DE202007005802U1 - Multifunctional sensor / display system as pilot aid for small aircraft - Google Patents

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Abstract

Sensor-/Display-System als Pilothilfe bei Kleinflugzeugen, bestehend aus den Hauptkomponenten Sensorpaket, Rechnersystem und Display-/Bedieneinheit, wobei das Sensorpaket solche Sensoren wie einen Barometermodul für Druck- und Temperaturmessungen, einen Drucksensor für Staudruckmessungen, einen Radarsensor für Abstandsmessungen als Landehilfe, ein Flowmeter für Durchflussmessungen, ein AHRS-Sensorsystem für den künstlichen Horizont und für Beschleunigungsmessungen sowie gegebenenfalls weitere stationär im Flugzeug vorhandene Sensoren für Temperatur, Druck und Motordrehzahl enthält, wobei das Rechnersystem zur Signalverarbeitung und Systemsteuerung mit einer Messkarte für die Sensoranbindung ausgerüstet ist und das Display hinsichtlich der Auswahl der jeweiligen grafischen Anzeigefelder, durch Sensorsignale gesteuert, an die momentane Flugsituation anpassbar ist, und wobei die Einzelkomponenten als modulare, austauschbare Einheiten ausgebildet sind.Sensor / display system as a pilot aid for small aircraft, consisting of the main components Sensor package, computer system and display / control unit, the Sensor package such sensors as a barometer module for printing and temperature measurements, a pressure sensor for dynamic pressure measurements, a Radar sensor for Distance measurements as landing aid, a flowmeter for flow measurements, an AHRS sensor system for the artificial one Horizon and for Acceleration measurements and possibly further stationary in the aircraft existing sensors for Temperature, pressure and engine speed contains, with the computer system for signal processing and system control with a measuring card for the sensor connection equipped is and the display in terms of selection of the respective graphical Display fields, controlled by sensor signals, to the current flight situation is customizable, and wherein the individual components as a modular, interchangeable Units are formed.

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Description

Die Erfindung betrifft ein multifunktionales Sensor-/Display-System für Kleinflugzeuge, insbesondere für Ultraleichtflugzeuge(ULF). Dieses Pilothilfe-System eignet sich vor allem zur schnellen und sicheren Erfassung momentaner Flugsituationen durch den Flugzeugführer.The The invention relates to a multifunctional sensor / display system for light aircraft, especially for Ultralight (ULF). This pilot aid system is suitable especially for the fast and secure capture of current flight situations the pilot.

Flugzeuge in der modernen Zivilluftfahrt verwenden zur Positionsbestimmung und Navigation ein komplexes System von Sensor-, Steuerungs- und Anzeigevorrichtungen, das sich aus einer Vielzahl von mechanischen, elektromechanischen und elektronischen Einzelsystemen zusammensetzt. Dazu gehören neben vielen anderen Komponenten die Systeme zur Druck- und Radarhöhenmessung, zur bodenfunk- und satellitengestützten Positionsbestimmung und der Navigation, Kreisel- und Kompasssysteme, Fahrtmesser zur Geschwindigkeitsbestimmung, spezielle Systeme zur Start- und Landehilfe oder aber auch zur Überwachung des Betriebszustandes des Flugzeuges. Diese Systeme zur Erfassung von für den reibungslosen Flugablauf wichtigen Einzeldaten sowie deren Verarbeitung und optische oder akustische Anzeige sind in ihrer Gesamtheit nicht nur apparatetechnisch mit großem Aufwand und mit entsprechenden Anschaffungskosten verbunden, sondern stellen auch hinsichtlich des benötigten Platzbedarfs sowie ihres Gewichtes ein erhebliches Problem dar, um auch bei kleineren Luftfahrzeugen eine entsprechende Anwendung finden zu können. Bei Klein-, aber insbesondere bei Ultraleichtflugzeugen ist daher eine Beschränkung auf für die Flugsicherheit unbedingt notwendige Einzelkomponenten bisher eine unabdingbare Maßnahme gewesen. Die entsprechende technische Ausrüstung dieser vor allem auch für Privatzwecke benutzten Flugzeugtypen besteht daher im wesentlichen aus herkömmlichen mechanischen und elektromechanischen Systemen, die allerdings nur begrenzte Aussagemöglichkeiten zur jeweiligen Flugsituation zulassen.Aircrafts in modern civil aviation use for positioning and navigation a complex system of sensor, control and display devices, resulting from a variety of mechanical, electromechanical and individual electronic systems. These include beside many other components the pressure and radar height measurement systems, for ground radio and satellite based positioning and navigation, gyroscope and compass systems, airspeed indicator, Special systems for take-off and landing assistance or monitoring the operating condition of the aircraft. These systems for capture from for the smooth flight of important individual data and their processing and visual or audible indication are not in their entirety only apparatus technology with large Effort and associated with corresponding acquisition costs, but also with regard to the required space and their Weight is a significant problem even with smaller aircraft to find a suitable application. For small, but especially In ultralight aircraft, therefore, a limitation to for flight safety is essential necessary individual components have been an indispensable measure so far. The corresponding technical equipment of this, above all, too for private purposes used aircraft types therefore consists essentially of conventional mechanical and electromechanical systems, though only limited statements allow for the respective flight situation.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Verwendung an sich bekannter Baueinheiten ein kompaktes, raum- und gewichtsparendes multifunktionales Sensor-/Display-System mit einer rechnergestützten Verarbeitung der Signalgrößen als Pilothilfe zu schaffen, welches auch für eine Installation in Kleinflugzeugen, insbesondere aber in Ultraleitflugzeugen geeignet ist. Es soll hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit in der Lage sein, den Flugzeugpiloten umfassend über alle wichtigen den Flug und den Betriebszustand der Maschine betreffenden Parameter zu informieren.The The object of the invention is therefore, using known per se Building units a compact, space and weight-saving multifunctional Sensor / display system with computer-aided processing of signal quantities as To provide pilot aid, which is also suitable for installation in small aircraft, but especially in ultraleity aircraft is suitable. It should be regarding its efficiency to be able to comprehend the airplane pilot over all the important the flight and the operating state of the machine related parameters.

