DE2814811A1

DE2814811A1 - Vorrichtung zur ermittlung von kurs- und/oder betriebsdaten bzw. sonstigen flugparametern von luftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2814811A1
Application number: DE19782814811
Authority: DE
Inventors: James Henry Anapol; Arthur Milton Forsythe; Zygmund Reich
Original assignee: Simmonds Precision Products Inc
Current assignee: Simmonds Precision Products Inc
Priority date: 1977-04-05
Filing date: 1978-04-05
Publication date: 1978-10-26
Also published as: CA1120154A; US4212064A; GB1593449A; JPS54400A; FR2386866B1; FR2386866A1

Description

Dipl-Phys. M. Becker Patentanwältin

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^ 7000 Stuttgart 70

Auf dem Haigst 29

ΚΙ.-,Λ·ζ:,_α,,·Μ., Ih,.' -η;:- M B,thr. l^tf.ih 152. 7U(JÜ Stultgan 70 TßfofoU (07Ή) 600306

Telegramme: Independence

Postscheck Stuttgart-Konto 48843-703

RaiJJcisenbank Sluttgart-Sillenbiich (BLZ 60060T95) Konto 45986002

Dresdner Bank Stuttgart

(BLZ 60080000) Konto 7926408

Den 3. April 1978

SIMMONDS PRECISION PRODUCTS, INC.,

White Plains Road,
Tarrytown, N.Y. (V.St.A.)

Vorrichtung zur Ermittlung von Kurs- und/oder Betriebsdaten bzw. sonstigen Flugparametern von Luftfahrzeugen.

(IPC-Klasse vermutlich G 05 D)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie soll vor allem dazu dienen, Linienflugpiloten dabei zu unterstützen, ihre Flugzeuge so zu fliegen, daß sich ein optimaler Wirkungsgrad ergibt, besonders hinsichtlich des Treibstoffverbrauchs.

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Gegenwärtig müssen die Flugzeugbesatzungen zahlreiche Kurven und Tabellen verwenden und komplexe Interpolationen ausführen, damit sie eine Vorstellung von der richtigen Leistungseinstellung, Höhe, Steigungsgeschwindigkeit etc. erhalten und dadurch festlegen können, wie sie ihr Flugzeug optimal fliegen sollen. Diese Tabellen machen es natürlich erforderlich, daß die Besatzung Daten sammelt, z.B. das Bruttogewicht des Flugzeugs, Höhe, Lufttemperatur, wahre Fluggeschwindigkeit, Machzahl etc., was alles Zeit erfordert. Infolgedessen werden .Linienflugzeuge oft nicht mit dem besten Wirkungsgrad betrieben, wodurch große Mengen an Treibstoff verbraucht werden, die man sonst hätte sparen können. Da heute der Treibstoff knapp und teuer ist, ist es besonders wichtig, daß alles unternommen wird, um Treibstoff einzusparen. Hierdurch wird niclit nur insgesamt Energie gespart, sondern auch der Betreiber des Flugzeugs kann seine Betriebskosten wesentlich senken.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche Informationen über die Betriebsbedingungen liefert, die im optimalen Bereich liegen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Die Erfindung verwendet für diese Aufgabe eine spezielle Rechenvorrichtung, eine Steuervorrichtung mit der

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Möglichkeit, Daten einzugeben, und eine Anzeigevorrichtung, mit der die ermittelten Informationen dem Piloten übermittelt werden. Die Steuervorrichtung ermöglicht es dem Piloten, verschiedene Flugparameter einzugeben und ferner, eine gewünschte Betriebsart zu wählen. Diese Information wird der Rechenvorrichtung zugeführt. Zusätzliche Eingangssignale der Rechenvorrichtung sind Daten, die man von dem Instrumentensystem des Flugzeugs erhält, z.B. die Machzahl, Fahrt [Fluggeschwindigkeit), Höhe etc.

Je nach der vom Piloten gewählten Betriebsart und diesen Daten zeigt die Anzeigevorrichtung dann verschiedene Daten an, z.B. optimale Flughöhe, optimale Fahrt, maximale Flughöhe etc. Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung hauptsächlich einen sparsamen Betrieb eines Flugzeugs bezweckt, ermöglicht sie es auch, optimale Einstellungen für andere Zwecke zu berechnen. Z.B. können in der Betriebsart STEIGEN Angaben geliefert werden über die beste Steiggeschwindigkeit, den besten Steigwinkel und über die Einstellungen zum Einfügen in eine Zielflughöhe in einem gewünschten Abstand, und dazu natürlich die Angaben über die Einstellungen für den günstigsten Treibstoffverbrauch.

In der Beschreibung werden für die Begriffe aus der Informa-

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tionsverarbeitung die genormten Begriffe nach DIN 44300 verwendet. Der Begriff CPU wird so verwendet, wie das in der Mikroprozessortechnik gebräuchlich ist, also im Sinne von Zentralprozessor, bzw. im Sinne von "Zentraleinheit · minus Arbeitsspeicher". Gemäß Seite 19 von DIN 44300 schließt der Plural den Singular als Grenzfall nicht aus. Diese Definition gilt auch im vorliegenden Fall.

Da in der Flugtechnik Englisch die lingua franca ist und z.B. Flughöhen in Fuß, Windgeschwindigkeiten in Knoten und Abstände in nautischen Meilen angegeben werden, wurden diese Maße beibehalten und es wurden dort, wo das mögMch war, auch die englischen Fachausdrücke angegeben, da erfahrungsgemäß der Fachmann meist die englischen Ausdrücke leichter versteht als die deutschen.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:

Fig. la eine Anzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung in der "oberen" Betriebsart,

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Fig. Ib die Anzeigevorrichtung der Fig. la in der "unteren" Betriebsart,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Steuervorrichtung,

Fig. 3 eine Tabelle (Tab. III), welche in Form

einer Übersicht verschiedene Betriebsarten darstellt,

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 5 ein geneueres Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bevor im einzelnen erläutert wird, wie bei der Erfindung die verschiedenen Daten verarbeitet werden, um die beratende Information für den Piloten Coder ggf. entsprechende Eingabewerte für einen Autopiloten) zu erhalten, werden die verschiedenen Funktionen diskutiert, die die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls ausführen kann, dazu die verschiedenen Arten von Eingaben und die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelieferten Ausgaben. Die Fig. la und Ib zeigen die Anzeigevorrichtung 10 in ihren beiden Betriebsarten. Die Anzeigevorrichtung 10 ermöglicht die Ausgabe

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von acht numerischen Parametern, je vier auf einer von zwei Skalen, nämlich einer oberen und einer unteren Skala. Ein Schalter 11 an der Anzeigetafel IO dient zur Wahl zwischen "UPPER" (obere Skala) und "LOWER" (untere Skala). Fig. la zeigt die Parameter, die bei der Einstellung auf "UPPER" angezeigt werden. Eine erste Anzeigesektion 13 zeigt das erforderliche Verdichtungsverhältnis des Gondelmotors, abgekürzt POD. Die Anzeigesektion 15 daneben zeigt das erforderliche Verdichtungsverhältnis des Mittelmotors, abgekürzt CTR. Die Anzeigesektion 17 zeigt die einzustellende Längsneigung (pitch attitude), abgekürzt PAT, und die Anzeigesektion 19 die anzustrebende angezeigte Fluggeschwindigkeit (Fahrt), abgekürzt IAS.

Die auf der oberen Skala (Fig. la) angezeigten Parameter sind Befehle, die, wenn sie befolgt werden, dazu führen, daß das angestrebte Ziel für die eingestellte Betriebsart erreicht wird. Die verschiedenen Betriebsarten, welche vom Piloten gewählt werden können, werden nachfolgend im Zusammenhang mit Tab. I im einzelnen beschrieben.

Fig. Ib zeigt die untere Skala. Hier zeigt die Anzeigesektion den Grenzwert des Verdichtungsverhältnisses für einen Gondel-

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motor, abgekürzt POD LIM. In gleicher Weise zeigt die Sektion 15 den Grenzwert des Verdichtungsverhältnisses für den Mittelmotor, abgekürzt CTR LIM. Die Sektion 17 zeigt die optimale Flughöhe, abgekürzt OPT ALT, und die Sektion 19 die maximale Flughöhe, abgekürzt MAX ALT. Die auf der unteren Skala angezeigten Parameter geben Informationen für das Planungsstadium, also die Flugvorbereitung, und für den Vergleich verschiedener Alternativen.

