DE2534968A1

DE2534968A1 - Bodennaehe-warnanordnung fuer flugzeuge

Info

Publication number: DE2534968A1
Application number: DE19752534968
Authority: DE
Inventors: Charles D Bateman
Original assignee: Sundstrand Data Control Inc
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1974-10-03
Filing date: 1975-08-05
Publication date: 1976-04-29
Also published as: DE2534968B2; US3922637A; SE7510697L; GB1478940A; JPS5548241B2; DE2534968C3; FR2287079A1; FR2287079B1; JPS5161999A; SE411334B; IT1047670B; AU504299B2; AU8461675A; CA1031847A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodennähe-Warnanordnung und insbesondere eine Warnanordnung, die während eines Landeanflugs ein Bodennähe-Warnsignal erzeugt.

Es wurde bereits eine Bodennähe-Warnanordnung (vgl. US-PS 3 715 718) entwickelt, die aber nicht jede denkbare gefährliche Situation bei der Endphase des Landeanflugs berücksichtigt. Beispielsweise wird der Pilot nicht gewarnt, wenn sich das Flugzeug in voller Landekonfiguration befindet und im Begriff ist, kurz vor der Start- und Landebahn aufzusetzen, wenn kein aktiver Instrumentenlandesystem (ILS)-Gleitweg zur Verfügung steht.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Bodennähe-Warnanordnung anzugeben, die in der Landeanflugphase

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eines Plugzeuges arbeitet, wenn kein ILS-Gleitweg vorhanden ist, wobei das sog. "Plachennavigationssystem" ("Area Navigation System") in Verbindung mit einem Bodenhöhen-Signal verwendet wird, damit das Plugzeug nicht kurz vor der Start-.und Landebahn landet, und

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wobei zum sicheren Betrieb/der Flugzeug-Landung ein Mindestbodenabstand berechnet wird.

Die erfindungsgemäße Warnanordnung verwendet als Eingangssignal das Wegpunkt- oder "Landebahnschwellen-Abs tands-Signal" (distance-to-waypoint signal) des Plächennavigationssystems, wodurch der Endpunkt der Start- und Landebahn bezeichnet wird. Dieses Signal wird von einem Signal überlagert, das eine vorbestimmte Entfernung, z.B. 0,5 Meilen darstellt, um unmittelbar vor dem Aufsetzen eine Fehlwarnung zu vermeiden. Das überlagerte Landebahnschwellen-Abstands-Signal wird dann mittels eines Verstärkers maßstäblich in ein Signal umgesetzt, das für jeden Punkt der Plugzeug-Landebahnanflugkurve einen Mindestbodenabstand darstellt.

Das den Mindestbodenabstand darstellende Signal wird von einem die Ist-Flugzeug-Bodenhöhe darstellenden Signal subtrahiert; wenn das Differenzsignal negativ wird, erhält der Pilot ein Warnsignal.

Durch die Erfindung wird also eine Bodennähe-Warnanordnung angegeben, die auch während eines Landeanflugs arbeitet, indem das Landebahnschwellen- bzw. Wegpunkt- bzw. Waypoint-Signal eines Plächennavigationssystems zusammen mit einem Bodenhöhensignal verwendet wird, um für jeden Punkt während des Flugzeug-Landebahnanflugs einen Mindestbodenabstand zu berechnen. Der

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Mindestbodenabstand wird dann mit der Flugzeug-Ist-Höhe verglichen, und falls er kleiner als ein Mindestwert ist, wird ein Alarm ausgelöst.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anflugkurve zur Start- und Landebahn,

zusammen mit einer berechneten Mindestbodenabstandskurve; und

Fig. 2 das Blockschaltbild einer Schaltung zur Berechnung des Mindestbodenabstands.

Fig. 1 zeigt eine typische Anflugkurve 10 zum Ende der Start- und Landebahn lA. Auf der Horizontalachse 16 in der Darstellung ist die Entfernung vom Ende der Start- und Landebahn in Seemeilen (1 Seemeile = 1,852 km) aufgetragen; auf der Vertikalachse l8 ist die Höhe in ft (Fuß) über dem Ende 12 der Start- und Landebahn angegeben. Um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß eine Flugzeuglandung kurz vor der Start- und Landebahn erfolgt, wird für jeden Punkt längs der Landekurve ein Mindestbodenabstand festgelegt; dieser Mindestbodenabstand-Anflugweg ist in Fig. 1 durch die Kurve 20 dargestellt. Wenn sich das Flugzeug dem Ende 12 der Start- und Landebahn nähert, nimmt der Mindestbodenabstand wie dargestellt ab und erreicht näherungsweise 0,5 Meilen vom Ende der Start- und Landebahn entfernt einen Punkt 22. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erhält der Pilot jedesmal, wenn das Flugzeug unter den Mindestbodenabstand absinkt, ein Hör- oder Sicht-Warnsignal. Die genaue Art des Mindestabstand-Anflugweges ist dadurch bestimmbar, daß in jedem Punkt des Anflugs eine sichere Bodenhöhe beibehalten werden soll, während gleichzeitig die Anzahl der Fehlwarnungen möglichst klein ge-

