DE2102209C - Anordnung zur Vermeidung von Flugzeugkollisionen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Vermeidung von Flugzeugkollisionen, bestehend aus einer Anzeigeeinrichtung für die Höhenänderungsgeschwindigkeit sowie einer Anzeigeeinrichtung für das Steigen, Sinken oder Höhe-

^6|> halten des eigenen Flugzeuges, um hierdurch von einem Kollisionskurs mit einem fremden Flugzeug abzuweichen, welches in demselben, in einem vorbestimmten Abstand über und unter dem eigenen Flugzeug verlaufenden Höhenband des Luftraums fliegt.

Eines der Probleme bei bekannten Anordnungen zur Verhinderung von Flugzeugkollisionen besteht darin, daß die Flugzeugkontrollinstrumente bei der-

artigen Anordnungen nur Anzeigen liefern, ob ein bedrohlicher Zustand gegeben ist oder nicht und welches Manöver durchgeführt werden sollte, um eine Kollision zu vermeiden; die bekannten Anordnungen ziehen jedoch den vertikalen Abstand nicht in Betracht, der zwischen dem eigenen Flugzeug imd einem anderen in der Nähe fliegenden Flugzeug besteht, dessen Sicherheit bei Durchführung eines befohlenen Manöveis beeinträchtigt werden kann. Schließlich zeigen die Anzeigeinstrumente bekannter Anordnungen dem Piloten nicht die zulässige Steig- oder Sinkgeschwindigkeit, wenn das befohlene Ausweichmanöver ausgeführt wird.

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Vermeidung von Flugzeugkollisionen zu schaffen, mit welcher die maximal zulässigen Steig- und Sinkgeschwindigkeiten festgestellt und angezeigt werden können. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Höhenbandfestlegeeinrichtungen vorgesehen sind, welche über und unter dem Höhenband des eigenen Flugzeugs wenigstens ein weiteres Höhenband festlegen, und daß Detektoreinrichtungen vorgesehen sind, welche auf die Anwesenheit eines andeien Flugzeugs in einem der anderen Höhenbänder ansprechen und welche zur Vermei- as dung von Manövern, die das eigene Flugzeug auf einen Kollisionskurs mit einem in einem anderen Höhenband fliegenden Flugzeug bringen, die maximal zulässigen Höbenänderungsgeschwindigkeiten anzeigen.

Die vorliegende Erfindung erlaubt die Abgabe von Befehlsanzeigen zur Vermeidung von Kollisionen, welche mit Informationen über die maximal zulässigen Steig- oder Sinkgeschwindigkeiten bei Ausführung des befohlenen Manövers kombiniert werden. Die maximal zulässigen Steig- und Sinkgeschwindigkeiten können in dem Anzeigeinstrument auf verschiedene Weise wiedergegeben werden, beispielsweise durch Beleuchten der angrenzenden peripheren Randfelder auf dem Anzeigeinstrument, durch Einstellen eines oder mehrerer beweglicher Felder oder Zeiger.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Vermeidung von Flugzeugkollisionen ist mit einem Anzeigeinstrument versehen, welches anzeigt, ob der Pilot steigen, sinken oder seine Höhe halten soll, um von einem Kollisionskurs mit einem anderen Flugzeug abzuweichen. Damit gekoppelt ist eine Anzeige der Höhenänderungsgeschwindigkeit und eine Anzeige der entsprechenden maximal zulässigen Höhenänderungsgeschwindigkeiten, um ein Manöver in einer Situation zu vermeiden, in welcher sich das Flugzeug auf Kollisionskurs mit einem anderen Flugzeug befindet, das außer einer Höhendifferenz auf Kollisionskurs mit ihm sein würde.

Das Anzeigeinstrument gibt eine Anzeige der ungefähren, maximal zulässigen Höhenänderungsgeschwindigkeit, die das Flugzeug durchführen kann, ohne selbst auf Kollisionskurs mit einem anderen, auf einer anderen Höhe fliegenden Flugzeug zu kommen; hierzu enthält das Anzeigeinstrument eine Skala und einen mit der Skala zusammenarbeitenden Zeiger, um die tatsächliche Höhenänderungsgeschwindigkeit des Flugzeugs anzuzeigen. Mit Hilfe eines auf die von einem anderen Flugzeug empfangenen Signale ansprechenden Empfängers kann die Entfernung, die Entfernungsänderung und die Höhe des anderen Flugzeugs bestimmt werden; daraus wird dann wieder für das empfangende Flugzeug ermittelt, ob sein Kurs dei Kurs eines der anderen Flugzeuge am Himmel kreuzt weiterhin ist das Anzeigeinstrument mit einer Einrich rung zur Bestimmung der Höhe und zum Vergleicl mit den Höhen anderer Flugzeuge versehen. Schließ lieh enthält das Anzeigeinstrument noch eine Einrich tung, die auf die Höhenabstände zwischen dem emp fangenden Flugzeug und einem anderen Flugzeug anspricht, das auf einem die Flugbahn des empfangenden Flugzeugs kreuzenden Kurs fliegt; in einen solchen Fall erscheint dann in dem Cockpit diese! Flugzeugs eine visuelle Anzeige über die maxima zulässige Höhenänderungsgeschwindigkeit, bei welcher die beiden Flugzeuge nicht gefährdet werden.

