerbefehl für den Nickwinkel bewegt und gemäß dem Steuerbefehl für den Rollwinkel um die Rollachse Z Z gedreht. Um das Flugzeug auf die gewünschte Flugbahn zu bringen, muß der Pilot dann die Steuerbefehlsanzeiger 18 und 20 auf die das Flugzeug darstellende gehäusefeste Marke 16 ausrichten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gerät zur Anzeige der Fluglage und der Kursabweichung eines Flugzeuges mit einer eine S kardanisch gelagerte lagestabilisierte Plattform aufweisenden Anzeigekugel, die um eine Rollachse, eine hierzu senkrechte Nickachse und eine zu diesen Achsen senkrechte Seitenabweichungsachse drehbar in einem eine Sichtöffnung aufweisenden Gehäuse angeordnet ist, mit jeweils einem Servomotor zum Drehen der Anzeigekugel um diese Achsen, sowie mit einem unabhängig von der Anzeigekugel durch einen Gleitpfadservomotor angetriebenen mittleren Anzeigeband für die Höhenabweichung von einem Gleitpfad, wobei die Anzeigekugel zum Einschwenken des Anzeigebandes in die Sichtöffnung drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeband (12) mit der lagestabilisierten Plattform (22) über ein Getriebe verbunden ist, dessen Eingangsglied (Welle 24, Kegelrad 25) mit der Plattform (22) mitbewegbar ist und dessen entgegengesetzt zum Eingangsglied bewegbares Ausgangsglied (Zahnkranz 28) mit dem Anzeigeband (12) verbunden ist, daß das Eingangsglied des *5 Getriebes von dem Gleitpfadservomotor (41) angetrieben ist und daß der Gleitpfadservomotor (41) mechanisch von dem Servomotor für die Seitenabweichung beaufschlagt wird, um das Anzeigeband (12) stationär zu halten, wenn die Anzeigekugel (4) von dem Servomotor (40) für die Seitenabweichung bewegt wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied des Getriebes eine in der lagestabilisierten Plattform (22) drehbar gelagerte Welle (24) mit einem Kegelrad (25) ist, das mit einem mit dem Anzeigeband (12) verbundenen Zahnkranz (28) kämmt.