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halten wird. Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, daß der Pilot innerhalb dieses Gleitweges normale Änderungen vornehmen darf, wobei er aber gleichzeitig immer gewarnt wird, wenn das Plugzeug unter eine ungefährliche Mindesthöhe absinkt.

Dies wird im bevorzugten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung durch Verwendung des Landebahnschwellen-Abstands-Signals des Flächennavigationssystems erreicht. Die Erzeugung und Art dieses Signals ist in der ARINC-Richtlinie 582-2 vom 2. August 1971 unter dem Titel "Mark II Air Transport Area Navigation System" beschrieben und über die Firma

Aeronautical Radios, Inc., 2551 Riva Road, Annapolis, Maryland, erhältlich.

Fig. 2 zeigt für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Berechnung des Mindestabstand-Anflugweges 20 nach Fig. 1 und zur Erzeugung eines Warnsignals, wenn das Flugzeug während einer Bodenannäherung unter den Mindestwert absinkt.

In der Schaltung nach Fig. 2 wird das Landebahn-S3hwellen-Abstands-Signal über eine Leitung 24 eingespeist. Dieses Signal stellt den Abstand in Seemeilen zwischen dem Ende 12 der Start- und Landebahn und dem Flugzeug dar und ist ein Eingangssignal für einen Addierer 26. Das andere Eingangssignal des Addierers 26 ist ein durch eine Signalquelle 28 erzeugtes Konstantsignal und entspricht -0,5 Seemeilen. Die Zahlenwerte für die Höhen und Entfernungen sind in diesem Zusammenhang selbstverständlich nur als beispielhaft anzusehen.

Das Ausgangssignal des Addierers 26, das als Eingangssignal für einen Skalierverstärker 30 dient, stellt somit die Entfernung des Flugzeugs vom Ende der Start- und Landebahn minus 0,5 Meilen dar. Die Verstärkung des

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Skalierverstärkers 30 ist auf ein Verhältnis eingestellt, das die Neigung der Mindestabstandskurve 20 nach Pig. I angibt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt dieses Verhältnis beispielsweise 750/5,5 ft/Seemeilen. Unter Verwendung dieses Verhältnisses hat die Kurve 20 in Fig. 1 einen Mindestabstand von Null ft, wenn das Flugzeug 0,5 Meilen vom Ende der Start- und Landebahn entfernt ist, vgl. den Punkt 22 in Fig. 1. Wenn das Flugzeug dagegen 4 Meilen vom Ende der Start- und Landebahn entfernt ist, beträgt der Mindestbodenabstand 750 ft.

Das Ausgangssignal des Skalierverstärkers 30 wird als Eingangssignal für den invertierenden Eingang eines Addierers 32 verwendet. Das zweite Eingangssignal der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist ein Signal, das die Flugzeug-Bodenhöhe darstellt; es wird über eine Leitung 3^ eingespeist. Dieses Signal wird im Flugzeug normalerweise mittels eines Funkhöhenmessers oder eines "abwärtsgerichteten" Radargerätes erzeugt, mit dem die Laufzeit eines im Flugzeug erzeugten und am Boden reflektierten Funksignals gemessen wird. Dieses Signal dient als zweites oder nicht invertiertes Eingangssignal für den Addierer 32. Der Addierer 32 erzeugt daraus ein positiv bzw. negativ gerichtetes Signal, wenn die Flugzeug-Hohe größer bzw. kleiner als der Mindestabstand ist. Ein Detektor 36 erzeugt abhängig vom Signal des Addierers 32 eine logische 0 bzw. 1, wenn die Ist-Bodenhöhe größer bzw. kleiner als der durch Kurve 20 in Fig. 1 dargestellte und berechnete Mindestabstand ist. Das logische Signal des Detektors 36 dient als Eingangssignal eines UND-Gatters 38. Das andere Eingangssignal des UND-Gatters 38 stammt aus einem Signalgenerator 40. Dieser Signalgenerator ^O spricht auf das Bodenhöhen-Signal auf der Leitung 3^ an und erzeugt eine logische 1 auf einer

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Leitung 42, wenn die Plugzeug-Höhe kleiner als 750 ft ist, d.h. das Gatter 38 wird durchgeschaltet, wenn das Plugzeug tiefer als 750 ft ist.