Durch die Erfindung wird die Möglichkeit verringert, daß ein Pilot ein Manöver ausführt, um einei drohenden Gefahr auszuweichen und gleichzeitig sein Flugzeug in eine bedrohliche Situation für ein anderes Flugzeug bringt. Hierbei kann in einem einzigen Anzeigeinstrument eine Information über die Vermeidung einer Kollision und eine Information beispielsweise über die Sinkgeschwindigkeit kombiniert werden und darauf eine maximal zulässige Steig- oder Sinkgeschwindigkeit ermittelt werden. Ein derartiges Anzeigeinstrument zeigt dann dem Piloten auf den ersten Blick eine drohende Gefahr an, wie sie durch ein Manöver vermieden werden kann und wie er schnell und zuverlässig dieses Ausweichmanöver durchführen kann.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand einiger Ausfübrungsbeispiele näher beschrieben werden, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Anzeigeinstruments der erfindungsgemäßen Anordnung,

F i g. 2 bis 7 Vorderansichten abgewandelter Ausführungsformen des Anzeigeinstruments der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 8 eine schematische Darstellung der Höhenbänder, welche oberhalb und unterhalb der Flugbahn eines mit der erfindungsgemäßen Anordnung versehenen Flugzeugs verlaufen,

F i g. 9 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung, welche mit den Anzeigeinstrumenten gemäß Fi g. 1 bis 7 Verwendbar ist,

Fig. 10 eine schematische Darstellung der zeitlichen Folge von Signalen der erfindungsgemäßen Anordnung.

In Fig. 1 ist ein Anzeigeinstrument 10 für eine Anordnung zur Vermeidung von Flugzeugkollisionen dargestellt, weiche eine Information zur Vermeidung einer Kollision mit einer Information, beispielsweise über die Steiggeschwindigkeit und die maximal mögliche und zulässige Sink- und Steiggeschwindigkeit, kombiniert. Dieses Anzeigeinstrument 10 ist kompakt konstruiert, wobei die Größe und Form so gewählt sind, daß es an geeigneter Stelle an der Cockpitinstrumcntentafel installiert werden kann. Das Anzeigeinstrument 16 weist eine Grundplatte 12 und einen runden Anzeigebereich 14 auf.

Der Anzeigebereich 14 enthält verschiedene Felder, welche beleuchtet werden können; so enthält der Anzeigebereich 14 ein Feld 16 mit der Beschriftung »AUS«, welches beleuchtet ist, wenn die Anordnung zur Vermeidung einer Kollision nicht betriebsbereit oder abgeschaltet ist. Ein weiteres Feld 18 mit der Beschriftung »AUS« ist dagegen beleuchtet, wenn die Anzeigeeinrichtung für die Steiggeschwindigkeit ebenfalls außer Betrieb oder ausgeschaltet ist. Die

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Felder 16 und 18 sind somit ebenfalls beleuchtet, kann aber genausogut zu anderen Zeiten nützlich

wenn ein Fehler auftritt, durch den die angeschlosse- sein.

nen Kontrollschaltungen außer Betrieb bzw. abge- Die Randfelder für die Steiggeschwindigkeit sind

schaltet werden. mit einer Skala 36 verbunden, die eine Information

Der Anzeigebereich 14 enthält weiterhin ein auf- 5 über die ungefähre Sink- und Steiggeschwindigkeit in wärts gerichtetes Pfeilfeld 20 mit der Beschriftung Fuß pro Minute über Grund angibt. Beispielsweise »Steigen«, welches beleuchtet wird, wenn eine Gefahr verläuft die Skala 36 von einem Nullpunkt auf der droht und wenn der Pilot zur Vermeidung dieser Ge- linken Seite bis zu einer Ziffer »6« auf der rechten fahr ein Steigmanöver mit seinem Flugzeug ausführen Seite. Die Ziffer »6« entspricht dabei einer Steig- oder soll. Weiterhin enthält der Anzeigebereich 14 ein io Sinkgeschwindigkeit von 6000 Fuß/min. Hierbei zeigt nach abwärts gerichtetes Pfeilfeld 22 mit der Auf- die obere Hälfte der Skala 36 die Steiggeschwindigschrift »Sinken«, welches beleuchtet wird, wenn eine keit und die untere Hälfte die Sinkgeschwindigkeit an. Gefahr besteht und wenn der Pilot zur Vermeidung Die tatsächliche Steig- oder Sinkgeschwindigkeit des dieser Gefahr ein Sinkmanöver einleiten soll. Wenn Flugzeugs wird auf dem Anzeigeinstrument 10 mittels keine Gefahr droht, sind die Pfeilfelder 20, 22 nicht 15 eines beweglichen Zeigers 38 angezeigt, dessen Konbeleuchtet. Ebenso können Situationen eintreten, in struktion und Betriebsweise bekannt ist. Der Pilot denen gleichzeitig zwei oder mehr Gefahren drohen; darf dabei niemals mit einer Geschwindigkeit steigen, in diesem Fall würden dann beide Pfeilfelder 20, 22 bei welcher sich der Zeiger 38 in ein beleuchtetes gleichzeitig beleuchtet. Wenn dies eintritt, wird an Randfeld 28 bis 34 der Steiggeschwindigkeitsanzeige Stelle dieser beiden Pfeilfelder 20,22 ein weiteres 30 bewegt.