Die Anzeigevorrichtung IO liefert ferner eine alphanumerische Anzeige der jeweiligen Betriebsart, und zwar im Feld 21. Diese Betriebsart wird mittels der nachfolgend beschriebenen Steuertafel der Fig. 2 eingestellt, und die Bedienungsperson kann so Gewißheit erlangen, daß die Rechenvorrichtung auch tatsächlich in die gexv'ünschte Betriebsart gegangen ist. Die Fig. la und Ib zeigen ferner eine gelbe Warnlampe 2 3 mit der Bezeichnung PLNG (für "Planung"). Leuchtet die Lampe 23, so erinnert sie die Bedienungsperson daran, daß die anzeigten numerischen Werte keine Steuerdaten darstellen, die zu diesem Zeitpunkt befolgt werden sollten. Vielmehr geben die verschiedenen Anzeigen dann, wenn sich die Vorrichtung in der Planungs-Betriebsart befindet, eine Information, die benutzt wird, um alternative Flugprofile für zukünftige Flugphasen zu planen.

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Anders gesagt, und wie das im folgenden noch im einzelnen dargestellt werden wird, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur dazu benutzt werden, optimale Betriebsbedingungen für den augenblicklichen Flugabsclmitt festzulegen, sondern durch Eingeben entsprechender Daten kann diese Vorrichtung auch dazu benutzt werden, zukünftige Flugphasen zu planen. Die Anzeigevorrichtung 10 weist ferner eine Leuchtstärkenverstellung 2 5 auf, mit der die Leuchtstärke der Anzeige eingestellt werden kann.

Fig. 2 zeigt die Steuervorrichtung für die erfindungsgemäße Vorrichtung. Sie weist einen Betriebsarten-Wählschalter 27 auf. Dies ist ein drehbarer Wählschalter mit acht Schaltstellungen, welcher die primäre Eetriebsarten-Auswahlsteuerung darstellt. Die acht Schalterstellungen sind:

PF	Phase vor dem Flug	- 9
TO	- Start
CLB	- Steigflug
CRZ	Reiseflug
TBC PEN	Flug durch Turbulenzen
DSNT	- Sinkflug
HLD	Warten
APP	- Anflug
laupt-a^f/	ebsartet hQbey* eine oder mehrere

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Varianten bzw. Unter-Betriebsarten. Zur Auswahl solcher Unter-Betriebsarten dient ein Drucktaster 29 mit der Bezeichnung PAGE. Jede Variante wird mit einem Namen identifiziert, und zwar durch eine Ausgabe- bzw. Anzeigevorrichtung 31 der Steuervorrichtung der Fig. 2. Wenn eine Haupt-Betriebsart erstmals mit dem Drehschalter 27 angewählt wird, geht die Programmseitenautomatik (PAGING) von selbst zur ersten Unter-Betriebsart, welche die am häufigsten verwendete Variante ist, oder diejenige Variante, von der gewünscht wird, daß die Besatzung sie verwendet, um Treibstoff einzusparen. In diesem Fall führt die Vorrichtung ihre Beratungsfunktionen aus, ohne daß ein weiterer Eingriff des Piloten erforderlich ist. Die Fortschaltung der "Seiten" des Programms ist zyklisch. Jedesmal, wenn die Taste 2 9 (PAGE) betätigt wird, geht die Vorrichtung zur nächsten UnterBetriebsart weiter, und nach der letzten Unter-Betriebsart kehrt die Folge zur ersten Unter-Betriebsart zurück. Die als Anlage 1 beigefügte Tabelle I stellt eine Auflistung aller Betriebsarten und verfügbaren Unter-Betriebsarten dar. An dieser Stelle soll ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß wegen der Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Spezial-Rechenvorrichtung und nicht mit fest verdrahteter Logik od. dgl., bei Bedarf "Programmseiten" hinzugefügt, gelöscht oder neu angeordnet werden können, ohne

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die Teile der Schaltung, also die sogenannte Hardware, in irgendeiner Weise zu verändern. In einem solchen Fall muß lediglich die Rechenvorrichtung in der geeigneten Weise neu programmiert werden.

Unterhalb der Taste 29 (PAGE) befindet sich eine Taste 33, welche mit T/D bezeichnet ist. Dies ist die "ZEIT-PRO-ABSTAND" Taste und wird verwendet, um zu bewirken, daß an der Anzeigevorrichtung 31 statt der Angaben über die Unter-Betriebsart eine Anzeige über die für einen bestimmten Abstand erforderliche Zeit erfolgt. Die Verwendung dieser Art von Angabe wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Die Taste 33 ist eine beleuchtete Taste und leuchtet auf, wenn sie sich in der Zeit-Abstands-Betriebsart befindet. Unterhalb der Taste 33 befindet sich eine Taste 35, welche mit DERATE (gedrosselter Betrieb) bezeichnet ist. Diese Taste wird dazu verwendet, einen Betrieb mit reduziertem Schub beim Start oder beim Steigflug einzugeben. Wird diese Taste 35 betätigt, so werden die Empfehlungen für das Verdichtungsverhältnis der Motoren entsprechend der Strategie der Luftfahrtgesellschaft für die Reduzierung dieses Verhältnisses verringert, und die Steigprofile werden entsprechend angepaßt. Wie das derzeit bei den Luftfahrtgesellschaften übliche Praxis ist, muß die Besatzung selbst entscheiden, ob die Startbedingungen die Verwendung eines reduzierten Schubs gestatten. Das bedeutet,

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daß eine solche Entscheidung u.a. abhängig gemacht werden muß von der Länge der Startbahn, dem Zustand der Startbahn, Eis, Schneematsch etc. Die: Taste 35 ist nur wirksam bei den Betriebsarten STARTEN und STEIGEN, und sie betätigt in diesem Fall eine eingebaute Lampe.

Unter der Taste 35 befindet sich eine Taste 37, welche mit ENG OUT (Motorausfall) bezeichnet ist. Diese Taste 37 wird dazu verwendet, der Vorrichtung mitzuteilen, daß ein Motor nicht in Betrieb ist, und sie wird mit einem gelben Licht beleuchtet, wenn ein Motorausfall-Zustand vorliegt. Diese Taste 37 muß in Verbindung mit anderen Eingabevorrichtungen verwendet werden, um die Rechenvorrichtung darüber zu informieren, welcher Motor ausgefallen ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, befindet sich auf der linken Seite der Steuervorrichtung eine Gruppe von 12 Tasten 38-49. Die Tasten 38-47 dienen zur Eingabe der Zahlen 1 bis 0 in den Speicher der Rechenvorrichtung. Eine Speicherstelle des Speichers ist dem Zustand "Motorausfall" zugeordnet, und beim Einschalten der Vorrichtung ist in dieser Speicherstelle ein Wort gespeichert, welches anzeigt, daß alle Motoren in Betrieb sind. Drückt man die Taste 37 "Motorausfall", so wird zunächst das Wort ENG auf der Anzeigevorrichtung 31 angezeigt, und zwar in deren alphanumerischem Teil, welcher durch die

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vier Buchstaben A bezeichnet ist, während der Teil für die Zahlenangaben mit dem Buchstaben N gekennzeichnet ist. Dies ermöglicht es dem Piloten, eine der Zahlentasten dazu zu verwenden, die Nummer des ausgefallenen Motors in die Rechenvorrichtung einzugeben. Wenn z.B. Motor 2 ausgefallen ist, so drückt er die Taste 39 mit der Ziffer 2. Diese Ziffer erscheint dann im numerischen Teil der Anzeige 31 und wird gleichzeitig in die Rechenvorrichtung eingegeben. Diese Möglichkeit kann auch in der Planungs-Betriebsart verwendet werden, um den Ausfall eines Motors durchzuspielen. Z.B. kann der Pilot den Wunsch haben, eine Information hinsichtlich eines Motorausfall-Zustands zu erhalten und dann wieder zum Normalzustande zurückkehren, d.h. daß alle Motoren in Betrieb sind. In diesem Fall drückt er erneut die Taste 37, und wenn er zuvor eingegeben hatte, daß Motor 2 ausgefallen ist, so zeigt die Anzeige 31 die Daten "ENG 2" an. Dieses Wort kann geändert werden, und der Pilot braucht lediglich die Löschtaste 51 zu drücken, um diese Angabe zu löschen, worauf sie aus dem Speicher herausgenommen wird und die Lampe in der Taste 37 erlischt. Immer, wenn ein Motorausfall-Zustand vorliegt, bleibt die Lampe in der Taste 37 erleuchtet. Man kann jede beliebige Kombination von Motoren als ausgefallen eingeben, jedoch besteht die Bedingung, daß ein Motor in Betrieb sein muß. Obwohl es an

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sich nöglich wäre, einen Kotorausfall automatisch in die erfindungsgemäße Vorrichtung einzugeben, ist es doch so, daß ein Motor normalerweise vom Piloten abgeschaltet wird. Auf diese Weise erlaubt es ihm die erfindungsgemäße Vorrichtung, festzustellen, was geschieht, wenn der Motor abgeschaltet wird, und die Vorrichtung unterstützt ihn bei seiner Entscheidung, ob ein Motor abgeschaltet werden soll oder nicht, wobei der Pilot die Information benützt, die auf den Resultaten der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht, und dazu andere Angaben und Überlegungen, die ihn veranlassen können, ein Abschalten in Erwägung zu ziehen.

