DE2715262A1

DE2715262A1 - Flugzeug-instrument

Info

Publication number: DE2715262A1
Application number: DE19772715262
Authority: DE
Inventors: Hans Rudolf Muller
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1976-04-05
Filing date: 1977-04-05
Publication date: 1978-02-16
Also published as: US4057782A; FR2347656B1; IT1075477B; SE7702961L; JPS58129300U; FR2347656A1; CA1101111A; JPS52121298A; GB1538022A; JPS6238479Y2; SE434496B

Description

Flugzeug-Instrument

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug-Instrument bzw. -Gerät zur sogenannten"Head up"-Anzeige von vor dem Umgebungs-Hintergrund eingeblendeter Sichtflug-Information für den Flugzeugführer, und zwar in der "Abfangflug" genannten Übergangsphase zwischen dem Anflug und dem Aufsetzen des Flugzeugs auf dem Boden bzw. beim Übergang in den Niedrighöhe-Horizontalflug und während dieses Horizontalfluges.

Es wurden bereits Flugzeug-Instrumente zur Head up-Anzeige entwickelt, die als Fiihrungs- bzw. Lenkhilfe für den Flugzeugführer dienen, damit dieser sein Flugzeug auf einer vorgegebenen Anflug- bzw. Annäherungsbahn zum Ziel hin lenkt (vgl. US-PS 3 128 623, 3 654 8o6 und 3 686 626). Darüber hinaus wurde in der US-PS 3 686 626 bereits eine Abfangflug-Führungseinrichtung zum Abfangen des Flugzeugs vor dem Aufsetzen erwogen.

Die in den US-PS 3 654 8o6 und 3 686 626 angegebenen Head up-Anzeigen verwenden einen halbdurchlässigen Kolli-

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mator-Schirm, in den eine Anstellwinkel- bzw. Steigungs-Skala und Plugbahn-Marken bzw. -Markierungen einblendbar sind, um dem Flugzeugführer beim Ansteuern eines Ziels oder des Aufsetzpunktes eine Leithilfe zur Verfügung zu stellen. In der US-PS 3 Ö16 00^> sind Einzelheiten des Schirms und der Markierungs-Erzeugung dargestellt. In der US-PS 3 85I 303 ist eine Schaltanordnung zur Erzeugung eines komplementierten Anstellwinkel-Signals beschrieben, das die Anstellwinkel-Skala-Markierung ansteuert, ferner eine Positioniereinrichtung für die Einstellung der Flugbahn-Markierung oder eines Balkens während des Anflugs.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Einrichtung zur Steuerung von während des Abfangflugs angezeigten Markierungen sowie eine beim Niedrighöhe-Horizontalflug, z. B. beim Abwerfen einer Ladung aus geringer Höhe, benötigte Head up-Anzeige anzugeben.

Diese Aufgabe wird für ein Flugzeug-Instrument der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch ein von einem Abfang-Auslöse-Signal steuerbaren ersten Stellglied zum Einstellen einer Bezugs-Markierung auf eine Abfang-Position auf dem Bildschirm, und durch ein zweites Stellglied zum Einstellen einer Flugbahn-Markierung gemäi3 einem Abfangflug-Befehl derart, daß der Flugzeugführer das Flugzeug auf die Abfangbahn lenken kann. Die Bezugs-Markierung ist vorzugsweise winkelstabilisiert (d. h. mit konstanten Anstellwinkeln versehen) und wird vom Anflug-Zielpunkt kontinuierlich zum Horizont hin verschoben. Das Flugzeug-Instrument weist ferner einen Mischer auf zur Mischung von Anflug-Befehlen mit den Abfangfiug-Befehlen im umgekehrten Verhältnis als Funktion der Flugzeug-Höhe, um die

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Plugbahn-Markierung kontinuierlich von der Anflugbahn zur Abfangbahn zu verschieben.

KLne erste vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Abfang-Auslöse-Signal durch einen die Plugzeug-Höhe und den Anflugbahn-Winkel steuerbaren Abfang-Auslöse-Detektor derart erzeugbar ist, daß das Abfang-Auslöse-Signal bei einer Höhe ausgelöst wird, die unmittelbar vom Anflugbahn-Winkel abhängt.