Die Lösung der vorliegenden Aufgabe erfolgt gemäß den Merkmalen des Schutzanspruches mit einem Sensor-/Display-System für Kleinflugzeuge – im folgenden Pilot-System genannt –, bestehend aus den Hauptkomponenten Sensorpaket, Rechnersystem und Display-/Bedieneinheit, wobei das Sensorpaket solche Sensoren wie einen Barometermodul für Druck- und Temperaturmessungen, einen Drucksensor für Staudruckmessungen, einen Radarsensor für Abstandsmessungen als Landehilfe, ein Flowmeter für Durchflussmessungen, ein AHRS-Sensorsystem für den künstlichen Horizont und für Beschleunigungsmessungen sowie gegebenenfalls weitere stationär im Flugzeug vorhandene Sensoren für Temperatur, Druck und Motordrehzahl enthält, wobei das Rechnersystem zur Signalverarbeitung und Systemsteuerung mit einer Messkarte für die Sensoranbindung ausgerüstet ist und das Display hinsichtlich der Auswahl der jeweiligen grafischen Anzeigefelder, durch Sensorsignale gesteuert, an die momentane Flugsituation anpassbar ist, und wobei die Einzelkomponenten als modulare, austauschbare Einheiten ausgebildet sind. Das neuartige Pilot-System kann ein herkömmliches Panel, wie es derzeit in Ultraleichtflugzeugen üblich ist, komplett ersetzen und eröffnet zugleich verbesserte Möglichkeiten zur Erfassung von Einzelheiten über den Flugverlauf, die Flugparameter sowie die Betriebsparameter des Flugzeuges. Durch den modularen Aufbau des Systems bestehen zusätzliche Aufrüstmöglichkeiten für weitere Mess- und Anzeigeeinheiten. Die Modulbauweise erlaubt außerdem einen raum- und massebegrenzten Einbau des Systems in Kleinflugzeuge unterschiedlichen Typs, vor allem auch dessen Einbau in ULF's. Flugzeugpiloten werden bei der Führung derartiger Luftfahrzeuge nachhaltig entlastet. So erleichtert bspw. auch die vorgesehene Entfernungsmessung mittels eines Radarsensors zur Abstandsbestimmung im Nahbereich (40 m) dem Piloten das Landemanöver. Neben einer umfassenden grafischen Anzeige können z.B. aber auch Höhenwerte während des Landeanflugs akustisch ausgegeben werden, wodurch dem Piloten eine stärkere Konzentration auf das Ablaufgeschehen des eigentlichen Landeanfluges möglich ist.The solution the present task is carried out according to the features of the protection claim with a sensor / display system for small aircraft - in the following Called pilot system -, consisting of the main components sensor package, computer system and Display / control unit, wherein the sensor package such sensors a barometer module for Pressure and temperature measurements, a pressure sensor for dynamic pressure measurements, a radar sensor for Distance measurements as landing aid, a flowmeter for flow measurements, an AHRS sensor system for the artificial one Horizon and for Acceleration measurements and possibly further stationary in the aircraft existing sensors for Temperature, pressure and engine speed contains, with the computer system for signal processing and system control with a measuring card for the sensor connection equipped is and the display in terms of selection of the respective graphical Display fields, controlled by sensor signals, to the current flight situation is customizable, and wherein the individual components as a modular, interchangeable Units are formed. The novel pilot system can be one conventional panel, as currently customary in ultralight aircraft, completely replace and opened at the same time improved possibilities to collect details about the course of the flight, the flight parameters and the operating parameters of the aircraft. Due to the modular structure of the system there are additional upgrade options for further Measuring and display units. The modular design also allows one Space- and mass-limited installation of the system in small aircraft different Type, especially its installation in ULF's. Aircraft pilots are in the leadership of such Aircraft sustainably relieved. So, for example, facilitates the provided distance measurement by means of a radar sensor for distance determination in the vicinity (40 m) the pilot the landing maneuver. In addition to a comprehensive graphic display can e.g. but also height values during the Landing approaches are issued acoustically, giving the pilot a more Concentration on the course of the actual landing approach possible is.