Rechts neben der Taste 29 (PAGE) befindet sich eine Taste mit der Bezeichnung DATA REQ¹D (Datenanforderung). Diese Taste 54 wird immer dann verwendet, wenn die angewählte Unter-Betriebsart das manuelle Eingeben von Daten erfordert. Die meisten Betriebsarten erfordern ein solches Eingeben nicht. Wenn eine Unter-Betriebsart das Eingeben von Daten erfordert, leuchtet diese Taste auf, und die Anzeigevorrichtung 31 zeigt solange nicht an, bis Daten eingegeben werden. Der Pilot bestätigt die Datenanforderung durch das Drücken der Taste 54, worauf die Anzeigevorrichtung 31 ihm mitteilt, welche Information erforderlich ist. Z.B. könnte sie ihm die Anzeige DIST geben und dadurch zum Ausdruck

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bringen, daß eine Distanzangabe erforderlich ist. In einem solchen Fall gibt der Pilot über die Zahlentasten 38-47 die erforderliche Distanzinformation ein, die gleichzeitig mit der Eingabe von der Anzeigevorrichtung 31 angezeigt wird. Nach der Eingabe drückt der Pilot eine Einfügetaste 50 (INSERT), um diese Daten in die Rechenvorrichtung einzugeben. Hat die Rechenvorrichtung diese Daten akzeptiert, so fordert sie ggf. die nächsten Daten an, wenn solche erforderlich sind. Sind alle erforderlichen Daten eingegeben worden, so erlischt die Lampe in der Taste 54 und die Anzeige 31 kehrt zu ihrer normalen Funktion zurück, die Unter-Betriebsart anzuzeigen.

Obwohl die Tasten 50 und 51 (für Einfügen und Löschen) vorstehend in Verbindung mit der Eingabe bei verschiedenen Arten von Daten erläutert worden sind, wird nun ihre allgemeine Betriebsweise erläutert. Das Drücken der Taste 50 bewirkt, daß die von der Anzeigevorrichtung 31 angezeigten numerischen Daten in die Rechenvorrichtung eingegeben werden. Dies geschieht aber nur, wenn die Lampe in der Taste 50 leuchtet, bevor diese Taste gedrückt wird. Die Vorrichtung ist so ausgelegt, daß die Lampe in der Taste 50 nur aufleuchtet, wenn Information angezeigt wird, die vom Piloten geändert werden kann. Dies ist erforderlich, da ein Teil der

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angezeigten Informationen nicht änderbar ist. Die Löschtaste 51 hat zwei Aufgaben. Zum einen kann sie in üblicher Weise dazu verwendet werden, einen Eingabefehler zu berichtigen, d.h. wenn der Pilot bei der Eingabe einen Fehler macht, kann er diese Daten löschen und erneut mit der Eingabe beginnen, ehe er diese Daten in die Rechenvorrichtung eingibt. Die andere Aufgabe der Löschtaste 51 ist es, Daten zu löschen, die sich bereits in der Rechenvorrichtung befinden. Falls Daten aus der Rechenvorrichtung angezeigt werden und diese Daten änderbar sind, bewirkt das Drücken der Löschtaste 51, daß diese gespeicherten Daten gelöscht werden, daß die Lampe in der Taste 50 aufleuchtet und daß dann neue Daten eingegeben werden können. Die Art und Weise,, wie all das geschieht, wird sich aus der nachfolgenden Beschreibung noch deutlicher ergeben. Die letzte Taste 55 in Fig. 2 ist mit den Buchstaben PLNG bezeichnet. Dies ist die Taste für die Planung-Betriebsart, welche es dem Piloten ermöglicht, die Rechenvorrichtung in eine Planungs-Betriebsart umzuschalten, so daß die Vorrichtung dann nicht in einer dem tatsächlichen Betrieb entsprechenden Betriebsart ist. Wie bereits erläutert, wird es dadurch dem Piloten ermöglicht, für zukünftige Flugphasen vorauszuplanen. Das einmalige Drücken der Taste 5 5 bringt die Vorrichtung in die Planungs-Betriebsart und bewirkt ein Aufleuchten dieser

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Taste sowie der gelben Warnleuchte 2 3 der Anzeigevorrichtung 10, welche bereits beschrieben wurde. Drückt man die Taste 55 nochmals, so verläßt die Vorrichtung die Planungs-Betriebsart und geht in ihre normale Betriebsart zurück, wodurch dis Lampe in der Taste 55 und die Lampe 23 erlöschen.

Wie aus der Beschriftung hervorgeht, haben die Tasten 38-49 eine Doppelfunktion. Sie bilden einerseits eine normale Tastatur, aber dazuhin hat jede Taste noch eine Zusatzfunktion. Jede Taste trägt den Namen eines leistungsorientierten Parameters und kann dazu verwendet werden, diesen Parameter aufzurufen, damit er von der Anzeigevorrichtung 31 angezeigt wird. Im allgemeinen gilt, daß wenn die Taste 50 beleuchtet ist, sich die Tastatur in der numerischen Betriebsart befindet und daß das Drücken einer der Tasten 38-49 bewirkt, daß die entsprechende Ziffer im Anzeigeregister 31 erscheint. Ist die Lampe in der Taste 50 nicht erleuchtet, so befindet sich die Tastatur in der Parameter-Betriebsart, und das Drücken einer Taste bewirkt, daß der Wert des entsprechenden Parameters im Ausgaberegister 31 erscheint. Im allgemeinen wird der Parameter nur solange angezeigt, wie die betreffende Taste gedrückt wird, und wenn die Taste losgelassen wird, kehrt das Anzeigeregister 31 zu seiner normalen Funktion

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zurück. Jedoch interpretiert in manchen Fällen die Vorrichtung das Drücken einer Taste als einen Hinweis, daß der Pilot einen neuen Wert für den Parameter eingeben will. Wenn dies der Fall ist, bewirkt das Drücken der entsprechenden Taste, daß der gegenwärtige Viert des entsprechenden Parameters angezeigt wird und die Taste SO aufleuchtet. Der Pilot kann dann die Anzeige löschen und eine neue Zahl eintasten und dann die Taste 50 drücken, um diese neuen Daten in die Rechenvorrichtung einzugeben. Wenn er die angezeigte Zahl nicht ändern will, braucht er nur die Taste 50 zu drücken, und die Anzeige 31 kehrt zu ihrer normalen Funktion zurück. Das als Ausführungsbeispiel dargestellte System ist speziell für eine Boeing 727 ausgelegt, und die zwölf zugänglichen Parameter eregeben sich aus der als Anlage 2 beigefügten Aufstellung.

Wie im folgenden im einzelnen gezeigt werden wird, erhält die Rechenvorrichtung ständig Eingangs informationen hinsichtlich Treibstoffmenge, Klappenwinkel, Höhe, wahre Luftgeschwindigkeit, Machzahl, statische Temperatur, und Ventilstellungen. Der Pilot gibt andere Informationen ein, die für die Berechnungen erforderlich sind. Die Informationen, welche vom Piloten eingegeben werden, sind in Tabelle II (siehe Anlage 5) aufgelistet. Diese Eingabe erfolgt, wenn

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sich der Wählschalter 2 7 in der Stellung PF, also in der Betriebsart "Vor dem Flug" befindet. Die Codewörter der Tabelle werden dem Piloten im Anzeigeregister 31 angezeigt, und der Pilot gibt die erforderlichen Daten in der oben beschriebenen Weise ein. Wenn sich die Rechenvorrichtung in der Planungs-Betriebsart befindet, können auch die Parameter, welche normalerweise von Sensoren am Flugzeug abgenommen werden, zu Planungszwecken vom Piloten eingegeben werden.

