DE19841029A1 - Havarie-Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit deren Hilfe z. B. Fahrzeuge mit einer abgeschlossenen Fahrer- oder Pilotenkabine auch dann noch sicher gesteuert werden können, wenn durch eine Havariesituation Rauch in diese Kabine eingedrungen ist und der Fahrer bzw. Pilot, nachfolgend nur noch als Pilot bezeichnet, dadurch die Instrumente und Bedienelemente nicht mehr erkennen und nicht mehr giftfrei atmen kann. Der Begriff Rauch wird nachfolgende für alle Arten von undurchsichtige Dämpfen, Gasen, usw. verwendet.

Die Erfindung kann speziell für Luftfahrzeuge, U-Boote, Raumfahrzeuge und auch für Landfahrzeuge, wie z. B. Panzer eingesetzt werden. Die Erfindung kann ebenfalls in unbeweglichen Kabinen, Räumen usw. eingesetzt wer­ den, wenn sich in diesen Räumen Bedienpersonen befinden, die Instrumen­ te abzulesen und Schalt- oder Steuerelemente zu betätigen haben. Ein sol­ cher Raum kann z. B. die Schaltzentrale eines Kraftwerks sein.

Nachfolgend wird für jede Art eines abgeschlossenen Raumes der Begriff Kabine und für die Bedienperson der Begriff Pilot verwendet.

Um dem vorstehend beschriebenen, bisher ungelösten Problem zu begeg­ nen, wurde am 7.9.1998 in einer durch das Fernsehen verbreiteten Veröf­ fentlichung von einem US-Ingenieur vorgeschlagen, die Instrumente in der Pilotenkabine eines Flugzeugs mit einer aufblasbaren Plastikhaube zu ver­ sehen, in die kein Rauch eindringen kann.

Dieser Lösungsvorschlag weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, daß durch die Plastikhaube die Be­ dienelemente, z. B. Schalter, nicht mehr zugänglich sind. Ferner ist dem Fachmann klar, daß diese Lösung z. B. für den Flugzeugpiloten sehr unbe­ quem ist und zusätzliche Anstrengungen abverlangt. Da sich der Pilot je­ doch in einer Havariesituation befindet, darf er nicht noch zusätzlich bela­ stet werden. Dem Fachmann ist insgesamt klar, daß diese Lösung generell unpraktikabel ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die es den Bedienpersonen in einer rauchgefüllten Kabine ermöglicht, die durch den Rauch nicht mehr sichtbaren Instrumente abzulesen und die erforderlichen Betätigungen der ebenfalls nicht mehr sichtbaren Schaltelemente vorzu­ nehmen.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungs­ form der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh­ rungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt die erste Ausführungsform der Erfindung, wobei eine Schutz­ vorrichtung als Helm 1 ausgebildet ist, so daß der Kopf und speziell die Augen, Mund und Nase des Piloten nach außen hin hermetisch abge­ schlossen sind. Eine Bilddarstellungsvorrichtung 2 zum Darstellen von vi­ suellen Informationen, die der Pilot zum Steuern benötigt, ist innerhalb des Helmes 1 angeordnet. An der Bilddarstellungsvorrichtung 2 ist eine Si­ gnalübertragungsvorrichtung 3 elektrisch angeschlossen. Diese Signalüber­ tragungsvorrichtung 3 erhält über einen Anschluß 3a elektrische Signale zum Darstellen der visuellen Informationen.

Es ist in diesem Zusammenhang dem Fachmann bekannt, daß solche Signa­ le auch drahtlos übertragen werden können.

Die Signale werden von den Signalerzeugern (Sensoren) und/oder von den Bordinstrumenten entnommen und stehen bei moderner Instrumentalisie­ rung bereits digital zur Verfügung. Es entstehen somit bei der praktischen Umsetzung der Erfindung bezüglich der Signalerzeugung- und Bereitsstel­ lung nur geringe Kosten. Es ist lediglich eine Steckdose vorzusehen, in die der Stecker 3a zu stecken ist. Vorzugsweise werden diese Signalleitungen durch dem Fachmann bekannte Maßnahmen gegen Störungen besonders gesichert.

Eine Bedieneinheit 4 zum Bedienen von Flug-Steuereinrichtungen weist eine Handsteuerung 5 auf, deren Funktion und Wirkung nachfolgend erläutert werden. Analog zu der bekannten Bewegungssteuerung eines Lichtzeigers (Cursor) auf einem Computerbildschirm, ist eine Schaltung vorgesehen, die bei einer Bewegung der Handsteuerung 5 in der gezeigten Pfeilrichtungen einen Cursor über den Bildschirm, nachfolgend Display genannt, steuert. Ebenfalls sind analog zu der bekannten Windows-Technologie auf dem Display virtuelle Schaltelemente angeordnet. Wenn der Cursor auf einem der Schaltelemente plaziert ist, kann über einen Schalter 6 ein Steuerbefehl ausgelöst werden.