:iino zweite vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung weist auf: einen von einem Bodenhöhe-Signal gespeisten Abfangbahn-Generator; ein Differenzierglied zur Differentiation des Bodenhöhe-SignaIs zu einem Höhenänderung-Signal; einen Vertikalbeschleunigung-Signalgenerator; ein das Höhenänderung-Signal und das Vertikalbeschleunigung-Signal verknüpfendes Komplementärfilter zur Erzeugung eines komplementierten Höhenänderung-Signals; und einen Addierer zur Addition des Bodenhöhe-Signals und des komplementierten Höhenänderung-Signals, um daraus ein Abfangflug-Befehl-Signal zu erzeugen.

In einem vorteilhaften AusfUhrungsbeispiel der Erfindung dient eine Stelleinheit zur Einstellung der Markierungen auf dem Bildschirm derart, daß der Flugzeugführer das Flugzeug beispielsweise zum Abwerfen einer Ladung auf eine Flugbahn über dem Boden und im allgemeinen parallel zu diesem bringen kann. Insbesondere ist eine winkelstabillserte erste Markierung entsprechend dem Horizont der Umgebung auf dem Schirm derart angeordnet, daß der Flugzeugführer^inen Zielpunkt angezeigt bekommt. Auf dem Schirm wird ferner eine zweite Markierung dargestellt, wobei der Flugzeugführer das Flugzeug derart steuert, daß dieses durch Ausrichtung der zweiten

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Markierung auf die erste Markierung in einer über dem Boden und im allgemeinen parallel zu diesem verlaufenden Flugbahn fliegt.

'sin weiterer Vorteil ist durch ein Anzeigeglied gegeben, das auf dem Schirm eine Betriebsart-Markierung einblendet, die dem Flugzeugführer eine in geringer Höhe über dem Boden verlaufende Bahn anzeigt.

Durch die Erfindung wird also ein für Flugmanöver in geringer Höhe geeignetes Flugzeug-Instrument, angegeben, das einen reflektierenden Bild- bzw. Leucht-Schirm aufweist, auf dem der Pilot bzw. Flugzeugführer eine Kollimations-Head up-Darsteilung von Flug-FUhrungsinformation vor dem Hintergrund der Außenumgebung sehen kann. Die Führungsinformation weist eine Konstant-Anstellwinkel-Bezugsmarkierung sowie eine Flugbahn-Markierung auf, die entsprechend dem jeweils vorliegenden Flugzeug-Betriebszustand und durch Singriff des Flugzeugführers auf dem Schirm darstellbar sind, um ein Abfangen des Flugzeugs vor dem Aufsetzen zu ermöglichen, oder um den Flugzeugführer derart zu leiten, daß dieser das Flugzeug in eine Flugbahn parallel zum Boden bringt, was beispielsweise für das Abwerfen einer Ladung aus geringer Höhe von Bedeutung ist.

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

Fig. 1 das Flugprofil eines Flugzeugs und mehrere Schirmbilder mit Markierungen, die in der Anflug-, Abfang- und Aufsetzphase eingeblendet werden;

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Fig. 2 das Flugprofil eines Flugzeugs und mehrere Schirmbilder mit Markierungen, die während der Anflugphase und beim Flug parallel zum Boden eingeblendet werden;

Fig. 3 das Blockschaltbild einer SignaIverarbeitungseinheit des erfindungsgemäßen Flugzeug-Instruments;

Fig. 4 das Blockschaltbild eines Abfangflug-Befehl-Signalgenerators; und

Fig. b die räumliche Darstellung einer Steuereinrichtung des Flugzeugführers.

Die vorstehend genannten, bereits entwickelten Flugzeug-Instrumente stellen eine visuelle Hilfe für den Flugzeugführer beim Anflug zur Landung dar. Durch die Erfindung wird eine neuartige Anzeige-Steuerung für das zwischen Anflug und Aufsetzen stattfindende Abfang-Manöver angegeben. Fig. 1 stellt das Flugprofil eines Flugzeugs dar, mit den Bereichen Anflug, Abfangen und Aufsetzen. Ferner sind in Fig. 1 die an bezeichneten Punkten der Flugbahn erzeugten typischen Anzeige-Markierungen dargestellt. Die einzelnen Flugbahn-Skalen und -winkel sind zum besseren Verständnis in verschiedenen Maßstäben dargestellt.