Jedesmal, wenn der Strom erstmals eingeschaltet wird oder wenn ein Stromausfall von genügend langer Dauer dazu geführt hat, daß gespeicherte Werte verlorengegangen sind, erzeugt die Vorrichtung eine Mitteilung an den Piloten, welche ihm die Weisung erteilt, in die Betriebsart PF zu gehen, und zwar erscheint hierzu im Anzeigeregister 31 folgende Nachricht: "GO TO PF".

Die in Fig. 3 wiedergegebene Tabelle III stellt eine Zusammenfassung der Arbeitsweise in den verschiedenen, oben erwähnten Betriebsarten dar. In der linken Tabelle bedeutet die oberste Zeile Betriebsart-Auswahl. In der nächsten Zeile bedeuten die Worte von links nach rechts:

Primäre Betriebsart
Unter-Betriebsart
Gedrosselter Betrieb
Klappe elektrische Eingabe Manuelle Dateneingabe.

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Die Worte POWER UP bedeuten 'Stromeinschaltung¹. Die Worte OFF ON bedeuten 'Aus' bzw. 'Ein'. Das Wort TIME bedeutet •Zeit¹, das Wort DIST bedeutet 'Distanz'. Die schraffierten Flächen bedeuten, daß diese Kombinationen nicht zutreffen. Die übrigen Abkürzungen wurden vorstehend bereits im Text erläutert. In der mittleren Tabelle der Fig. III bedeutet die oberste Zeile: 'Anzeige der Steuervorrichtung'. In der nächsten Zeile steht links: 'Normal' (Taste T/D ausgeschaltet), und rechts steht 'T/D eingeschaltet'. In der dritten Zeile stehen die Worte LEFT = 'links' und RIGHT = 'rechts', sowie das Symbol C/I, welches bedeutet, daß im angegebenen Fall die Vorrichtung ein Löschen der Daten und das Einfügen neuer Daten ermöglicht. Die schraffierten Flächen bedeuten hier, daß die Zeit-Distanz-Betriebsart in diesem Fall nicht aktiv ist. Die Buchstaben aaa bedeuten die Höhe in 100 Fuß, die Buchstaben .mmm die Machzahl, die Angabe h.mm die Zeit in Stunden und Minuten, die Buchstaben dddd den Abstand in nautischen Meilen, und die Angabe f.f den Flugwegwinkel in Graden. Die übrigen Angaben der mittleren Tabelle ergeben sich ebenfalls aus dem vorstehenden Text. In der rechten Tabelle der Fig. III bedeutet die oberste Zeile 'Anzeigevorrichtung' ; die nächste Zeile bedeutet 'Obere Skala¹ bzw. 'Untere Skala¹. Die Angaben der dritten Zeile wurden im vorstehenden Text bereits erläutert. Die schraffierten Flächen in der rechten Tabelle bedeuten, daß die Anzeige nicht aktiv

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ist, und das Wort blak bedeutet, daß keine Anzeige vorhanden ist. Soviel zur Erläuterung der englischsprachigen Angaben in Fig. 3.

Die linke Tabelle von Fig. 3 zeigt die Betriebsart-Auswahlparameter und die notwendigen Eingabedaten. Die mittlere Tabelle zeigt die Daten, die am Ausgaberegister 31 der Steuervorrichtung angezeigt werden, und die rechte Tabelle der Fig. zeigt, was von der Anzeigevorrichtung 10 angezeigt wird. Die mittlere Tabelle zeigt ferner auch die Möglichkeit einer Anzeige der Information "ZEIT-PRO-ABSTAND". Wie diese Tabelle angibt, ist diese Funktion möglich in den Betriebsarten 'Steigflug', 'Reiseflug', 'Durchfliegen von Turbulenzen¹ und 'Abstand'. Die Rechenvorrichtung errechnet ständig die Daten hinsichtlich der für den Flugabstand erforderlichen Zeit, unabhängig davon, ob die Taste 33 der Steuervorrichtung nach Fig. 2 gedrückt wird oder nicht. Das Drücken der Taste 33 bewirkt lediglich eine Anzeige dieses errechneten Wertes. In der Anzeige bedeutet das erste alphanumerische Zeichen den ersten Buchstaben der Unter-Betriebsart-Identifikation. Die nächsten drei Buchstaben geben die Zeit in Stunden und Minuten an, und die letzten vier numerischen Anzeigen geben den Abstand in nautischen Meilen an. Bei den Betriebsarten 'Steigen' und 'Sinken' ist der angezeigte Abstand der Bodenabstand, der noch

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durchflogen werden muß, bis man die Zielflughöhe erreicht unter Verwendung des ausgewählten Flugprofils. Wenn man sich in der Betriebsart 'Reiseflug' oder 'Durchflug durch Turbulenzen¹ befindet, kann der Abstand vom Piloten zu jedem beliebigen Zeitpunkt gesetzt oder redigiert werden unter Verwendung der Tasten 50 und 51, d.h. durch Löschen und neues Eingeben. Der Abstand wird automatisch in Abhängigkeit von der empfohlenen Grundgeschwindigkeit heruntergezählt, d.h. derjenigen Grundgeschwindigkeit, die vorliegen sollte, falls der Pilot die empfohlene Luftgeschwindigkeit IAS einhält, wobei die Windgeschwindigkeit manuell eingegeben ist. Dieser Abstand wird der Reise-Abstand genannt. Der angezeigte Zeitwert ist die Zeit, die erforderlich ist, um den Reise-Abstand unter Verwendung des ausgewählten Unter-Betriebsart-Flugprofils zurückzulegen. Es ist darauf hinzuweisen, daß sich der günstigste Treibstoffverbrauch ergibt, wenn man mit einem variablen Geschwindigkeitsprofil fliegt, bei dem die Geschwindigkeit reduziert wird, wenn sich das Gewicht des Flugzeugs infolge Treibstoffverbrauchs verringert. Jedoch ist es schwierig, die Zeit abzuschätzen, die bei einem variablen Geschwindigkeitsprofil noch zu fliegen ist. Das Drücken der Taste 33 T/D gibt dem Piloten diese Zeitinformation, welche unter Berücksichtigung des Umstands errechnet ist, daß die Geschwindigkeit weiterhin verschieden groß sein wird. Bei Flughöhenänderungen

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ist es zum Zweck eines besonders niedrigen Treibstoffverbrauchs manchmal erforderlich, relativ niedrige Steig- oder Sinkgeschwindigkeiten einzuhalten. Die Zeitangaben und die Angaben über den Abstand zur Zielflughöhe helfen dem Piloten dabei, den Forderungen der Luftverkehrskontrolle zu entsprechen und gleichzeitig Treibstoff einzusparen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat auch einige beratende Warnfunktionen, welche in der Reiseflug-Betriebsart verwendet werden, nachdem das Flugzeug eine bestimmte Flughöhe erreicht hat und nachdem es die Fluggeschwindigkeiten (Fahrt) erreicht hat, die für eine vernünftige Flugzeit empfehlenswert sind. Eine dieser Warnfunktionen ist eine Warnung für einen stufenartigen Steigvorgang; diese Warnung wird gegeben, wenn sich das Flugzeuggewicht so weit verringert hat, daß das Flugzeug 4000 Fuß steigen kann. Dann wird eine blinkende ALT-Anzeige im Anzeigeregister 31 gegeben. Durch Drücken der Taste ALT kann diese Anzeige gelöscht werden, und sie erscheint erneut nach einem Abstand von 10 Minuten, wenn sich der Zustand nicht ändert. Ebenso wird eine Geschwindigkeitswarnung gegeben. Diese tritt auf, wenn sich die Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs um mehr als drei Knoten von der empfohlenen Fluggeschwindigkeit (Fahrt) unterscheidet, wobei sporadische Störungen infolge von Variationen der Windstärke ausgefiltert werden.

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Die Vorrichtung bringt dann eine blinkende IAS-Anzeige im Anzeigeregister 31. Auch diese Anzeige kann gelöscht werden durch Drücken der Taste IAS, und auch sie erscheint nach 10 Minuten erneut, wenn die Geschwindigkeit nicht in den empfohlenen Bereich gebracht wird.

