DE2819761A1 - Verfahren und vorrichtung zur flugzeugsteuerung mittels leuchtender richtmarkenaufzeichnung - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur flugzeugsteuerung mittels leuchtender richtmarkenaufzeichnungInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Flugzeugsteuerung mittels leuchtender Richtmarkenaufzeichnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugs, beispielshalber eines
Drehflügel-Flugzeuges unter Verwendung eines Aufzeichnungssystems, bei dem zur Anzeige und Meldung der verschiedenen
zur Flugzeugsteuerung erforderlichen Informationen leuchtende Entsprechungen vorzugsweise jedoch
nicht ausschließlich auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs
geworfen werden, so daß für den Piloten die oben erwähnten Informationen sichtbar sind, ohne daß er seinen
Blick von der Außenwelt abwenden muß.
Es ist jedoch zunächst klarzustellen, daß sich die Erfindung nicht auf ein Aufzeichnungs- und Meldesystem beonderer
Art bezieht. Es ist jedoch besonders zweckmäßig geeignet für die Systeme, die in den französischen Patentschriften
Nr. 75 22 604, sowie den Zusatzpatentschriften
76 04 355, 76 35 971 und 77 09 997 der Anmelderin offenbart
wurden.
Es ist im allgemeinen bekannt, daß derartige Aufzeichnungsund Meldesysteme im wesentlichen zumindest einen Wandler,
der die Informationen, die den analogen und numerischen
Daten entsprechen, die man dem Piloten zur Verfügung stellen möchte, in entsprechende Leuchtsignale umwandelt, einen
übertragungsteil, durch das diese Leuchtsignale kanalisiert und an einen Bildformerteil übertragen werden,
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und ein Projektionsteil aufweisen, durch das die so gewonnenen Bilder auf die Windschutzscheibe des Flugzeuges,
vorzugsweise auf der Achse des Blickfeldes des Piloten geworfen werden.
In derartigen Systemen können eine Anzahl von Bildformereinrichtungen
verwendet werden, die einem oder mehreren optischen Mischern zugeordnet sind, so daß mittels
eines Projektionsteils mehrere unbewegliche oder bewegliche Objekte in ein und demselben Gesichtsfeld erzeugt
werden.
Gleichermaßen ist es möglich, Bildformereinrichtungen zu verwenden, die so ausgebildet sind, daß mehrere bewegliche
oder unbewegliche Objekte übereinanderliegend erzeugt werden können.
Diese Systeme können darüber hinaus die Formereinrichtung
eines Bildes verwenden, die aus mehreren diskreten Zellen (z.B. Flüssigkristallzellen oder aus Anordnungen der Emitterenden
optischer Fasern) bestehen, wobei jede dieser Zellen einem oder mehreren dieser verschiedenen beweglichen
oder festen Objekte zugeordnet sein kann.
In den angegebenen Systemen verfolgt die Erfindung im wesentlichen
das Ziel eine Zusammenstellung oder Kombination von Objekten zu projektieren, die für den Pilo-ten
des Flugzeuges die möglichst zweckmäßigste und funktionellste ist und die mit den angewandten Verfahren verträglich
ist.
Zu diesem Zweck besteht das auf die Windschutzscheibe des Flugzeuges projektierte Bild nach einem Merkmal der Erfindung
zumindest aus drei Leuchtstufen oder -marken, die
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sich nach den Graduierungen der jeweiligen drei Skalen parallel zur symmetrischen Längsebene des Flugzeuges,
d.h. einer mittleren Skala und zwei Seitenskalen verschieben können.
Somit kann die mittlere Stufe den Neigungswinkel des Flugzeuges darstellen, während die beiden Seitenstufen
sich synchron verschieben können und den Geschwindigkeitswektor
des Flugzeugs wiedergeben.
Nach einer weiteren analogen Ausführungsform kann die
mittlere Stufe repräsentativ sein für die Abweichung Δ fr
der Neigungtf" des Flugzeugs, während die beiden Seitenstufen
darstellend sind für die Stellung des Handgashebels, wobei die Steuerung mit Nullabweichung zwischen den Richtmarken,
die Aufrechterhaltung der Anflugsgeschwindigkeit des Flugzeuges gewährleisten.