Das Flugzeug 10 bewegt sich auf einer Flugbahn 11 abwärts. Der Flugzeugführer sieht auf seinem Schirm 12 zwei Anstellwinkel-Skalen 13 sowie einen Balken 14, der eine in senkrechter Richtung verschiebliche Flugbahn-Markierung angibt. Während der Anflugphase steuert der Pilot das Flugzeug derart, daß der Balken 14 auf die Aufsetzzone am Anfang der Landebahn 15 ausgerichtet wird. Aus dem senkrechten Maßstab (bezogen auf die Aufsetzzone) geht hervor, daß der Anflugwinkel des Flugzeugs -3° beträgt. Am unteren Rand des

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Schirms 12 zeigen ein Symbol 17 und der Buchstabe F an, daß die Geschwindigkeit des Flugzeugs etwas zu hoch iat.

Im Punkt 20 der Plugbahn, bei 100 ft Höhe, wird die Anstellwinkel-Skala der Anzeige gelöscht und stattdessen eine beleuchtete Abfang-Markierung 21 eingeblendet. Die Lage zweier Punkte der Abfang-Markierung auf dem Schirm gibt den gewählten Anflug-Winkel an. Der Flugzeugführer sorgt dafür, daß die Lage des Balkens 14 mit jener der beiden Punkte der Abfang-Markierung und des Aufsetzpunktes auf der Startbahn übereinstimmt. Das Geschwindigkeits-Symbol 17 zeigt nun an, daß sich das Flugzeug mit Soll-Geschwindigkeit bewegt. Dadurch setzt das Flugzeug seinen Weg auf der ausgewählten Anflug-Bahn fort. Im Abfang-Auslösepunkt, der bei etwa 45 oder 50 ft Höhe liegt, verschieben sich sowohl die Abfang-Symbole 21 als auch der Balken 14 in Richtung Horizont nach oben. Während des Abfang-Manövers steuert der Flugzeugführer das Flugzeug derart, daß die Lage des Balkans mit jener der Punkte der Abfang-Markierung übereinstimmt. Infolge der Bewegung des Zielpunktes und der Flugbahn-Markierung bewegt sich das Flugzeug auf einer exponentiell verlaufenden Bahn auf den Aufsetzpunkt 26 der Startbahn zu. Im dritten Anzeigebild, das die Situation beim Abfang-Auslösepunkt 23 darstellt, zeigen der Buchstabe S und das Geschwindigkeits-Symbol 17 an, daß die Geschwindigkeit des Flugzeugs etwas zu niedrig ist. Im vierten Bild, das sich dem Flugzeugführer im Aufsetzpunkt 26 bietet, befinden sich die Abfang Symbole 21 am Horizont und der Buchstabe S ohne das Geschwindigkeits-Symbol bedeutet, daß die Geschwindigkeit des Flugzeugs nun wesentlich geringer als die gewählte Anflug-Geschwindigkeit ist.

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Die beiden Abfang-Symbole 21 an beiden Seiten des Bildschirms 12 helfen dem Flugzeugführer, das Flugzeug auf die Landebahn auszurichten. Wenn das Flugzeug derart gesteuert wird, daß die Symbole symmetrisch bezüglich der Eckpunkte der Landebahn liegen, ist das Flugzeug korrekt ausgerichtet. Dies ist insbesondere beim Landen mit Seitenwind, d. h. mit einem bestimmten Vorhaltewinkel vorteilhaft.

Durch die Erfindung wird der Flugzeugführer auch mit einer Information versorgt, die bei einer in einem Horizontalflug in geringer Höhe resultierenden Bodenannäherung benötigt wird. Dieses Manöver wird zur Entladung des Flugzeugs verwendet, ohne daß das Flugzeug auf dem Boden aufsetzen muß. Das Flugzeug fliegt in diesem Fall beispielsweise etwa 5 ft über dem Boden und es wird eine auf einer Palette befindliche Last mit Hilfe eines sich entfaltenden Fallschirms durch eine Entlade-Luke abgeworfen. Wenn sich der Fallschirm spannt, zieht er die Palette und die Ladung vom Flugzeug weg. Diese Betriebsart, die in Fig. 2 dargestellt ist, heißt LAPES und ist die Abkürzung von Low Altitude Parachute Ejection System. Umgekehrt kann ein mit Winde und Seil ausgerüstetes Flugzeug_;ohne zu Landen, auch eine Last aufnehmen.