Fig. 2 zeigt auch eine Prüftaste 60, die mit TEST bezeichnet ist. Diese dient zur Prüfung der Lampen und bewirkt, daß alle Segmente aller Anzeigen aufleuchten. Dazuhin leuchten die sechs Drucktasten der Steuerung auf, sowie die Lampe 2 3 PLNG in der Anzeigevorrichtung 10. Die Tasten 29 und 51 sowie die Tasten 38-49 können nicht beleuchtet werden. Außerdem ist eine automatische Überwachungsvorrichtung vorgesehen, iirelche das Durchbrennen eines der Segmente in den alphanumerischen Anzeigen ermittelt, um zu verhindern, daß fehlerhafte Daten dargestellt werden. Eine entsprechende Schaltung bewirkt, daß die ganze Ziffer abgeschaltet wird, wenn die Vorrichtung erfolglos versucht, ein kritisches Segment zum Aufleuchten zu bringen. Ferner hat die Rechenvorrichtung eingebaute Feldprüffunktionen, und wenn ein Fehler entdeckt wird, wird die Anzeige des Anzeigeregisters 31 abgeschaltet und eine Warnung leuchtet im Anzeigeregister 31 der Steuervorrichtung auf, wobei eine Codezahl die Art des Fehlers anzeigt.

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Fig. 4 ist ein schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mittels der die vorstehend beschriebenen Arten von Funktionen ausgeführt werden können. Fig. 4 zeigt die oben beschriebene Anzeigevorrichtung 10 sowie die Steuervorrichtung 24. Beide sind über geeignete Sammelleitungen und 64, über welche Daten und Adressen übertragen werden können, mit einem Mikroprozessor 6 5 verbunden, dem ein Speicher 6 7 zugeordnet ist. Ein Beispiel für einen Rechner, der hier verwendet werden kann, ist der Mikroprozessor SECS 11, der von der Firma Electronic Memories and Magnetics, Severe Environmental Products Division hergestellt wird. Wie bei solchen Vorrichtungen üblich, enthält der Speicher 67 einen Festspeicher, in dem das feste Programm gespeichert wird, sowie einen Direktzugriffsspeicher zum Speicher der ändernden Daten. Der Mikroprozessor 6 5 liefert der Anzeigevorrichtung und der Steuervorrichtung 2 4 entsprechende Ausgabedaten. Von der Steuervorrichtung 24 erhält er Eingabesignale, welche die vorstehend beschriebenen Parameter betreffen. Der Mikroprozessor 6 5 erhält ferner Eingangssignale von Brennstoffmengensensoren 69, Eichungsgliedern 70, Klappenstellungssensoren 82, Abblendsteuerungen 73, die Verdichtungsverhältnisse der Motoren von Sensoren 74, über eine Eingabe 75 die statische Lufttemperatur, die Höhe und die Machzahl, ferner Eingaben 77 von den Nebenluftschaltern, Eingaben von einer

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Abstandsmessungsvorrichtung 78, von den thermischen Anti-Eis-Schaltern, lind Gültigkeitsdaten von den Flugdatencomputern. Die Eingänge von den Sensoren 69, 70 und 73 werden einem Multiplexer 83 zugeführt.

Die analogen Daten im Multiplex-Betrieb werden in einem Analog-Digital-Wandler 8 5 in digitale Daten umgewandelt. Die Ausgangssignale der Sensoren 74, 75 und 78 werden einem Multiplexer 84 zugeführt. Diese Synchro-Daten (Drehmelderdaten) werden in einem Synchro-Digital-Wandler 86 in digitale Daten umgewandelt. Die restlichen Daten sind digitaler Art und werden einem Isolations- und Sammelleitungs-Schnittstellengerät 88 zugeführt.

Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit mehr Einzelheiten. Ein Ausgangssignal von einem Treibstoffmengensensor von jedem Tank, welches Signal in analoger Form ist, wird über eine Leitung 91 einem Signalwandler 93 zugeführt, dessen Ausgangssignal ein Eingangssignal des analogen Multiplexers 83 ist. Dieser Multiplexer 83 erhält ein Eingangssignal von einem zyklischen Adressengenerator 97. Letzterer liefert auch Signale an ein ODER-Glied 99, dessen Ausgangssignale einem Direktzugriffspeicher 101 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des analogen Multiplexers 83 wird über einen A-D-Wandler 85

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als Dateneingang dem Direktzugriffsspeicher 101 zugeführt. Der zyklische Adressengenerator 97 adressiert nacheinander jeden der Eingänge des analogen Multiplexers und bewirkt so., daß die entsprechenden Eingangssignal am Ausgang über den A-D-Wandler 85 dem Direktzugriffsspeicher 101 zugeführt werden. Gleichzeitig mit dem Adressieren des Multiplexers 83 wird auch der Direktzugriffsspeicher 101 adressiert. Es werden also die Daten, welche einer bestimmten Speicherstelle zugeordnet sind, sowohl in Multiplexer 83 und im Speicher 101 angesprochen, so daß in jeder Speicherstelle die richtigen Daten gespeichert werden.

Digitale Eingaben auf den Leitungen 105 werden dem Datenleitungs-Schnittstellengerät 88 zugeführt, welches von einem Adressen-Decodierer 107 adressiert wird. Ein ähnlicher Adressendecodierer 109 ist dem Direktzugriffsspeicher 101 zugeordnet. Da diese Eingaben digitaler Natur sind, brauchen sie nicht umgewandelt und gespeichert zu werden.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung können ferner Winkeleingaben zugeführt werden. Solche Eingangsdaten, z.B. die Machzahl auf der Leitung 109, die Höheneingaben auf den Leitungen 110 und 111, die Daten von der Abgangsmeßvorrichtung DME

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auf den Leitungen 112, 115 und 114, die Verdichtungsverhältnisse EPR auf den Leitungen 115, 116 und 118, sowie die statische Temperatur auf der Leitung 117 werden dem analogen Multiplexer 84 zugeführt, dessen Ausgangssignale dem Synchro-Digital-Umwandler 8 6 zugeführt werden. Das Ausgangssignal von 86 wird einem weiteren Direktzugriffsspeicher 123 zugeführt. Ein weiterer zyklischer Adressengenerator 125 adressiert den analogen Multiplexer 88 sowie den Direktzugriffsspeicher 125 und bewirkt, daß die Hingangs information in den richtigen Speicherstellen gespeichert wird. Auch hier ist ein Verknüpfungsglied 127 in Form einer Mehrzahl von ODER-Gliedern 127, nämlich einem ODER-Glied pro Bit der Adresse und ein Adressen-Decodierer 129 vorgesehen.

Die Information, welche an den verschiedenen Eingabeleitungen verfügbar ist, z.B. den Leitungen 91 und 109, 111, 113, 115, 117 sowie die Information an den Leitungen 105 ist verfügbar entweder in den Direktzugriffsspeichern 101 und 123, oder am Schnittstellengerät 88. In der Mitte von Fig. 5 ist eine CPU 131 dargestellt, welche mit einem Festspeicher 133 für das Programm verbunden ist. (Zum Begriff CPU vgl. die einleitenden Bemerkungen.) In üblicher Weise hat die CPU 131 eine kombinierte Adressen-Daten-Sammelleitung 137. Die

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* - 281481t

US

Sammelleitung 137 ist eine 16 Bit breite, parallele, im Zeit-Multiplexbetrieb arbeitende, bidirektionale Daten-Sammelleitung, welche für Übermittlung von Daten und Adressen dient. Während des Adressenteils eines Zyklus arbeiten die Adressendecodierer parallel, jedoch kann nur der adressierte Modul ansprechen und Daten auf die Leitungen geben.

Die CPU 131 arbeitet entsprechend Programmen, welche im Festspeicher 133 gespeichert sind. Im allgemeinen kann die CPU entsprechend dem gespeicherten Programm beim Einholen von Eingangsdaten über die Sammelleitung 137 jeden der Eingangsmoduln adressieren. Die entsprechenden Adressen-Decodierer 107, 109 und 129 bestimmen, welche der drei Eingabesektionen adressiert wird. Der Rest der Adresse wird dazu verwendet, um über die ODER-Glieder 99 oder 127, oder direkt über das Schnittstellengerät 88 das Speicherbyte auszuwählen, welches gewünscht wird. Die CPU 151 kann also die Direktzugriffsspeicher in derselben Weise adressieren, wie das die zyklischen Adressengeneratoren 97 und 125 tun, und kann so Daten abrufen. Während eines Zugriffs von der CPU 131 werden die zyklischen Adressengeneratoren gesperrt.