Feld 24 beleuchtet, das durch die Beschriftung »Höhe Die zulässigen Sinkgeschwindigkeiten werden durch

halten« gekennzeichnet ist. Bei Aufleuchten dieses andere Randfelder 40, 42, 44 und 46 angezeigt, die

Feldes 24 wird dem Piloten der Befehl gegeben, auf auf der unteren Hälfte des Anzeigeinstruments 10

seiner gegenwärtiger« Höiic zu verbleiben. vorgesehen sind und in Aufbau und Funktion den

Das Anzeigeinstrument 10 kann weitere Felder 26 25 Randfeldern 28 bis 34 ähnlich sind. Eine Information enthalten, die die Aufschrift »Nicht wenden« tragen. über die maximal zulässige Sinkgeschwindigkeit ist Diese Felder 26 werden beleuchtet, um dem Piloten insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Pfeilanzuzeigen, nicht zu wenden oder zumindest nicht in feld 22 mit dem Wort »Sinken« beleuchtet wird. Die eine spezielle Richtung zu wenden. Die Art und Beobachtung dieser Randfelder ist jedoch ebenso Weise, wie diese Felder 16,20, 22, 24 und 26 zum 30 wertvoll, wenn beispielsweise ein tiefer fliegendes Aufleuchten gebracht werden, ist in der USA.-Patent- Flugzeug, außer, wenn es auf seiner Höhe bleibt, alle schrift 3 341 812 beschrieben; es ist daher in dieser Voraussetzungen erfüllt, um eine Gefahr hervorzu-Beschreibung nicht notwendig, nochmals zu beschrei- rufen. Ebenso ist es vorteilhaft, daß das Anzeigeben, wie die Signale erzeugt werden, um diese Felder instrument 10 nicht nur die maximal zulässigen Steigzum Aufleuchten zu bringen. 35 und Sinkgeschwindigkeiten, sondern auch die tatsäch-

Der Anzeigebereich 14 bei dem in F i g. 1 darge- liehen Steig- und Sinkgeschwindigkeiten unabhängig stellten Ausführungsbeispiel enthält ferner Einrich- davon anzeigt, ob eine bedrohliche Situation besteht, tungen, welche die maximal zulässige Sink- oder Die Anordnung kann so aufgebaut sein, daß die Steiggeschwindigkeit anzeigen, die der Pilot benützen Randfelder für die Steig- und Sinkgeschwindigkeit in kann, wenn er ein befohlenes Ausweichmanöver aus- 40 umgekehrter Reihenfolge wie oben beschrieben aufführt. Die maximal zulässige Steiggeschwindigkeit leuchten; das heißt, es werden zunächst die Randfelwird durch eine Mehrzahl von an der Peripherie an- der 28 oder 40 auf der linken Seite beleuchtet. Wenn geordneten Randfeldern 28, 30, 32 und 34 angezeigt. dies der Fall ist, könnte der Pilot dann mit einer Ge-Diese Randfelder werden in Abhängigkeit von dem schwindigkeit bis zu dem ersten nicht beleuchteten Höhenabstand zwischen dem eigenen Flugzeug und 45 Randfeld steigen. Eine derartige Anordnung besitzt einem eine Kollisionsgefahr darstellenden höher flie- aber den Nachteil, daß einige der Randfelder die genden Flugzeug beleuchtet. Wenn beispielsweise meiste Zeit beleuchtet sind.

keine höher fliegenden Flugzeuge vorhanden sind, so In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines wird keines der Randfelder 28 bis 34 beleuchtet, wo- Anzeigeinstruments 50 dargestellt, das dem in F i g. 1 durch angezeigt ist, daß keine Beschränkungen in der 50 dargestellten Anzeigeinstrument 10 im Hinblick auf Steiggeschwindigkeit zu beachten sind. Wenn hin- die Felder zur Vermeidung einer Koliision ähnlich gegen nur das Randfeld 34 aufleuchtet, bedeutet dies, ist Allerdings unterscheiden sich die Randfelder für daß es zulässig ist, mit einer Geschwindigkeit bis zu die zulässige Steig- und Sinkgeschwindigkeit auf dem 2000 Fuß/min zu steigen. Wenn jedoch beide Rand- Anzeigeinstrument 50 etwas von denen des Anzeigefelder 32und34 aufleuchten, dann ist es zulässig, mit 55 instruments 10 der Fig. I. Statt beispielsweise wie in einer Geschwindigkeit bis zu 1000 Fuß/min zu stei- F i g. 1 stationäre Randfelder zum Aufleuchten zu gen. Wenn gleichzeitig die Randfelder 30,32 und 34 bringen, weist das Anzeigeinstrument 50 der F i g. 2 aufleuchten, ist es nicht zulässig, mit einer Geschwin- zwei bewegliche Randfelder 52 and 54, die zu den digkeit von mehr als SOO Fuß/min zu steigen; wenn entsprechenden Steig- and Smkgeschwindigkeitsschließlich alle Randfelder 28 bis 34 gleichzeitig be- 60 skalen 56 und 58 gehören, auf. Die Position des beleuchtet sind, ist nur eine sehr geringe Steiggeschwin- weglichen Randfeldes 52 im Bereich der Steiggedigkeh zulässig. Welche der Randfelder 28 bis 34 be- schwindigkeitsskala 56 hängt von dem Höhenabstand leuchtet werden, hängt davon ab, in welcher Höhe zwischen dem eigenen Flugzeug ab und einem eine über dem eigenen Flugzeug andere Flugzeuge fliegen potentielle Gefahr darstellenden, darüber fliegenden und welche Entfernungen sie besitzen. Die Informa- 65 Flugzeug. Die Stellung des Randfeldes S'4 hängt dation über die maximal zulässige Steiggeschwindigkeit gegen von dem Höhenabstand zu dem näcmien darist insbesondere dann wichtig, wenn das Pfeüfeld 20 unter fliegenden Flugzeug ab, das eine potentielle mit dem Wort »Steigen« erregt ist. Diese Kamtras Gefahr darstellt Bei dem in Fig. 2 dargestellten An-