Dieses LAPES-Manöver ist insbesondere zur Belieferung von Versorgungsstationen vorteilhaft,wenn das Flugzeug nicht sicher landen kann, z. B. in Polargebieten, wo die Landebahnen mit Schnee und Eis bedeckt sein können. Das Manöver im Schnee ist besonders schwierig, da in diesem Fall oft kein Sicht-Horizont vorhanden ist und der Schnee keine guten visuellen Bezugspunkte für den Flugzeugführer liefert.

Nach Fig.2 weist die Flugbahn eines Flugzeugs 30 einen Anflugbereich 31, einen Ubergangsbereich 32 und einen Bereich

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auf, der parallel zur Oberfläche des Bodens 34 verläuft. Die sich demFlugzeugführer während des Anflugs darstellende Sichtanzeige (z. B. im Punkt 36) weist wie beim Landeanflug Steigungs-Skalen 13 und einen Flugbahn-Markierungsbalken auf. In der oberen Mitte des Schirms 12 wird das Wort DROP eingeblendet, das dem Flugzeugführer mitteilt, daß die Betriebsart LAPES eingestellt ist. Etwa in 100 ft Höhe (Punkt 37) werden die Steigungs-Skalen und die Markierung DROP gelöscht, Abfang-Symbole 21 dagegen eingeblendet. In etwa 50 ft Höhe (Punkt 38) beginnt der Ubergangsbereich 32 der Flugbahn, vergleichbar mit dem Abfangbereich nach Fig. Die Abfang-Symbole 21 und der Querbalken 14 verschieben sich nach oben zum Horizont hin. Der Flugzeugführer steuert das Flugzeug derart, daß der Balken 14 mit den Punkten der Abfang-Markierungen zusammenfällt. In der dritten Anzeige nach Fig.2 ist der Balken 14 unter den Punkten, d. h. die tatsächliche Flugbahn des Flugzeugs ist tiefer als die Soll-Flugbahn, so daß der Flugzeugführer die Geschwindigkeit und/oder den Anstellwinkel des Flugzeugs erhöhen muß.

Im Punkt 40 wird die DROP-Höhe erreicht und das Flugzeug fliegt horizontal und parallel zum Boden. Die Abfang-Markierungen werden auf den Horizont ausgerichtet und der Flugzeugführer steuert das Flugzeug derart, daß der Balken 14 mit den Punkten zusammenfällt. Der Geschwindigkeitsmesser zeigt an, daß die Geschwindigkeit des Flugzeugs etwas höher als die gewählte Geschwindigkeit ist. Wiederum wird die Markierung DROP eingeblendet, um den Flugzeugführer zu informieren, daß nun die Entladung beginnen kann.

Fig.3 und 4 stellen Blockschaltbilder zur Erzeugung der gezeigten Schirm-Anzeigen dar. Fig.5 zeigt die Steuereinrichtung des Flugzeugführers, mit deren Hilfe die Betriebsart und weitere Parameter eingestellt werden können. Die einzelnen Schaltungen und die zugehörigen Betriebszustände sind

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in den nachfolgenden Figuren näher beschrieben.