Die rechte Seite der Fig. 5 zeigt, wie die Ausgangssignale der Anzeigevorrichtung 10 zugeführt werden und wie der Steuer-

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vorrichtung 26 Eingangssignale entnommen bzw. Ausgangssignale zugeführt werden. Die Ausgangssignale von der CPU 131 auf der Sammelleitung 137 werden über einen Schnittstellenmodul 140 zugeführt. Dieser enthält einen Wort-Byte-Multiplexer 139 und eine Wort-Byte-Adressensteuerung 141. Das Daten-Ausgangssignal auf der Sammelleitung 143 vom Daten-Multiplexer 139 wird einem Direktzugriffsspeicher 145 zugeführt, welcher der Anzeigevorrichtung 10 zugeordnet ist, ferner einem Direktzugriffsspeicher 147, welcher der Steuervorrichtung 12 zugeordnet ist, und einem Daten-Sammelleitungs-Schnittstellengerät 149, welches ebenfalls der Steuervorrichtung 12 zugeordnet ist. Die Adresseninforniation von dem Adressen-Steuergerät 141 auf der Sammelleitung 151 wird einer Adressen-Selbsthaltung 153 in der Anzeigevorrichtung 10 und einer Eingangsadressen-Selbsthaltung 155 in der Steuervorrichtung 12 zugeführt, ferner einer Ausgangsadressen-Selbsthaltung 157, ebenfalls in der Steuervorrichtung 12^. Die Sammelleitung 143 zu den Steuer- und Anzeigevorrichtungen ist eine 8-Bit breite bidirektionale Daten-Sammelleitung im Zeitmultiplexbetrieb. Der Schnittstellenmodul 140 wandelt einfach die 16-Bit breite Sammelleitung um in eine 8-Bit breite Sammelleitung. Bei beiden Sammelleitungen steuern Steuersignale, welche in Fig. nicht dargestellt sind, die Richtung und Funktion der Sammel-

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leitungen. Wenn Daten für die verschiedenen Anzeigen berechnet werden, werden sie entsprechend der gewählten Adresse, die sich in den Adressen-Selbsthaltungen 153 und 155 befindet, in die Direktzugriffsspeicher 146 und 147 übertragen, deren Ausgangssignale über ODER-Glieder 159 und 161 den Direktzugriffsspeichern 146 und 147 zugeführt werden. Dies ist die Anzeigeinformation. Um die Information aus den Direktzugriffsspeichern zu den tatsächlichen Anzeigeregistern herauszuholen, ist ein zyklischer Adressen-Generator 163 in der Anzeigevorrichtung 10 und ein zyklischer Adressen-Generator in der Steuervorrichtung 12 vorgesehen. Die Adressen werden über die ODER-Glieder 159 bzw. 161 zugeführt, um Zugriff zu der richtigen Speicherstelle für die gewünschte Anzeige zu nehmen. Die digitalen Ausgaben von den Speichern 146 und werden über Anzeige-Decodierer-Schreiber 167 bzw. 169 segmentierten Zifferanzeige-Matrizen 171 bzw. 173 zugeführt. Die Anzeige-Matrizen 171 und 173 erhalten auch als Eingangssignale über einen Block 175 bzw. 177 die entsprechende Adresse, die im zyklischen Adressengenerator 163 bzw. 165 erzeugt wurde.

Die Tasten der Tastatur 179 liefern Ausgangssignale, welche einem Codierer 181 zugeführt werden, der in üblicher Weise Selbsthalteglieder aufweist und dessen Ausgang, in ein für den Mikroprozessor geeignetes Format gebracht, dem Daten-

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sammelleitungs-Schnittstellengerät 149 zugeführt wird. Wie bereits erwähnt, wird das Gerät 149 von der Adressen-Selbsthaltung 157 adressiert und ermöglicht es dem Mikroprozessor, die Eingangsdaten von der Steuervorrichtung 12 abzutasten und diese Daten als Ausgangssignale auf der Daten-Sammelleitung 143 zu verwenden und diese Information gemäß den Bedürfnissen des Programms zu verwenden. Ebenso wie bei den zyklischen Adressen-Generatoren für die anderen Speicher sind Mittel vorgesehen, welche feststellen, wenn der zugeordnete Speicher von der CPU 131 adressiert wird und dann ein zyklisches Abfragen verhindern, bis die gewünschten Daten entnommen wurden oder im betreffenden Speicher gespeichert worden sind.

Das bei der vorliegenden Vorrichtung verwendete Programm enthält die wohlbekannten Fluggleichungen, d.h. dieselben Arten von Gleichungen, welche dazu benutzt wurden, die Kurven zu zeichnen, welche sich im Leistungshandbuch (performance book) befinden, das bislang benutzt wurde, um von Hand die Information zu berechnen, welche nun von der erfindungsgemäßen Vorrichtung geliefert wird.

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Tabelle I

Anlage 1

PAS - Betriebsarten, Unterbetriebsarten

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BEZEICHNUNG

PF (PRE-FLIGHT) TO (TAKEOFF)

CLB (CLIMB)

ECON (tfl) STD (tfl) RATE (tfl) ANGL (tfl) ICPT (tfl)

CRZ (Cruise)

ECON (M) CNST (M) MAX (M) ICPT (M)

TBC PEN (TURBULENCE PENETRATION)

DSNT (DESCENT)

ECON (tfl) STD (tfl) RATE (tfl) ANGL (tfl) ICPT (tfl)

HLD (HOLDING)

LINR (Zeit) RCTK (Zeit)

APP (APPROACH)

1530 (fpa)

2540 (fpa)

L30 (fpa) '

L40 (fpa)

BESCHREIBUNG

Wird zum Eingeben von Daten in das System verwendet.

Ergibt die Einstellungen des Motoren-Verdichtungsver= hältnisses EPR beim Start und der eingegebenen Temperatur an der Startbahn

Liefert die Steigprofil angaben bis zur Zielflughöhe tfl

günstigsten Treibstoffverbrauch normalen, festen Geschwindigkeitsplan günstigste Steiggeschwindigkeit günstigsten Steifwinkel

Einfliegen in die Zielflughöhe in einem gew. Abstand

Gibt für den Reiseflug Beratungswerte für die Mach=

zahl M für:

beste spezifische Bodenreichweite gewünschte konstante Machzahl größte verfügbare Geschwindigkeit

Zurücklegen eines gewünschten Abstands in einer ge=

wünschten Zeit bei kleinstem Treibstoffverbrauch (Ge=

schwindigkeit nicht konstant)

Gibt die geeigneten Beratungswerte für das Durchfliegen von Turbulenzen

Liefert die Sinkprofildaten bis zur Zielflughöhe tfl

für:

günstigsten Treibstoffverbrauch normalen, festen Geschwindigkeitsplan günstigste Sinkgeschwindigkeit günstigsten Sinkwinkel

Einfliegen in die Zielflughöhe in einem gew. Abstand.

Liefert Beratungswerte unter Anzeige der Wartezeit, die bis zum Reservetreibstoff verfügbar ist, für:

lineares Warten

Warten in einer rennbahnartigen Wartebahn (racetrack

holding)

Liefert Beratungswerte für den zu wählenden Flugwinkel fpa bei:

Anflugklappen 15°, Landeklappen ■ι pc° ι· An⁰

ο '■
Landeklappen 30

Landeklappen 40 .

Die Angaben vor den Klammern betreffen also jeweils die alphanumerische Anzeige im Feld 31, welche die betreffende Unterbetriebsart im Display anzeigt.

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Anlage 2

te

TASTE PARAMETER

MACH

GS

NGM

4	FF
5	DIST
6	BUF
7	GW
8	IAS
9	TAT
.	FUEL
O	ALT
_	WIND

BEZEICHNUNG

Mach
Grundgeschwindigkeit

Nautische Bodenmeilen pro 1000 lbs-(spezifische Boden-Reichweite) 1 nm = 1,852 km
1 Ib.= 0,454 kg

Treibstoffdurchfluß pro Motor Flugweite bis Treibstoffreserve Schütte!grenze (Buffet Margin) Bruttogewicht

Angezeigte Fahrt
(Fluggeschwindigkeit) Gesamte Lufttemperatur Gesamte Treibstoffmenge Höhe
Windkomponente

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Anlage 3

Tabelle II Reihenfolge der Dateneingabe

CODE PARAMETER

Gewicht naGh Verbrauch des Treibstoffs Reserve- und Ausweichtreibstoff Höhe des Zielflughafens Flugdistanz Durchschnitt!. Reise-Windkomponente Durchschnitt!. Steigungs-Windkomponente Tropopausenhöhe am Gipfel Geplante anfängl. Reiseflughöhe

Außen!ufttemp. in der geplanten Reiseflughöhe

Außen!ufttemp. an der Startbahn

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EINHEITEN

lbs. χ 1000 (1 Ib. = 0,454 kg) lbs. χ 1000 ft. χ 1000 (ft. = 0,3048 m) naut. Meilen (1 nm = 1,852 km)

- KTS (1 Knoten = 1,852 km/h)

- KTS +) ft. χ 1000 ft. x 1000

ί ⁰C ++ϊ

±°C

Fußnoten:

■ +) Ein Zahlenwert von 60 % der Reise-Windkomponente erscheint in der Anzeige, wenn der CLBW-Parameter angefordert wird. Wenn der Pilot über keine bessere Schätzung dieses Werts verfügt, wird empfohlen, diesen Wert zu verwenden.