Nachfolgend wird der Gesamtablauf beschrieben, nach dem mittels der Er­ findung die Steuerung eines Flugzeugs erfolgt, in dessen Pilotenkabine durch Raucheinfluß die Instrumente nicht mehr abgelesen werden können.

Bei Raucheinfluß setzt der Pilot den Helm auf, der vorzugsweise durchsich­ tig ist, damit der Pilot auch die Umgebungsbedingungen weiter erkennen und beurteilen kann. Der Stecker 3a wird in die vorgesehene Steckdose eingeführt und die Sauerstoffverbindung sowie die Sprechfunkverbindung werden hergestellt.

Auf dem Display 2a werden die Informationen so angezeigt, wie sie z. B. bei einer Blindflugaktion dem Piloten vertraut sind. Zusätzlich werden not­ wendige Instrumente und die dazugehörigen Bedienelemente abgebildet.

Der Pilot kann wie vorstehend beschrieben, mittels der Bedieneinheit 4 Schalter, die er normalerweise von Hand schaltet, mittels des Cursors schalten. Für diesen Zweck stehen geeignete Softwareprogramme zur Ver­ fügung, so daß der Fachmann lediglich Anpassungen vorzunehmen hat, die keine erfinderische Tätigkeit erfordern.

So ist es z. B. mittels ausgewählter Software möglich, die auf dem Display 2a dargestellte Abbildung einer speziellen Instrumentenanzeige in ihrer Größe zu verändern. Das ermöglicht dem Piloten ein bequemes Ablesen der Anzeige. Wenn diese Anzeige nicht mehr benötigt wird, kann sie verklei­ nert oder abgeschaltet werden. Somit ist dem Fachmann erläutert worden, daß die benötigten Anzeigen mittels der Bedieneinheit 4 angezeigt werden können. Analog zu dieser Verfahrensweise können alle erforderlichen Schalter und Bedienelemente eingeblendet und dann mittels des Cursors bedient werden.

Nach Fig. 1 ist die Bilddarstellungsvorrichtung 2 mit dem Display 2a inner­ halb des Helms 1 angeordnet. Falls eine Verkleinerung des Helms zweck­ mäßig ist, kann die Bilddarstellungsvorrichtung 2 auch von außen an dem Helm befestigt sein.

Derartige Bilddarstellungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich als Datenhelm, head-mounted device etc. bekannt. Der Fach­ mann wird bei der Umsetzung der Erfindung daher die Bilddarstellungsvor­ richtung auswählen, die den erforderlichen Qualitätsansprüchen am besten genügt. So können z. B. Displays verwendet werden, die für die Monitore von Videokameras entwickelt worden sind. Nur wegen der Vollständigkeit sei erwähnt, daß das Display auch ein passiver Projektionsschirm sein kann, wenn eine aus dem Stand der Technik bekannte Technologie der Vi­ deoprojektoren eingesetzt wird. Diese Projektoren ermöglichen ebenfalls eine Cursorbedienung.

Bei einer Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Bilddarstellungsvorrichtung in einem größeren Abstand vor den Augen des Piloten angeordnet. So kann z. B. der übliche Leseabstand von 25 cm gewählt werden, wenn die Dis­ playfläche ca. 21 cm × 15 cm beträgt. Die Bilddarstellungsvorrichtung wird durch eine durchsichtige, flexible, doppelwandige Membran 7 gehalten, die im Betriebsfall automatisch aufgeblasen wird und somit eine. Form mit der erforderlichen mechanischen Stabilität erreicht.

Zur Vergrößerung des Bildes können bekannte optische Mittel, z. B. eine Fresnellinse eingesetzt werden.

Es braucht nicht weiter erwähnt zu werden, daß alle, dem Fachmann be­ kannten Möglichkeiten zur Darstellung von Informationen auf einem Display zur Anwendung kommen können. Beispielhaft sei erwähnt, daß eine auto­ matische Regelung der Bildschirmhelligkeit zweckmäßig sein kann. Weiter­ hin kann ein durchsichtiger Helm aus einem Material bestehen, dessen Lichtdurchlässigkeit durch das Anlegen einer elektrischen Spannung verän­ derbar ist. Diese Maßnahme garantiert, daß durch äußere, wechselnde Lichteinflüsse der Pilot ungestört das Display beobachten kann.

Eine weitere Möglichkeit zur Steuerung ist die Sprachsteuerung. Für den vorstehend beschriebenen Anwendungsfall (Flugzeug) kann auch eine Sprachsteuerung als redundante Steuermöglichkeit vorgesehen werden. Eine Sprachsteuerung ist z. B. dann besonders zweckmäßig, wenn der Pilot auf Grund einer Verletzung keine manuellen Bewegungen mehr ausführen kann.

Sprachsteuerungen gehören zum Stand der Technik, so daß der Fachmann die geeignete Hard- und Software auswählen und anpassen kann, ohne erfinderisch tätig zu werden.