Einige der Eingangssignale sind analoge Gleichspannungssignale. Beispielsweise erzeugt ein Steigungs- bzw. Anstellwinkel-Generator 40, der in der US-PS 3 85I 303 beschrieben ist, ein berechnetes Anstellwinkel-Signal θ . Die Höhe des Flugzeugs über dem Boden, die Bodenhöhe h_R,wird von einem Funk-Höhenmesser 41 gemessen. Die Vertikal-Beschleunigung V. des Flugzeugs wird durch einen Vertikal-Beschleunigungsmesser gemessen. Sin Anflugbahn-Befehlssignal K (y+ y_StrL) wird von einem Anflugbahn-Befehl-Signalgenerator 43 abgeleitet, der ebenfalls in der zuletzt genannten US-PS beschrieben ist. Die in Fig.5 dargestellte Steuereinrichtung 45 des Flugzeugführers weist einen Betriebsarten-Schalter 46 auf, der in die Stellung VAM (Landeanflug) oder in die Stellung LAPES gebracht werden kann. Sin drei-poliger Schalter 47 stellt die LAPES-DROP-Höhe ein, z. B. 5i7,5 oder 10 ft.Dekadische Schalter 48 und 49 dienen zur Einstellung der Flugbahn- und Anflug-Geschwindigkeit. Die Steuereinrichtung liefert analoge Ausgangssignale, die die Flugbahn-Geschwindigkeit (Γστντ )» ^die Anflug-Geschwindigkeit und die DROP-Höhe dar-

stellen, ferner wird ein logisches Signal, das die gewählte Betriebsart dars teilt, abgegeben.

Die Signalverarbeitungsanordnung nach Fig. 3 liefert analoge Ausgangssignale, die zur Ansteuerung des Flugbahn-Markierungsbalkens 14 und der Anstellwinkel-Skala sowie der Abfang-Symbole 13 und 21 dienen. Die Beleuchtung der Markierungen DROP, Anstellwinkel-Skala und Abfang-Symbole wird durch logische Signale gesteuert.

Während der Anflugphase des Flugmanövers wird die Anstellwinkel-Skala 14 gemäß dem berechneten Anstellwinkel-Signal Θ*, das in einen Addierer 52 eingespeist wird, eingestellt. Die weiteren EingangsSignaIe des Addierers 52 sind Null.

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Das Anflugbahn-Befehlssignal aus dem Generator 43 wird über einen Multiplizierer 53 und einen Addierer 54 des Signalmischers 55 in einen weiteren Addierer 56 eingespeist. Die Verstärkung des Multiplizierers 53 ist während dieses Abschnitts der Anflugphase 1. Funktion und Arbeitsweise des Signalmischers 55 werden nachstehend näher erläutert. Das Signal Υ"σρ·τ wird im Addierer 56 vom Anflugbahn-Befehlssignal subtrahiert, das Ausgangssignal des Addierers 56 wiederum wird im Addierer 57 zur Erzeugung des Balken-Ansteuerungssignals vom Anstellwinkel-Signal θ abgezogen. Der Flugzeugführer steuert das Flugzeug derart, daß die Lage des Balkens mit dem beabsichtigten Aufsetzpunkt auf der Landebahn zusammenfällt.

Die gewählte A_nfi_Ug_G_esChwindigkeit wird mit der Ist-Luftgeschwindigkeit verglichen und das Ergebnis dieses Vergleichs wird, wie Fig.l und 2 zeigen, zur Beleuchtung der entsprechenden Geschwindigkeits-Markierungen verwendet. Die Luftgeschwindigkeits-Signalverarbeitung ist nicht Gegenstand der Erfindung und somit auch nicht in der Zeichnung dargestellt.

In einer bestimmten Höhe, die ausreichend größer als die Abfang-Auslösehöhe ist, die dem Flugzeugführer mitteilt, daß das Abfang-Manöver in Kürze beginnt, wird die Anstellwinkel-Skala 14 gelöscht und die Abfang-Symbole 21 werden eingeblendet. Dies kann z. B. in einer Höhe von etwa 100 ft durchgeführt werden. Ein Vergleicher 60 vergleicht das Höhensignal mit einem 100 ft-Bezugssignal und erzeugt bei der Höhe 100 ft ein Logik-Ausgangssignal, das zur Beleuchtung der Abfang-Symbole verwendet wird. Ein Inverter 62 erzeugt

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ein Logik-Ausgangssignal für die Anstellwinkel-Skala, die beim Einblenden des Abfang-Symbols gelöscht wird. Das Ausgangssignal des Höhen-Vergleichers 60 bewirkt das Schließen eines Schalters 63, über den im Addierer 52 das Signal zum Signal Θ* addiert wird. Das Abfang-Symbol wird mechanisch auf die Marke 0° der Anstellwinkel-Skala ausgerichtet (vgl. Fig. 11 in der US-PS 3 8l6 005), und die Addition des Signals T"_sk.t bewirkt die Einstellung des Punktes des Abfang-Symbols auf den entsprechenden Flugbahn-Winkel. Der Flugzeugführer setzt seinen Sinkflug längs der Anflugbahn fort, wobei der Balken 14 über die in der Mitte der Abfang-Symbole angeordneten Punkte sowie über den gewünschten Aufsetzpunkt gelegt wird.