zeigcinstrumcnl 50 wird durch die Stellung des Randfcldcs 52 beispielsweise angezeigt, daß die maximal zulässige Steiggeschwindigkeit ungefähr 1200 Fuß/ min beträgt; durch die Stellung des Randfcldes 54 wird hingegen gezeigt, daß die maximale Sinkgeschwindigkeit etwa 3500 Fuß/min beträgt. Die tatsächliche Höhcnändcrungsgeschwindigkeil wird durch einen Zeiger 60 angegeben, der in Fig. 2 eine Sinkgeschwindigkeit von etwa 700 Fuß/min anzeigt.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anzeigcinstrumenles 70 dargestellt, welches auch Felder zur Verhinderung von Kollisionen enthält. Dieses Anzeigeinstrument enthält Pfeilfeldcr 72, 74 und ein Feld 76 zur »Höhc-haltcne-Anzcige. Diese Felder entsprechen in etwa den Feldern der Anzeigeinstrumente von F i g. 1 und 2. Das Anzcigcinstrumcnl 70 enthält weiterhin einen beweglichen Zeiger 78 und zeigt auf einer zugehörigen Skala die maximal zulässige Steiggeschwindigkeit an. FJn weiterer ähnlicher Zeiger 80 zeigt die maximal zulässige Sinkgeschwindigkeit an. Weiterhin zeigt ein beweglicher Zeiger 82 noch die tatsächliche Steig- oder Sinkgeschwindigkeit an. Er arbeitet in einer für derartige Anzeigeinstrumentc üblichen Weise. Durch die Stellungen der Zeiger 78 und 80 wird dem Piloten angezeigt, welche maximal zulässigen Steig- und Sinkgeschwindigkeiten er ausführen darf. Abgesehen von diesen relativ geringen Unterschieden in der Darstellung ist das Anzeigeinstrument 70 den vorher beschriebenen Anzcigcinstrumcntcn ähnlich.

In Fig. 4 ist noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anzeigeinstruments 90 dargestellt, das in Konstruktion und Wirkungsweise der in Fig. 1 wiedergegebenen Ausfühtungsfonn sehr ähnlich ist. Der Hauptunterschied besteht in der Anordnung der einzelnen Komponenten. Das Anzeigeinstrument 90 verwendet ebenfalls ncbeneinanderliegende beleuchtbare Randfeldcr, die die maximal zulässigen Sink- und Steiggeschwindigkeiten anzeigen. Von dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 unterscheidet sich dieses Anzeigeinstrument 90 nur dadurch, daß die Randfcldcr etwas anders angeordnet sind. Weilerhin enthält die Vorrichtung der Fig. 4 ein Feld »Nicht wenden«, welches in der Mitte des Anzeigcinslrumentcs 90 angeordnet ist.

Auch die Ausführungsform des Anzeigeinstrumentes 100 von Fig. 5 ist denen der Fig. I und 4 sehr ähnlich und besitzt ebenfalls peripher angeordnete belcuchtbare Randfclder. Ebenfalls ist in der Ausführungsform der F-¹Ig. 5 ein belciichtbaresFeld 102 vorgesehen, durch dessen Beleuchtung dem Piloten angezeigt wird, nicht zu steigen; ein weiteres Feld 104 wird beleuchtet, um dem Piloten anzuzeigen, nicht zu sinken. Diese anderen Felder sind in gleicher Weise wie bei den anderen Ausführungsformen angeordnet.

Das in F*g. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel des Anzcigeir.strumentes 110 ist den anderen eben besprochenen Ausführungsoeispielen ebenfalls sehr ähnlieh. Auch seine Betriebsweise ist im wesentlichen dieselbe wie bei den beschriebenen Anzeigeinstrumenten.

In F i g. 7 ist noch eine weitere Ausführungsfonn eines Anzeigeinstrumentes 120 dargestellt, das ein Steiganzeige-Pfeilfeld 122, ein Sinkanzeige-Pfeilfeld 124 und ein Höhe-halten-Feld 126 enthält. Das Anzeigeinstrument 120 gibt in einer etwas anderen Art und Weise die Steiganzeige wieder; das Steiganzeigenfeld 128 besitzt nämlich eine Skala 130 mit einem beweglichen Zeiger 132, der die Form der Außenlinie eines Flugzeugs darstellt. Die Stellung des Zeigers 132 ist davon abhängig, wie weil über dem eigenen Flugzeug ein anderes Flugzeug lliegt. In der Zeichnung ist der Zeiger 132 in einer Stellung wiedergegeben, die die Anwesenheit eines Flugzeugs anzeigt, das ungefähr 800 Fuß über dem eigenen Flugzeug (liegt. Ls zeigt dem Piloten auch an, wie schnell er zulässigcrweisc steigen kann. Wenn er steigt, vermindert sich natürlich der vertikale Absland, solange das hoher !liegende Flugzeug nicht seine Höhe ändert. Das Anzcigeinstrumcnl 20 enthält ebenfalls ein Sinkanzcigefcld 134 für die Sinkgeschwindigkeit, das dem Steiganzcigcfeld für die Sleiggeschwindigkeit ähnlich ist und anzeigt, wie weil unter dem eigenen Flugzeug ein anderes Flugzeug fliegt. Die in Fig. 7 wiedergegebene Stellung des Zeigers des Sinkanzeigcfeldes deutet an, daß innerhalb von 3000 Fuß unter dem Flugzeug kein weiteres Flugzeug vorhanden ist. Es ist daher für das Flugzeug relativ sicher, sogar mit einer relativ schnellen Geschwindigkeit zu sinken, um eine Kollision zu verhindern, wogegen bei einem Steigbefehl die Steiggeschwindigkeit erheblich mehr beschnitten wäre.