Im Normalbetrieb, wenn das Plugzeug einen Anflug durchführt und unter 750 ft absinkt, wird die Bodennähe-Warnanordnung demnach über das Gatter 38 durchgeschaltet, und wenn das Plugzeug während des Anflugs unter den berechneten Mindestabstand absinkt, wird auf einer Leitung 44 ein Signal erzeugt, das zur Auslösung eines Alarms verwendet wird. Der Alarm selbst kann ähnlich zu dem in der US-PS 3 715 718 verwendeten Alarm sein.

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Claims

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- 7 Patentansprüche

ί 1./Bodennähe-Warnanordnung für Flugzeuge, mit LandeiSahnschwellen- und Bodenhöhen-Signalen zum Erzeugen eines Warnsignals beim Absinken unter einen Mindestbodenabstand,

gekennzeichnet durch

einen auf das Landebahnschwellen-Signal ansprechenden Signalgenerator für ein Signal, das die Neigung eines Mindestbodenabstand-Anflugweges darstellt;

einen Vergleicher zum Vergleichen des Signals des Signalgenerators mit dem Bodenhöhen-Signal; und

eine auf den Vergleicher ansprechende Einrichtung zum Erzeugen eines Warnsignals, das das Absinken des Plugzeuges unter den Mindestbodenabstand anzeigt.
2. Warnanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Sperrglied, das verhindert, daß das Mindestbodenabstand-Warnsignal während eines vorbestimmten Landeabschnitts erzeugt wird.
3. Warnanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Überlagerungsglied (28) zum Überlagern des Landebahnschwellen-Signals, damit das Mindestbodenabstand-Warnsignal während eines vorbestimmten Landeabschnitts nicht erzeugt wird (Fig. 2).
4. Warnanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Schaltglied zum Durchschalten der Anordnung unterhalb einer vorbestimmten Höhe.
5. Warnanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch

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das Schaltglied mit:

einer auf das Bodenhöhen-Signal ansprechenden Einrichtung (40) zum Erzeugen eines Durchschaltesignals, wenn das Plugzeug unterhalb einer vorbestimmten Höhe ist; und

einem auf das Schaltglied ansprechenden Gatter (38) zum Durchschalten des Warnsignals (Fig. 2).
6. Warnanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Signalgenerator mit einem Skalierverstärker (30) zum Erzeugen eines Signals, das proportional zu einem vorbestimmten Verhältnis ist (Fig. 2).
7. Warnanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis eine vorbestimmte Höhe geteilt durch eine vorbestimmte Entfernung vom Ende der Start- und Landebahn ist.
8. Bodennähe-Warnanordnung für Flugzeuge, mit Landebahnschwellen- und Bodenhöhen-Signalen zum Erzeugen eines Pilot-Warnsignals beim Absinken unter einen Mindestbodenabstand während eines Landeanflugs,

gekennzeichnet durch

einen ersten Addierer (2β) zum Verknüpfen des Landebahnschwellefi-Signals (24) mit einem Überlagerungssignal (28);

einen auf den ersten Addierer (26) ansprechenden Skalierer (30) zum Skalieren des Ausgangssignals des ersten Addierers (26) derart, daß ein Mindestbodenabstand-Anflugweg (20) definiert wird;

einen zweiten Addierer (32) zum Subtrahieren des Ausgangssignals des Skalierers (30) vom Bodenhöhen-Signal (34);

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einen Detektor (36) zum Erzeugen eines ersten logischen Signals, wenn das Ausgangssignal des zweiten Addierers (32) negativ ist, und eines zweiten logischen Signals, wenn das Ausgangssignal des zweiten Addierers (32) positiv ist; und

ein Schaltglied zum Durchschalten eines Warnsignals unterhalb einer vorbestimmten Höhe (Pig. I, 2).
9. Warnanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagerungssignal (28) eine vorbestimmte Entfernung vom Ende der Start- und Landebahn darstellt.
10. Warnanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Skalierer (30) ein auf das Signal des ersten Addierers (26) ansprechender Verstärker ist (Fig. 2).
11. Warnanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung des Verstärkers proportional zum Verhältnis zwischen einer vorbestimmten Höhe und einer vorbestimmten Entfernung von der Start- und Landebahn ist.
12. Warnanordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch das Schaltglted mit:

einer Logik (40) zum Erzeugen eines Schaltsignals, wenn das Plugzeug unter einer bestimmten Höhe ist; und

einem durch das Schaltsignal durchschaltbaren Gatter (38) zur Übertragung des Signals des Detektors (36) an eine Pilot-Alarmeinrichtung (Fig. 2).

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