Bei der Abfang-Auslösehöhe werden das Abfang-Symbol 21 und der Balken 14 zum Horizont hin nach oben verschoben. Gleichzeitig wird das Balken-Ansteuerungssignal kontinuierlich vom Anflugbahn-Befehlssignal K(Y + T_SEL) zum Abfangflug-Befehlssignal £. verschoben. Ein Vergleicher 65 stellt fest, wenn das Flugzeug die Abfang-Auslösehöhe überschritten hat und betätigt einen Schalter 66, durch den das Signal ίΓορτ in eine Exponentialschaltung 67 eingespeist wird, deren Zeitkonstante Is beträgt. Das Ausgangesignal der Exponentialschaltung 67 beginnt bei Null und nähert sich exponentiell dem Signal y_SEr ^an· Dieses Ausgangssignal wird in die Addierer 52 und 56 eingespeist, wo es jeweils vom Signal Γ"σκ·τ. subtrahiert wird. Auf diese Weise wird das Abfang-Symbol, das durch das Anstellwinkel-Signal θ gesteuert wird, zum Horizont hin verschoben. Der Balken 14 bewegt sich ebenfalls in Richtung zum Horizont hin. Der Flugzeugführer steuert das Flugzeug weiterhin derart, daß die Lage des Balkens mit

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den Punkten des Abfang-Symbols übereinstimmt.

Der Signalmischer 55 arbeitet nach der Abfang-Auslösung und mischt das Anflugbahn-Befehlssignal K(f + y^n>_L) mit dem Abfang-Befehlssignal fc, im umgekehrten Verhältnis und in Abhängigkeit von der Flugzeug-Höhe. Das Abfang-Befehlssignal £,aus dem Generator 69 wird über den Multiplizierer 70 in den Addierer 54 eingespeist. Dabei werden Steuersignale für die Multiplizierer 53 und 70 entsprechend der Flugzeug-Höhe aus einem Steuersignal-Generator 71 abgeleitet. Wenn sich das Flugzeug Über der Abfang-Auslösehöhe befindet, hat das Ausgangssignal des Generators 71 den Wert 1 und das Anflugbahn-Befehlssignal wird ungeschwächt zur Balken-Ansteuerung verwendet. Im Addierer 72 wird der Wert 1 vom Ausgangssignal des Generators 71 subtrahiert und dient als Steuereingang für den Mulziplizierer 70, der oberhalb der Abfang-Auslösehöhe abgeschaltet ist. Unterhalb der Abfang-Auslösehöhe nimmt das Ausgangssignal des Generators 71 abhängig von der Höhe auf 0 ab. Während also die Verstärkung des Multiplizierers 53 verringert wird, erhöht sich jene des Multiplizierers 70. Das Abfang-Befehlssignal l ist an den negativen Eingang des Addierers 54 angeschlossen, da das Steuersignal des Multiplizierers 70 negativ ist. Die Signalmischung wird in einer typischen Anordnung, wenn das Flugzeug unter I5 ft absinkt, in weniger als 1,5 s abgeschlossen.

Die Abfang-Auslösehöhe ist vorzugsweise eine Funktion des Flugbahn-Winkels. Dementsprechend weisen der Vergleicher und der Steuersignal-Generator 71 Eingänge für das Signal TsEL ^auf * Beispielsweise gilt für die Betriebsart LAPES, daß das Abfang-Signal bei einem Flugbahn-Winkel von -3° in 47,5 ft Höhe ausgelöst wird, bei einem Flugbahn-Winkel von -6° dagegen bei 57,5 ft Höhe.