In Fig. 8 sind die Höhenbänder dargestellt, die über und unter dem eigenen Flugzeug verlaufen und die in Verbindung mit den wiedergegebenen Anzeigeinstrumenten verwendet werden können. Diese Bänder sind mit A, B, C und I) bezeichnet. Die Zeichnung gibt ebenfalls die typischen Breiten in Fuß für diese Bänder wieder, die zunehmend breiter werden, je weiter sie von dem eigenen Flugzeug weg sind. Das zentrale oder Höhenband besteht in beiden Richtungen

über und unter dem eigenen Flugzeug aus gleichen Abständen und stellt das Band dar, welches den Höhenbereich bestimmt, in dem eine bedrohliche Situation bestehen kann, die dann die Durchführung eines Ausweichmanövers erfordert. Irgendein anderes Flug-

zeug, dessen Entfernung in Beziehung zu dem eigenen Flugzeug in einer Größenordnung liegt, die es notwendig erscheinen läßt, einen Hinweis auf die Gefahr zu geben, wird einen drohenden Zustand nur anzeigen, wenn sich beide Flugzeuge in demselben Möhenband befinden. Hierbei müssen sieh die für zwei oder mehr Flugzeuge zuständigen Höhenbänder überschneiden, damit überhaupt eine derartige Höhenbezichung zwischen ihnen bestehen kann. Wenn zwei oder mehr Flugzeuge sich in den kritischen Entfernungcn und iinlfcrnungsbercichen befinden und wenn sich Flughöhen jedoch derart unterscheiden, daß die Höhenbänder sich nicht in irgendeiner Weise überlappen, dann besteht zwischen diesen Flugzeugen kein Gefahrenzustand, und es wird weder das Aufwärts-, das Abwärts- oder das Höhe-halten-Feld zum Aufleuchten gebracht. Diese Umstände können sogar ausreichen, um beispielsweise eines oder mehrere der Randfelder 28 bis34 oder 40 bis46 von Fig. 1 zum Aufleuchten zu bringen, um dem Piloten anzuzeigen,

wie schnell er zulässigerweise steigen oder sinken kann.

Das Blockschaltbild von Fig. 9 zeigt jene Elemente, durch weiche die zu den verschiedenen Feldern gehörenden Lampen zum Aufleuchten gebracht

werden können.

Gemäß dieser Figur ist ein Höhenmesser 150 vorgesehen, der Ausgangssignale entsprechend der Höhe des eigenen Flugzeugs erzeugt. Diese Sienale werden

einer digitalen Umsctzschaltung 152 zugeführt, die sie in eine geeignete digitale Form umwandelt. (Ebenso ist es jedoch möglich, analoge Signale zu verwenden.) Das Aiisgangssignal der digitalen Umsctzschaltung 152 wird einem der beiden Eingänge einer Vergleichsschaltung 154 zugeführt. Wenn das eigene Flugzeug in dem ihm zugewiesenen Höhenbereich fliegt, erhält es von einer Ziihlerschaltung 156 noch ein weiteres Eingangssignal, das von dem Ausgang eines »Nand«- Gatters 158 ausgelöst ist, das wiederum seine Eingangssignale von einem nicht dargestellten Taktgeber und einem 1 löhensteuerungseingang erhält. Das Ausgangssignal der Zählerschaltung 156 wird mit dem Aiisgangssignal der digitalen Umsetzschaltung 152 in der Vergleichsschaltung 154 verglichen und hieraus ein koinzidentcs Ausgangssignal erzeugt; dieses Signa! wird dann dazu verwendet, um einen Impulsgenerator 160 zu erregen, welcher wiederum Ausgangsimpulse erzeugt, deren Breite und zeitliche Lage das Höhenband des eigenen Flugzeugs festlegen. Die zeitliche Lage und Breite dieser Impulse entspricht gemäß Fig. 8 jenem Höhenband, welches dann in einem vorbestimmten Abstand über und unter dem eigenen Flugzeug verläuft. Dieses Höhenband wird zum Vergleich mit entsprechenden Höhenbändern eines anderen Flugzeuges verwendet, um zu bestimmen, welche Höhenbeziehung zwischen ihnen besteht. Irgendein Überlappen dieser Höhenbänder wird ebenfalls angezeigt. Wenn gleichzeitig bestimmte Entfcrnungs-, Entfernungsänderungs- und Höhenverhältnisse bestehen, die es notwendig erscheinen lassen, ein Warnungssignal zur Durchführung eines Ausweichmanövers abzugeben, dann werden ein oder mehrere der Felder 20, 22 und 24 auf dem Anzeigeinstrument 10 erregt, um hierdurch dem Piloten anzuzeigen, daß er sich auf Kollisionskurs befindet und er daher zur Vermeidung einer Kollision ein Manöver auszuführen hat.

Die von einem anderen Flugzeug empfangenen Eingangssignale werden von dem eigenen Flugzeug über die Leitung 162 geleitet; sobald ein Signal auftritt, wird die negative Flanke der Signale dazu verwendet, um ein Höhensignai zu erzeugen, das dem Höhenband des anderen Flugzeugs entspricht. Zu diesem Zweck wird jedes empfangene Signal einem weiteren Impulsgenerator 164 zugeführt, der Ausgangssignale erzeugt, deren Zeitdauer einem vorgegebenen Höhenband entspricht. Wenn dann das Höhenband des eigenen Flugzeugs, welches durch das Ausgangssignal des Inipulsgenerators 160 dargestellt wird, mit dem Höhenband des anderen Flugzeugs durch Vergleich der Höhenbänder koinzident ist, dann besteht in bezug auf diese beiden Flugzeuge ein Zustand gleicher Höhe.