Für ein Ausführungsbeispiel zeigt die 1 die grafischen Anzeigen einer Displayeinrichtung. Als Bildschirm dient ein transflexives 10,4'' Display, High Brightness, VGA-Interface.For one embodiment shows the 1 the graphical displays of a display device. The screen is a transflective 10.4 '' display, high brightness, VGA interface.

Die Bezugszeichen in der 1 bedeuten dabeiThe reference numerals in the 1 mean

11
künstlicher Horizontartificial horizon
22
Höhenmesseraltimeter
33
Variometervariometers
44
DrehzahlmesserRev counter
55
Kompasscompass
66
Trendanzeigetrend display
77
KraftstofffüllstandFuel level
88th
Fluggeschwindigkeitairspeed
99
SkitballSkitball
1010
atmosphärischer Druckmesseratmospheric pressure gauge

In 2 zeigt ein Blockbild vereinfacht den prinzipiellen Aufbau und die Wirkungsweise des Pilot-Systems (Pilot Assistenz Sensor System) mit den Hauptkomponenten Sensorpaket, Rechnersystem und Display-/Bedieneinheit. Hierbei bedeutet AHRS = Attitude Heading and Reference System. Zur Unterstützung des Systems dient eine spezielle Software, die sich der jeweiligen Flugsituation anpasst und dazu die entsprechende Instrumentierung als grafische Anzeige auf dem Bildschirm erscheinen lässt.In 2 shows a block diagram simplifies the basic structure and operation of the pilot system (Pilot Assistance Sensor System) with the main components sensor package, computer system and display / control unit. AHRS means Attitude Heading and Reference System. To support the system is a special software that adapts to the current flight situation and to make the appropriate instrumentation appear as a graphical display on the screen.

Claims (2)

Sensor-/Display-System als Pilothilfe bei Kleinflugzeugen, bestehend aus den Hauptkomponenten Sensorpaket, Rechnersystem und Display-/Bedieneinheit, wobei das Sensorpaket solche Sensoren wie einen Barometermodul für Druck- und Temperaturmessungen, einen Drucksensor für Staudruckmessungen, einen Radarsensor für Abstandsmessungen als Landehilfe, ein Flowmeter für Durchflussmessungen, ein AHRS-Sensorsystem für den künstlichen Horizont und für Beschleunigungsmessungen sowie gegebenenfalls weitere stationär im Flugzeug vorhandene Sensoren für Temperatur, Druck und Motordrehzahl enthält, wobei das Rechnersystem zur Signalverarbeitung und Systemsteuerung mit einer Messkarte für die Sensoranbindung ausgerüstet ist und das Display hinsichtlich der Auswahl der jeweiligen grafischen Anzeigefelder, durch Sensorsignale gesteuert, an die momentane Flugsituation anpassbar ist, und wobei die Einzelkomponenten als modulare, austauschbare Einheiten ausgebildet sind.Sensor / display system as pilot aid for small aircraft, consisting of the main components sensor package, computer system and Display / control unit, wherein the sensor package such sensors a barometer module for Pressure and temperature measurements, a pressure sensor for dynamic pressure measurements, a radar sensor for Distance measurements as landing aid, a flowmeter for flow measurements, an AHRS sensor system for the artificial one Horizon and for Acceleration measurements and possibly further stationary in the aircraft existing sensors for Temperature, pressure and engine speed contains, with the computer system for signal processing and system control is equipped with a measuring card for the sensor connection and the display regarding the selection of the respective graphic Display fields, controlled by sensor signals, to the current flight situation is customizable, and wherein the individual components as a modular, interchangeable Units are formed. Sensor-/Display-System als Pilothilfe bei Kleinflugzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das ein mit dem Rechnersystem verknüpftes Datenerfassungsgerät zur Aufzeichnung aller flugrelevanten Daten vorgesehen ist, welche gespeichert werden und bedarfsweise abrufbar sind.Sensor / display system as a pilot aid for small aircraft according to claim 1, characterized in that one with the computer system linked Data collection device is provided for recording all flight-related data, which be stored and, if necessary, are available.
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