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-VF-

Der Abfang-Befehl-Signalgenerator 69 ist in Fig.4 dargestellt. Der Zusammenhang zwischen Flugzeug-Höhe und -^Sinkgeschwindigkeit ist derart, daß der Weg bis zum Aufsetzpunkt exponentiell verläuft. Das Bodenhöhe-Signal h_R aus dem Funk-Höhenmesser 41 wird Über einen Begrenzer 75 und ein Rauschbegrenzungsfilter 76 in einen Addierer 77 eingespeist. Ein Komplementärfilter 75 erzeugt aus dem Bodenhöhe-Signal h_R bzw. aus dem Vertikalbeschleunigung-Signal V. ein komplementiertes oder Ergänzungs-Höhenänderung-Signal h*. Das Bodenhöhe-Signal wird differenziert und über einen Begrenzer 8l in einen Addierer 82 eingespeist. Das Vertikalbeschleunigung-Signal gelangt Über einen Vierpol 83, einen Begrenzer 84 und einen Tiefpaß 85 ebenfalls in den Addierer 82. Die Summe beider Signale wird über ein Rauschbegrenzungsfilter 86 in einen Skalierer 87 eingespeist, der die Abfang-Zeitkonstante (in diesem Beispiel 3,75 s) einstellt. Das skalierte Höhenänderung-Signal wird im Addierer zum Bodenhöhe-Signal addiert; das Ausgangssignal des Addierers 77 stellt das Abfangflug-Befehlssignal I dar. Der Addierer 77 addiert ein drittes Signal, ein Abfang-Überlagerungssignal, durch das sichergestellt wird, daß das Flugzeug beim Aufsetzen eine endliche Sinkgeschwindigkeit aufweist. Bei einer Abfang-Zeitkonstanten von 3,75 s stellt das Abfang-Uberlagerungssignal eine Höhe von 7,5 ft dar und die Aufsetz-Sinkgeschwindigkeit beträgt 2 ft/s. Das Abfangflug-Befehlssignal kann durch folgende Gleichung berechnet werden:

i=h*r₊ (h_R+hBIAS),

mit: f = Abfang-Zeitkonstante.

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Im Addierer 89 wird ferner das aus dem Differentiator abgeleitete Anstellwinkeländerung-Signal dem Bodenhöhe-Signal additiv überlagert, wodurch eine weitere FUhrungsinform^aion zur Verfügung gestellt wird, die das "Fliegen nach Anzeige" verbessert.

Die LAPES-Betriebsart erfordert mehrere schaltungstechnische Zusätze. Das LAPES-Betriebsart-Logiksignal wird dazu in ein UND-Gatter 93 (vgl. Fig. 3) eingespeist, dessen zweites Eingangssignal das invertierte Ausgangssignal des 100-ft-Höhe-Vergleichers 60 ist. In der Betriebsart LAPES und oberhalb 100 ft Höhe steuert das Ausgangssignal des UND-Gatters 93 über ein ODER-Gatter 94 die Beleuchtung der DROP-Markierung. Bei einer Höhe von 100 ft wird die Anstellwinkel-Skala 14 gelöscht, die Abfangflug-Symbole 21 werden beleuchtet und die DROP-Markierung wird ebenfalls gelöscht. Ein DROP-Höhe-Vergleicher 96 vergleicht die Flugzeug-Höhe mit der an der Steuereinrichtung des Flugzeugführers eingestellten DROP-Höhe. Das Ausgangssignal des Vergleichers ist "I¹¹, solange die Flugzeug-Höhe größer als die DROP-Höhe ist. Wenn die DROP-Höhe erreicht ist, erzeugen das invertierte Ausgangssignal des Vergleichers 96 und das in das UND-Gatter 97 eingespeiste LAPES-Betriebsart-Signal ein Eingangssignal für das ODER-Gatter 94 derart, daß die DROP-Markierung beleuchtet wird.

Das gewählte DROP-Höhe-Signal wird ferner in den Abfangflug-Auslöse-Vergleicher 65 und den MuJtiplizierer-Steuersignal-Generator 7I eingespeist, da die Auslöse-Höhe mit der DROP-Höhe zunehmen muß. Wenn beispielsweise die Abfangflug-Auslösung beim Landeanflug in 30 ft Höhe erfolgt, geschieht dies in der Betriebsart LAPES (mit 10 ft DROP-Höhe)

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bei 47,5 ft Höhe.