++) Ein Zahlenwert entsprechend der normalen Tagestemperatur für die geplante Reiseflughöhe wird angezeigt, wenn der CZ°C-Parameter angefordert wird. Dies erleichtert die Eingabe in den Fällen, wo dem Piloten eine Temperaturabweichung und nicht eine Temperatur angegeben wird. Er kann dann im Kopf diese beiden Werte zusammenzählen und das Resultat eingeben.

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Claims

Patentansprüche

1.) Vorrichtung zur Ermittlung von Kurs- und/oder Betriebsdaten bzw. sonstigen Flugparametern von Luftfahrzeugen zur Unterstützung bei der Flugleistungsoptimierung ,
gekennzeichnet durch

a) eine Anzeigevorrichtung (10) zur Anzeige empfohlener Flugparameter für den Piloten,

b) eine Steuervorrichtung (12) mit einer Anordnung (27, 29) zum Einstellen einer Flugzeug-Betriebsart, für welche empfohlene Flugparameter benötigt werden, und

c) eine Rechenvorrichtung (131, 133), der die Betriebsart angebende Ausgangssignale von der Steuervorrichtung (12) als Eingangssignale zuführbar sind, und der ferner Eingangssignale (69-82) von Signalquellen im Flugzeug zuführbar sind, welche Eingangssignale (69-82) tatsächliche ßetriebsparameter darstellen, wobei die Rechenvorrichtung (131, 133) so ausgebildet ist, daß sie die Eingaben von der

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Steuervorrichtung (12) und die Eingaben (69-82) vom Flugzeug entsprechend den Fluggleichungen des Flugzeugs verwertet, auf dem sie eingebaut ist, um als Ausgabe, insbesondere an der Anzeigevorrichtung (1O)₁ die empfohlenen Flugparameter zu liefern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenvorrichtung (131, 13 3) mindestens eine CPU (131) zum Lösen dor Fluggleichungen und einen Festprogrammspeicher (13 3) aufweist, daß die von Stellen aus dein Flugzeug entnommenen Eingangssignale analoge Signals (91), analoge Synchro-Signale (109-118) und digitale Signale (105) aufweisen, und daß eine Vorrichtung (86) zum Umwandeln der analogen Synchro-Signale (109-118) in digitale Information vorgesehen ist«,

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Flugparameter als Eingangssignale (69, 70, 73) in Analogform zugeführt v/erden, andere Flugparameter als Synchro-Signale (77, "79, 8I₅ 82) in Analog form _s weitere Flugparameter als Eingangssignale (77 _s 79, 81, 8 2) in digitaler Form, und daß Vorrichtungen (83, 84, 88) zum Multiplexen jeder dieser drei Datenarten vorgesehen sind.

i^ift^ee -3a-

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Multiplexen und Umwandeln der analogen Daten folgendes aufweist:

a) einen analogen Multiplexer (83) mit mehreren Dateneingängen (91, 93) und einem einzigen Datenausgang sowie einem Adresseneingang, wobei die analogen Parameter den Dateneingängen dieses Multiplexers (83) zuführbar sind;

b) einen A/D-Wandler (85), dessen Eingang mit dem Datenausgang des analogen Multiplexers (83) verbunden ist;

c) einen Direktzugriffsspeicher (101) mit einem Dateneingang, einem Datenausgang und einem Adresseneingang, wobei der Dateneingang dieses Speichers (101) mit dem Ausgang des A/D-Wandlers (85) und sein Datenausgang mit der Rechenvorrichtung (131, 133) verbunden ist; und

d) einen zyklischen Adressengenerator (97) zum zyklischen Adressieren jedes der Eingänge des analogen Multiplexers (83), wobei ein Ausgang dieses Adressengenerators (97) sowohl mit dem

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Adresseneingang des analogen Multiplexers (83) und dem Adresseneingang des Direktzugriffsspeichers (101) verbunden ist, so daß die an den Dateneingängen (91) des analogen Multiplexers (83) vorhandenen Daten nacheinander in Speicherstellen des Direktzugriffsspeichers (101) eingespeichert werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verknüpfungseinrichtung (99) zum Verbinden des Ausgangs des zyklischen Adressengenerators (97) mit dem Eingang des Direktzugriffsspeichers (101) vorgesehen ist, daß mit der Rechenvorrichtung (131, 133) ein Adressen-Decodierer (109) verbunden ist, dem von dort gewünschte Speicherstellenadressen zuführbar sind, wobei der Ausgang des Adressen-Decodierers (109) ebenfalls über die Verknüpfungseinrichtung (99) mit dem Direktzugriffsspeicher (101) verbunden ist, und daß beim Auftreten eines Ausgangssignals vom Adressen-Decodierer (109) der zyklische Adressengenerator (97) sperrbar ist, so daß, wenn eine Speicherstelle des Direktzugriffsspeichers (101) von der Rechenvorrichtung (131, 133) adressiert wird, welche Speicherstelle in digitaler Form einen der analogen

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Eingangsparameter enthält, diese Information der Rechenvorrichtung (131, 133) zuführbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Multiplexen und zum Umwandeln der analogen Synchro-Daten (Drehmelder-Daten) folgendes aufweist:

a) einen analogen Multiplexer (84) mit mehreren Dateneingängen (109-118), einem einzigen Datenausgang sowie einem Adresseneingang, wobei die analogen Parameter den Dateneingängen des analogen Multiplexers (84) zuführbar sind;

b) einen Synchro-Digital-Wandler (86), dessen Eingang mit dem Datenausgang des analogen Multiplexers (84) verbunden ist;

c) einen Direktzugriffsspeicher (123) mit einem Dateneingang, einem Datenausgang und einem Adresseneingang, wobei der Dateneingang des Direktzugriffsspeichers (123) mit dem Ausgang des Synchro-Digital-Wandlers (86) und sein Datenausgang mit der Rechenvorrichtung (131, 133) verbunden ist;

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d) einen zyklischen Adressengenerator (125) zum zyklischen Adressieren jedes der Eingänge des analogen Multiplexers (84), mit einem Ausgang, der sowohl mit dem Adresseneingang des analogen Multiplexers (84) und dem Adresseneingang des Direktzugriffsspeichers (123) verbunden ist, so daß die an den Dateneingängen des analogen Multiplexers (84) vorhandenen Daten nacheinander in Speicherstellen des Direktzugriffsspeichers (123) eingespeichert werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß daß eine Verknüpfungseinrichtung (127) zum Verbinden des Ausgangs des zyklischen Adressengenerators (125) mit dem Eingang des Direktzugriffsspeichers (123) vorgesehen ist, daß mit der Rechenvorrichtung (131, 133) ein Adressen-Decodierer (129) verbunden ist, dem von dort gewünschte Speicherstellenadressen zuführbar sind, wobei der Ausgang des Adressen-Decodierers (129) ebenfalls über die Verknüpfungseinrichtung (127) mit dem Direktzugriffsspeicher (123) verbunden ist,, und daß beim Auftreten eines Ausgangssignals vom Adressen-Decodierer (129) der zyklische Adressengenerator (125) sperrbar ist, so daß, wenn eine Speicherstelle des Direktzugriffsspeichers (123) von der Rechenvorrichtung (13I₂ 133) adressiert wird,

— / 3. —

Speicherstelle in digitaler Form einen der analogen Eingangsparameter enthält, diese Information der Rechenvorrichtung (131, 133) zuführbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Multiplexen der digitalen Daten ein Datensammelleitungs-Schnittstellengerät (88) aufweist, das mehrere Eingänge (105), einen Einzelwort-Ausgang und einen Adresseneingang aufweist, daß ferner ein Adressen-Decodierer (107) vorgesehen ist, dem Signale von der Rechenvorrichtung (131, 133) zuführbar sind und der dem Schnittstellengerät (88) Adresseninformationen zuführt, und daß der Ausgang dieses Schnittstellengerätes (88) mit der Rechenvorrichtung (131, 133) verbunden ist, so daß letztere dieses Schnittstellengerät (88) adressieren kann, um diesem selektiv irgendeines seiner individuellen digitalen Eingangssignale zu entnehmen.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (10) folgende Teile aufweist:

.-8a-

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a) einen Direktzugriffsspeicher (146) zum Speichern von der anzuzeigenden Information zugeordneten Datenworten;

b) eine segmentierte digitale Anzeigenmatrix (171);

c) erste und zweite Decodierer-Treiber (167, 175), welche X- und Y-Eingangssignale für die Matrix (171) erzeugen; und

d) einen zyklischen Adressengenerator (163), dessen Ausgang mit dem Direktzugriffsspeicher (146) und einem der Decodierer-Treiber (175) verbunden ist, während der andere Decodierer-Treiber (167) seine Eingangssignale vom Direktzugriffsspeicher (146) erhält.