Eine weitere Möglichkeit der Steuerung ist die Steuerung mittels Augenbe­ wegungen. Auch für diese Art der Steuerung gibt es im Stand der Technik geeignete Hard- und Software, die lediglich auszuwählen und anzupassen ist.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß es aus der Windows- Technologie von Computerprogrammen bekannt ist, besonders kritische Befehle erst dann auszuführen, wenn diese nach einer Rückfrage als richtig bestätigt worden sind. Diese Technologie kann auch bei der vorliegenden Erfindung angewendet werden.

Wenn die Havarie-Vorrichtung angeschlossen ist, hat diese signaltechnisch Vorrang, d. h. die manuell betätigbaren Schalt- und Steuerelemente werden automatisch abgeschaltet. Das kann besonders dann zweckmäßig sein, wenn diese Schalt- und Steuerelemente durch Gewalteinwirkung mecha­ nisch beschädigt und daher nicht mehr bedienbar sind. Insofern kann die Havarie-Vorrichtung auch dann mit Vorteil eingesetzt werden, wenn die herkömmlichen Schalt- und Steuerelemente aus verschiedenen Gründen nicht mehr funktionieren.

Obwohl die Erfindung beispielhaft an Hand eines Flugzeugs erläutert wur­ de, ist dem Fachmann klar, daß ähnliche Probleme z. B. auch bei U-Booten oder in Raumfahrzeugen entstehen können, so daß die Erfindung keinesfalls auf Flugzeuge beschränkt ist.

Weiterhin ist es dem Fachmann klar, daß die in den Patentansprüchen be­ anspruchten Ausführungsformen und Abwandlungen der Erfindung den breiten Schutzbereich der Erfindung aufzeigen, so daß auch nicht erwähn­ te, weil dem Fachmann geläufige weitere Ausführungsformen und Abwand­ lungen ebenfalls in den Schutzbereich der Erfindung fallen.

Claims (10)

1. Havarie-Vorrichtung für einen Piloten, die nachfolgende Merkmale auf­ weist:

• - eine hermetische Schutzvorrichtung (1), die als Helm oder Maske aus­ gebildet ist, wobei die Schutzvorrichtung den Kopf, speziell die Augen, Mund und Nase hermetisch nach außen abschließt,
• - eine innerhalb oder auf der Schutzvorrichtung (1) angeordnete Bilddarstel­ lungsvorrichtung (2) zum Darstellen von visuellen Informationen, die der Pilot zum Steuern benötigt,
• - eine Signalübertragungsvorrichtung (3), die Signale zum Erzeugen der vi­ suellen Informationen an die Bilddarstellungsvorrichtung (2) überträgt,
• - eine Bedieneinheit (4) zum Bedienen von Steuereinrichtungen, wobei der Pilot die Steuereinrichtungen in Abhängigkeit von den auf der Bilddarstel­ lungsvorrichtung (2) erkannten visuellen Informationen betätigt und
• - eine Atemluftversorgungseinheit und eine Sprechfunkeinrichtung.

2. Havarie-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddarstellungsvorrichtung (2) als brillenähnliche Bildschirme ausgebildet und unmittelbar vor den Augen des Piloten angeordnet sind.

3. Havarie-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilddarstellungsvorrichtung (2) als Bildschirm in einem solchen Abstand vor den Augen des Piloten angeordnet ist, daß der Pilot die visuellen Informa­ tionen ohne optische Hilfsmittel leicht erkennen kann, wobei die Bilddarstel­ lungsvorrichtung (2) von einer doppelwandigen, aufblasbaren Membran (7) gehalten wird.

4. Havarie-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildschirme stereoskopische visuellen Informationen abbilden.

5. Havarie-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Bildschirm eine optische Vergrößerungsvorrichtung vorgesehen ist.

6. Havarie-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Vergrößerungsvorrichtung eine Vergrößerungsbrille oder eine Fresnellinse ist.

7. Havarie-Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bedieneinheit (4) wenigstens ein handbe­ dienbares Steuerelement (5) aufweist, mit dem ein Lichtzeiger steuerbar ist, der auf der Bilddarstellungsvorrichtung (2) abgebildet ist, wobei mittels des Lichtzeigers Schalt- und Steuervorgänge ausführbar und deren Wirkungen überprüfbar sind.

8. Havarie-Vorrichtung nach den Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bedieneinheit (4) eine Steuervorrichtung aufweist, mit der ein Lichtzeiger durch Augenbewegung steuerbar ist, wobei der Lichtzeiger auf der Bilddarstellungsvorrichtung abgebildet ist und mittels des Lichtzeigers Schalt- und Steuervorgänge ausführbar und deren Wirkungen überprüfbar sind.

9. Havarie-Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bedieneinheit (4) eine Steuervorrichtung ist.

10. Havarie-Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sprachsteuerung ein Lichtzeiger durch Sprache steuerbar ist, wobei der Lichtzeiger auf der Bilddarstellungsvorrichtung abgebildet ist und mit­ tels des Lichtzeigers Schalt- und Steuervorgänge ausführbar und deren Wirkungen überprüfbar sind.