Die den Impulsgeneratoren 160 und 164 zugeführten Höhensignale werden ebenfalls Flip-Flop-^chaltungen 166 bzw. 168 zugeführt; hier werden sie dann dazu verwendet, zu bestimmen, welches der Flugzeuge, deren Flughöhe miteinander verglichen wird, höher und welches niedriger fliegt. Sobald sich die beiden Flugzeuge auf derselben Höhe befinden und auch die anderen Kriterien zusammenfallen, so daß eine Gefahr besteht, dann bestimmt jenes Flip-Flop 166 oder 168, welches zuerst angesteuert worden ist, welches der beiden Flugzeuge zur Vermeidung einer Kollision sinken und welches steigen soll. Der Aufbau und die Betriebsweise der Flip-Flops 166 und 186 sowie ihrer zugehörigen Schallkreise sind in Fig. 9 nur allgemein dargestellt, da sie keinen Tei der vorliegenden Erfindung bilden.

Die Signale über die Höhenbänder, welche durcl die Impulsgeneratoren 160 und 164 erzeugt werden werden Inverterschaltung^ 170 bzw. 172 zugeführt die ihrerseits ihre Ausgangssignale den Eingängen eines »Nand«-Gattcrs 174 zuführen. Die Ausgangs signale des »Nand«-Gattcrs 174 werden einem weite rc η Impulsgenerator 176 zugeführt, der ein Ausgangs

ίο signal erzeugt, dessen Zeitdauer die Größe de· Höhenbandes A darstellt, das unmittelbar über und unter dem Höhenband angrenzt, in welchem sich da Flugzeug befindet. Hierbei ist noch zu beachten, dal] Ausgangssignale des »Nand«-Gatters 174 nur auf treten, wenn zwischen den miteinander verglichenei Flugzeugen kein Zustand gleicher Höhen besteht Dies bedeutet also, daß ein gewisser zeitlicher Ab stand zwischen den Höhcnsignalcn von zwei Flugzeugen vorhanden sein muß. In diesem Fall erzeugi die Rückllanke des Höhensignals, das zuerst da »Nand«-Gatter 174 erreicht, ein zeitlich genau be stimmtes Signal, durch das der Impulsgenerator 176 getriggert wird. Das erste derartige Signal kann ent weder das Höhensignai des eigenen oder des anderen Flugzeugs sein.

Unmittelbar nachdem das Ende des ersten Höhen signals empfangen worden ist, beginnt somit der Im pulsgenerator 176 ein Signal zu erzeugen; die Daue des von dem Impulsgenerators 176 erzeugten Ausgangssignals stellt dann die Breite des A -Bandes dar Nachdem der Impulsgenerator 176 das A-Höhenband erzeugt hat, löst das Ende dieses Impulses einen weiteren Impulsgenerator 178 aus, der dann für eini weitere vorbestimmte Zeit zu zählen beginnt; dies Zeit entspricht dann der Breite des ß-Bandes übe und unter dem Flugzeug. Auf ähnliche Weise löst da Ende des von dem Impulsgenerator 178 erzeugten Impulses einen dritten Impulsgenerator 180 aus, de ein Ausgangssignal erzeugt, das das C-Band wieder gibt; schließlich löst die Rückdanke des Ausgangs signals des Impulsgenerators 180 noch einen weiterer Impulsgenerator 182 aus, welcher das D-Band dar stellt. Die zeitliche Dauer und daraus die Breite de verschiedenen Bänder kann wie gewünscht gewähl werden; hierbei ist es üblich, daß die Bänder zuneh mend breiter werden, je weiter sie von dem Flugzeug entfernt sind. Die Impulsfolge ist in Fig. 10 dargestellt, in welcher die relativen Längen der Ausgangs impulse der Impulsgencratoren 176,178,180 und 18 dargestellt sind.

Wenn das erste von dem »Nand«-Gatter 174 emp fangene Signal zur Erregung des Impulsgenerator 176 verwendet worden ist, dann wird das Eintreffei eines zweiten Signals zu einem späteren Zeitpunkt und zwar entweder von dem eigenen oder von den anderen Flugzeug, je nachdem, welches Signal zuers ankommt, verwendet, um die entsprechenden Felde des Anzeigeinstruments zu erregen.

Das Ausgangssignal des Impulsgenerators 176, da

dem Band A über und unter dem Band gleicher Höh entspricht, wird als eines der zwei Eingangssignale a »Nand«-Gatter 184 und 186 angelegt Das »Nand« Gatter 184 erhält ebenso die Ausgangnimpulse de Impulsgenerators 164, der Signale des anderes Flg

zeugs verarbeitet Während dieser Zeit wird von dei Impulsgenerator 176 ein Ausgangssignal für da Band A erzeugt; zu einem Zeitpunkt, in welchen« de Impulsgenerator 164 ebenfalls ein Ausgangssignal es