10. Vorrichtung nach·Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (10) ferner folgende Teile aufweist:

a) eine in der Verbindung vom üblichen Adressengenerator (163) zum Direktzugriffsspeicher (146) angeordnete Verknüpfungseinrichtung (159);

b) eine Ädressen-Selbsthaltung (153) , deren Eingang mit der Rechenvorrichtung (131, 133) verbunden ist

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·* y a ~

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und deren Ausgang über die Verknüpfungseinrichtung (159) mit dem Direktzugriffsspeicher (146) verbunden ist, wobei die Adressen-Selbsthaltung (153) beim Eingang einer Adresse von der Rechenvorrichtung (131, 133) den zyklischen Adressengenerator (165) sperrt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (12) folgende Teile aufweist:

a) einen Anzeigeteil mit

1. einem Direktzugriffsspeicher (147) zum Speichern von Datenworten, welche der anzuzeigenden Information zugeordnet sind;

2. eine segmentierte digitale Anzeigematrix (173);

3. erste und zweite Anzeige-Decodierer-Treiber (169 und 177), welche X- und Y-Eingangssignale für die Matrix (17 3) erzeugen; und

4. einen zyklischen Adressengenerator (165), dessen Ausgang mit dem Direktzugriffsspeicher (147) und einem der Decodierer-Treiber (177) verbunden ist, während der andere Decodierer-Treiber (169) seine Eingangssignale vom Direktzugriffsspeicher (147) erhält; und

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b) einen Eingabeteil mit

1. einer Tastatur (179) mit Eingabetasten;

2. einem Codierer (181), dessen Eingang die Ausgangssignale der Tastatur (179) zuführbar sind und der an seinem Ausgang für die Eingabetasten repräsentative codierte Daten liefert;

3. ein Schnittstellengerät (149) für den Übergang auf eine Datensainmelleitung (143), dessen Eingang mit dem Ausgang des Codierers (181) verbunden ist und dessen Ausgangs signale der Rechenvorrichtung (131, 13 3) zuführbar sind; und

4. eine Adressen-Selbsthaltung (157), der von der Rechenvorrichtung (131, 133) Adressendaten zuführbar sind, und deren Ausgangssignale dem Schnittstellengerät (149) zuführbar sind, um selektiv Daten vom Eingabeteil (179, 181) der Rechenvorrichtung (131, 133) zuzuführen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenvorrichtung (131, 133) über einen Schnittstellenmodul (140) mit der Anzeigevorrichtung (10) und der Steuervorrichtung (12) verbunden ist, daß der Schnittstellenmodul (140) einen Wort-Byte-Multiplexer (139) aufweist, dessen Ausgang mit den Direktzugriffsspeichern

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-Ha-

(146, 147) in Anzeige- und Steuervorrichtung (10 u. 12) und mit dem Datensammelleitungs-Schnittstellengerät (149) verbunden ist, und daß er ferner eine Wort-Byte-Adressensteuerung (141) aufweist, deren Ausgang mit den Adressenselbsthaltungen (153, 155, 157) in der Anzeigevorrichtung (10) sowie dem Anzeigeteil und dem Eingabeteil der Steuervorrichtung (12) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenvorrichtung (131, 133) eine kombinierte 16-Bit-Sammelleitung (137) für Daten, Adressen und Steuerung aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittstellenmodul (140), der die Rechenvorrichtung (131, 133) mit der Anzeige- und der Steuervorrichtung (10 u. 12) verbindet, in der Weise ausgebildet ist, daß er die 16-Bits in eine 8-Bit-Adressen-Sammelleitung (151) und eine 8-Bit-Daten-Sanmelleitung (143) umsetzt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltvorrichtung (11) zum Umschalten der Anzeigevorrichtung (10) zwischen einer ersten, oberen

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- 12 a -

Skala (Fig. la) und einer zweiten, unteren Skala (Fig· vorgesehen ist, um so die Zahl der von der Anzeigevorrichtung (10) anzeigbaren Parameter zu verdoppeln.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (10) Anzeigemittel (13, 15, 17, 19) für erste, z\v^reite, dritte und vierte Parameter sowie eine Eetriebsartenanzeige (21) für die an der Steuervorrichtung (12) ausgewählte (27) Betriebsart aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (10) in der Weise ausgebildet ist, daß sie auf der oberen Skala (Fig. la) das erforderliche Gondelmotoren-Verdichtungsverhältnis (13-POD), das erforderliche Mittelmotoren-Verdichtungsverhältnis (15-CTR), die empfohlene Längsneigung (17-AT) und die empfohlene Fahrt (19-IAS) anzeigt, und daß sie auf der unteren Skala (Fig. Ib) den Grenzwert des Gondel-Kotoren-Verdichtungsverhältnisses (POD LIM), den Grenzwert des Mittelmotoren-Verdichtungsverhältnisses (CTRLIM), die optimale Flughöhe (OPT ALT) und die maximale Flughöhe (MAX ALT) anzeigt.

-13 a -

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28U811 - 13 r -

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder nach Anspruch 17, rückbezogen auf Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (12) einen Anzeigeteil (31) zum Anzeigen einer vierstelligen alphanumerischen Größe (Fig. 2: AAAA) und einer vierstelligen numerischen Größe (Fig. 2: N.N.N.N.) und ferner einen Eingabeteil aufweist, der numerische Eingabetasten (38-49) und einen Betriebsarten-Wählschalter (27) aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsarten-Wählschalter (27) zur Einstellung auf die Betriebsarten Vor-dem-Flug, Start, Steigflug, Reiseflug, Flug-durch-Turbulenzen, Sinkflug, Warten, und Landeanflug ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der numerischen Eingabetasten (38-49) auch in einer Betriebsart betreibbar ist, in der angeforderte Daten angezeigt werden, und daß eine zusätzliche Taste (54) für Datenanforderung vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenvorrichtung (131, 133) auch zur

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Berechnung der für Wegstrecken erforderlichen Flugzeiten ausgebildet ist, und daß die Steuervorrichtung (12) auch eine Taste od. dgl. (33, T/D) zum Übergang in diese Berechnungsart aufweist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der einstellbaren Betriebsarten Unterbetriebsarten aufweisen, und daß die Steuervorrichtung (12) eine Anordnung (29, PAGE) zur Auswahl einer dieser Unterbetriebsarten aufweist (Fig. 2).

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (12) eine Anordnung (37, ENG OUT) zum Einleiten eines simulierten Motorausfallzustandes aufweist, um vor dem Abschalten eines Motors empfohlene Flugparameter für einen solchen Ausfallzustand ermitteln zu können.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (12) eine Anordnung (35, DERATE) zum Einleiten einer gedrosseltem Motorbetrieb entsprechenden Betriebsart aufweist, so daß Parameter für einen solchen gedrosselten Betrieb errechenbar sind.

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25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenvorrichtung (131, 153) zum Betrieb in einer Planungs-Betriebsart (unter Vervendung simulierter Eingangsdaten) ausgebildet ist und eine der Steuervorrichtung (12) zugeordnete Anordnung (55, PLNG) zum Einleiten einer Planungs-Betriebsart aufweist, und daß den numerischen Eingabetasten (38-49) Anordnungen (5O-INSERT; 51-CLEAR) zum Einfügen und Löschen von Daten zugeordnet sind, so daß Information hinsichtlich simulierter Betriebsbedingungen mittels der numerischen Tastatur (38-49) einfügbar ist und die Rechenvorrichtung (131, 13 3) daraus empfohlene Flugparameter für den simulierten Zustand errechnet.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigevorrichtung (23-PLGN) vorgesehen ist, welche anzeigt, daß sich die ausgegebenen Daten auf eine Planungs-Betriebsart beziehen.

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