ähnliche Höhenüberlagerung wird durch den Abfangflug-Befehlsrechner erzeugt. Das LAPES-Betriebsart-Signal betätigt einen Schalter 98 (vgl. Fig. k) derart, daß im Addierer 99 ein DROP-Höhe-Uberlagerungssignal zum Abfangflug-Uberlagerungssignal addiert wird. Die fUr die Betriebsart LAPES gewählte Geschwindigkeit ist größer als bei der Landung und die Abfangflug-Zeitkonstante kann für eine kürzere Übergangsflugphase verkleinert werden. Das LAPES-Betriebsart-Signal betätigt dann einen Schalter 100 derart, daß ein Skalierer 101 mit einer Zeitkonstanten von 2,5 s für das Bodenhöhe-Änderungssignal ausgewählt wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Flugzeug-Instrument zur "Head up"-Sichtflug-Anzeige, mit -einem durch Beeinflussung der Flugzeug-Höhe und -Geschwindigkeit vertikal verschiebliche und zur Ausrichtung auf ein Ziel dienende Markierungen aufweisenden Bildschirm zur Darstellung von vor dem Umgebungs-Hintergrund einblendbarer Kollimatorflug-FUhrungsinformation für den Flugzeugführer,

gekennzeichnet durch

eine erste Stelleinrichtung zur Einstellung der Markierungen (13, 14, 21) gemäß einer Anflugbahn (DO) bei Annäherung an das Ziel (26) und längs einer sich an die Anflugbahn (20) anschließenden Übergangsbahn (25); und

eine zweite Stelleinrichtung zur Einstellung der Markierungen (13, 14, 21 ) derart, daß der Flugzeugführer das Flugzeug (30) in eine über dem Boden und normalerweise parallel zu diesem verlaufende Flugbahn (33) bringt, um eine Ladung von dem sich in der Luft befindlichen Flugzeug (30) abzuwerfen (Fig. 1, 2).

2. Flugzeug-Instrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

auf dem Bildschirm vertikal verschiebliche erste und zweite Markierungen (14, 21);

eine erste Stelleinheit zur Einstellung der ersten Markierung (14) auf eine vorbestimmte Bildschirm-Position; und

eine zweite Stelleinheit zur Einstellung der zweiten Markierung (21), wobei der Flugzeugführer das Flugzeug derart

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ORIGINAL INSPECTED

steuert, daß dieses durch Ausrichtung der ersten Markierung (14) auf die zweite Markierung (21) in einer über dem Boden und normalerweise parallel zu diesem verlaufender Flugbahn fliegt (Pig. I, 2).

5. F lugzeug-Instrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kinstellung der zweiten Markierung gemäß der Summe aus einem Flugzeug-Höhenänderung-Signal und einem die Differenz zwischen der Ist- und Soll-Bodenhöhe darstellenden Differenzsignal .

4. Flugzeug-Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der Flugzeugführer die Höhe der parallel zum Boden verlaufenden Flugbahn auswählt.

5. Flugzeug-Instrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine durch den Flugzeugführer betätigbare Steuereinheit (45) zur Wahl einer Betriebsart des Flugzeug-Instruments, die eine Flugführungs-Anzeige bei Niedrig-Bodenhöhe erzeugt; und

ein Anzeigeglied, das eine Betriebsart-Markierung auf dem Bildschirm darstellt und dem Flugzeugführer die Niedrig-Bodenhöhe anzeigt (Fig. 5).

6. Flugzeug-Instrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Betätigungsglied zur Steuerung der Betriebsart-Markierung gemäß der durch den Flugzeugführer betätigbaren Steuereinheit und der Flugzeug-Höhe.

7. Flugzeug^Instrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Auslösung einer Übergangsbahn-Anzeige bei einer von der Höhe der parallel zum Boden verlaufenden Flugbahn abhängigen Bodenhöhe.

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8. Flugzeug-Instrument nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Auslösung der Übergangsbahn-Anzeige bei einer vom Winkel der Anflugbahn abhängigen Bodenhöhe.

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