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zeugt, werden beide Ausgangssignale den Eingängen zeugen dann die Inipulsgeneratoren 176, 178, 180 des »Nand«-Gatters 184 zugeführt. Das »Nand«- und 182 dieselben Ausgangssignale wie vorher beGatter 184 erzeugt dann ein Ausgangssignai, das einer schrieben; allerdings beruht dies dann darauf, daß die Inverterschaltung 188 zugeführt wird und von dort Höhensignalc von dem anderen Flugzeug vor den an den Eingang eines weiteren »NatuU-Gatters 190 s Höhcnsignalcn des eigenen Flugzeuges eintreffen, angelegt wird. Das »Nand«-Gatter 190 erhält weitere Diese Signale werden dem »Nand«-Gattcr 186 und Eingangsimpulse einschließlich des Ausgangsimpulses den zugehörigen »Nand«-Gattern 202, 204 und 206 der Flip-Flop-Schaltung 166, die anzeigt, daß das zugeführt. Die anderen Hingänge dieser »Nand«-Gatandere Flugzeug sich über dem eigenen Flugzeug be- ter stammen von dem Impulsgenerator 160. Die an findet. Das »Nand«-Gattcr 190 erhält ebenfalls io den »Nand«-Gattern 186, 202, 204 und 206 erhaltene Signale von dem Kollisionsverhiiiderungsteil. um an- Information kann zusammen mit anderen Signalen, zuzeigen, daß gegenseitige Abstände und Abstands- die den oben beschriebenen ähnlich sind, dazu Veränderungen bestehen, die es notwendig erscheinen wendet werden, wahlweise die Randfelder 40, 42, 44 lassen, auf eine Gefahr hinzuweisen. Wenn alle drei und 46 zu erregen, um die maximal zulässige Smk-Bedingungen eintreffen und das »Nand«-Gatter 190 15 geschwindigkeit anzuzeigen. Fs bestehen dieselben Signale an allen seinen drei Hingängen gleichzeitig Bedingungen für die Erregung dieser »Sink«-Randerhält, dann wird ein Ausgangssignai erregt, um die felde:, wie für die Erregung der »Steige-Randfeldcr, Lampe anzuschalten, die zu dem Randfeld 28 des autwr, daß bei den -Sink«-Randfeldern die Höhcn-Anzeigeinstruments von Fig. I gehört.Dasselbe Aus- impulse des eigenen Flugzeuges nach den Ilöhcngangssignal von dem »Nand«-Gatter 190 ist ebenfalls 20 impulsen des anderen Flugzeuges eintreffen und daß verfügbar, um die anderen Randfclder 30, 32 und 34 an Stelle der Höhenimpulse des anderen Flugzeuges zu erregen und hierdurch dem Piloten anzuzeigen, diese Höhenimpulse von den logischen Kreisen verdaß er zulässigerweise nicht mit einer größeren Ge- wendet werden.

schwindigkeit als ungefähr 200 Fuß/min steigen Diese Sehaltvorgänge können ebenso ausgeführt

kann. ²5 werden, wenn zwei oder mehr Flugzeuge vorhani. 11

Wenn das Ausgangssignal des Impulsgenerators sind, welche außer bei einer bestimmten Höhenüiilc-

164 während der Zeit eintrilft, während der der Im- renz für einander Gefahren darstellen. Dabei wc: u.11

pulsgenerator 178 anstatt des Impulsgenerators 176 gleichzeitig die Randfeldcr erregt und die Pilcvn

ein Ausgangssignal erzeugt, und wenn dann die an- unterrichtet, Ausweichmanöver durchzuführen. IKa-

dercn oben beschriebenen Bedingungen in Verbin- 30 so ist es möglich, einen Zustand zu schaffen, bei ii.ni

dung mit dem Betrieb des »Nand«-Gatters 190 be- ein Pilot gleichzeitig auf seine zulässige Steig- ·ν ti

stehen, erzeugt an Stelle des »Naiid«-Gatters 190 ein Sinkgeschwindigkeit beschränkt wird. Wenn zwei oiWr

zweites »Nand«-Gatter 192 ein Ausgangssignal, das mehr Flugzeuge in verschiedenen Höhenbänderr il.n

an eine zugehörige Inverterschaltung 194 angelegt über oder darunter eine Gefahr darstellen, werJ: 1

wird; diese legt dann ihrerseits ein Signal an ein 35 jene Randfelder erregt, die in bezug auf das amice

»Nand«-Gatter 196 anstatt an das »Nand«-Gatter 190 Flugzeug dem Band entsprechen, das dem eigenen

an. Unter diesen Bedingungen wird dann nicht das Höhenband am nächsten liegt.

Randfeld 28, sondern statt dessen wird das Randfeld Das »Nand«-Gatter 208 erhält die Ausgangssign.ic

30 zusammen mit den Randfeldern 32 und 34 zum der Impulsgeneratoren 160 und 164; sein Ausgang im

Aufleuchten gebracht. Der Pilot kann dann mit einer 40 an dem Impulsgenerator 176 angeschlossen. Wenn un

erheblich größeren Geschwindigkeit als vorher stei- Zustand gleicher Höhe zwischen zwei Flugzeugen b.

gen, die in Fig. 1 ungefähr mit 500 Fuß/min ange- steht, deren Höhe miteinander zu vergleichen ist, dar'-

zeigt ist. Ähnliche Elemente — d. h. »Nand«-Gatter erhält das »Nand«-Gatter 208 Ausgangssignaie von

198 und 200 und die dazugehörigen Inverter und den Impulsgeneraloren 160 und 164. Das »Nand -

Gatter werden zur Erregung der Randfelder 32 und 45 Gatter 208 erzeugt dann ein Ausgangssignal, durch

34 verwendet. Es ist daher nicht notwendig, den Auf- das der Impulsgenerator 176 gesperrt wird. Dadurch

bau und die Betriebsweise dieser Schaltungen im ein- wird die Anordnung an dei Anzeige einer Steig- oder

zelnen zu beschreiben, weil sich im Grunde genom- Sinkwarnung und der Abgabe einer zulässigen Stei^

men nur die oben beschriebenen Schaltungsvorgänge oder Sinkgeschwindigkeit aus demselben Inform a-

wiederholen. 5o tionsteil gehindert Diese Sperrbedingung besteht je-

Wem die Höhensignale des Impulsgenerators 164, doch nur für die Länge des Nachrichtenbereichs, der

welche den von einem anderen Flugzeug empfange- dem Flugzeug zugeteilt ist, das eine Gefahr darstellt;

nen Höhensignalen entsprechen, vor den Höhensigna- in allen anderen zugeteilten Nachrichtenbereichen

len des Impulsgenerators 160 eintreffen, dann befindet findet der Betrieb wie beschrieben statt Das »Nand«-

sich das andere Flugzeug unterhalb des eigenen Flug- 55 Gatter 208 schafft daher einen Sperrbetrieb des Im-

zeuges. Unter diesen Umständen wird dann dci Pilot pulsgenerator 176 in dem Nachrichtenband, in dem

des eigenen Flugzeuges Ober die maximal zulässige tatsächlich ein ein Höhenband bedrohender Zustand

Sinkgeschwindigkeit unterrichtet In diesem FaD er- angezeigt wird. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Vermeidung von JflugzeugkolJisionen, bestehend aus einer Anzeigeeinrichtung für die Höhenänderungsgeschwindigkeit sowie einer Anzeigeeinrichtung für das Steigen, Sinken oder Höhehalten des eigenen Flugzeugs, ' um hierdurch von einem Kollisionskurs mit einem fremden Flugzeug abzuweichen, welches in demselben, in einem vorbestimmtenAbstand über und unter dem eigenen Flugzeug verlaufenden Höhenband des Luftraums fliegt, dadurch gekennzeichnet, daß Höhenbaadfestlegeeinrichtungen (176 bis 182) vorgesehen sind, welche über und unter dem Höhenband des eigenen Flugzeuges wenigstens ein weiteres Höhenband (A, B, C, D) festlegen, und daß Detektoreinrichtungen (184 bis 206) vorgesehen sind, welche auf die Anwesenheit eines anderen Flugzeuges in einem der anderen Höhenbänder (A, B, C, D) ansprechen und welche zur Vermeidung von Manövern, die das eigene Flugzeug auf einen Kollisionskurs mit einem in einem anderen Höhenband (A, B, C, D) fliegenden Flugzeug bringen, die maximal zulässigen Höhenänderungsgeschwindigkeiten anzeigen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Empfangseinrichtung aufweist, welche durch Auswertung von Signalen hinsichtlich der Entfernung, der Entfernungsänderung und der Höhe eines anderen Flugzeugs ein Kreuzen der Kurse der beiden Flugzeuge feststellt, und daß ein Höhenmesser (150) und eine Vergleichsschaltung (154) vorgesehen sind, welche die Höhe des eigenen Flugzeugs bestimmen und mit der Höhe des anderen Flugzeuges vergleichen.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Sperrkreis (208) vorgesehen ist, welcher die Funktionsweise der Detektoreinrichtungen (184 bis 206) sperrt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Höhenbandfestlegeeinrichtungen (176 bis 182) eine Mehrzahl von Höhenbändern (A, B, C, D) festgelegt ist.

5. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenbandfestlegeeinrichtung eine Zähleinrichtung (156) und Gatter (184 bis 206) aufweist.

6. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe mit einer Vergleichsschaltung (154) versehen ist, welche die Köhe des eigenen Rugzeuges mit der Höhe anderer Flugzeuge vergleicht, und daß eine Höhenannäherung festgestellt ist, sobald eine Überlappung von zwei oder mehreren Höhenbändern (A, B, C, D) vorhanden ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkreise (190,196) die Betätigung der Detektoreinrichtungen (184 bis 206) von irgendeinem anderen Flugzeug sperren, sobald der Zustand einer Höhenannäherung des anderen Flugzeuges festgestellt ist.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Flugzeug vorgegebene Zeitperioden zugeteilt sind, in welchen höhenkodierte Signale aussendbar sind.

9. Anordnung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, welche festlegen, ob durch ein höhenkodiertes Signal eines anderen Flugzeuges die Detektoreinrichtungen (184 bis 206) zur Begrenzung der maximalen Steig- oder Sinkgeschwindigkeit zum Ansprechen gebracht werden sollen.

10. Anordnung nach einem der vorangegange- - nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die

Detektoreinrichtungen (184 bis 206) mit Hilfe von Gattern (190,196) gesteuert sind.

11. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtungen (184 bis 206) mit einem Anzeigeinstrument (10, 50, 70, 90, 110) verbunden sind, welches mit Anzeigeelementen (28 bis 34; 40 bis 46; 78 bis 80) versehen ist, die in Abhängigkeit des Höhenabstandes zwischen den beiden Flugzeugen eine visuelle Anzeige der maximal zulässigen Steig- und Sinkgeschwindigkeit anzeigen.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeinstrument (10, 50, 70, 90, 110) zusätzlich Höhenänderungen des eigenen Flugzeuges anzeigt.

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente (28 bis 34, 40 bis 46) entsprechend den einzelnen Höhenbändern (A, B, C, D) im Bereich einer Skala (36) angeordnet sind, entlang welcher die Steig- und Sinkgeschwindigkeit des eigenen Flugzeuges ablesbar ist, und daß diese Anzeigeelemente (28 bis 34; 40 bis 46) in Abhängigkeit der Detektoreinrichtungen (184 bis 206) jeweils für einzelne Höhenbänder (A, B, C, D) erregbar sind.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeslemente in Form einer Mehrzahl von Randfeldern (28 bis 34; 40 bis 46) entlang der Skala (36) angeordnet sind und daß diese Randfelder entsprechend dem Höhenabstand zwischen den beiden Flugzeugen erregbar sind.

15. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeinstrument (120) mit Anzeigeelementen (132) versehen ist, welche direkt den gegenseitigen Höhenabstand zwischen den beiden Flugzeugen anzeigen.