Darüber hinaus kann das auf die Windschutzscheibe des Flugzeuges geworfene Bild mehrere Objekte oder Leuchtstufen
umfassen, die sich auf der gleichen Skala verschieben können.
Beispielshalber kann jede der beiden Seitenskalen zwei bewegliche Stufen aufweisen, die z.B. zwei verschiedenen
Parametern des Flugzeugs zugeordnet sind, wobei die eine bzw. andere synchronisierte Stufe der beiden Skalen ein
und denselben Parameter entsprechen.
Diese Kombination stellt außer der Tatsache, daß sie den
Wert der verschiedenen Parameter anzeigt, noch den Vorteil dar, daß durch sie ein Messen der Abweichungen zwi-
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sehen diesen verschiedenen Parametern gegenüber den Bezugspunkten der Außenwelt (drei mögliche Kombinationen)
unter Umständen möglich ist.
Zur Unterscheidung der den verschiednen Parametern zugeordneten unterschiedlichen Stufen können für die nicht
auf derselben Skala liegenden Stufen abweichende Farben verwendet werden. Demgegenüber können zur Unterscheidung
der auf der gleichen Skala liegenden Stufen, denen verschiedene Parameter zugeordnet sind, Mehrfachfolgestufen,
z.B. eine Doppelstufe verwendet werden.
Zusätzlich zu den beweglichen Stufen oder Richtmarken, die bereits erwähnt wurden, kann das auf die Windschutzscheibe
des Flugzeuges geworfene Bild noch feste Symbole enthalten, z.B. ein Flugzeugmodell oder einen Index oder
deren mehrere. Es kann gleichermaßen Stufen aufweisen, die senkrecht zur Längsebene der symmetrie des Flugzeuges
verlaufenj Diese Graduierungen können der Position des Flugzeuges am Boden gegeüber der Achse der Rollbahn
oder bei zweckmäßig gekrümmter Skala oder radial verlaufender Graduierungen dem Fall einer (für den Flug verwerbaren)
Anzeige der Senkrichten entsprechen.
Nachstehend werden anhand der Zeichnungen einige den Erfindungsgedanken
nicht einschränkenden Ausführungsbeispiele beschrieben.
Es zeigen:
Figuren 1 und 3 bis 11 schematische Darstellungen, dessen, was der Pilot vom Flugzeug durch seine
Windschutzscheibe hindurch sieht, auf die ein den verschiedenen Parametern des Flugzeugs in
den verschiedenen Flugstellungen entsprechendes
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Bild projiziert wird, und
Figur 2 eine schematische Ansicht eines Flugzeuges, in der die in Figur 1 verwendeten Parameter
dargestellt sind.
Nach Figur 1 ist die Sicht der Außenweld, die der Pilot
durch die Windschutzscheibe des sich in der Anflugsphase befindlichen Flugzeugs wahrnimmt schematisch durch
die Horizontlinie 1 und die Landepiste 2 dargestellt. In diesem Beispiel umfaßt das auf die Windschutζscheibe
geworfene Bild drei Stufen 3Λ und 5, d.h. eine Mittelstufe
3, die den Neigungswinkel des Flugzeuges darstellt, und zwei Seitenstufen 4- und 5, die sich synchron verschieben
und den Vektor der Geschwindigkeit darstellen.
Dieses von einem Objektiv projizierte Bild wird von einer Bildformereinrichtung erzeugt, die mehrere optoelektrische
Zellen aufweist, von denen jede die Form einer Stufe darstellt, die nebeneinanderliegend angeordnet sind, so daß
sie drei Seite an Seite liegende Stufen bilden.
In einem derartigen System können die Bezugspunkte zweckmäßig die visuellen Bezugsdaten der Außenwelt sein, was
deshalb einen großen Vorteil bietet, weil die projizierten
Parameter eine konkrete Bedeutung gewinnen, während ihnen früher nur eine rein abstrakte Bedeutung zukam.
Die Figur 2 zeigt die Bedeutung der projizierten Parameter, und zwar:
- Bezugsanstellwinkel oC ref;
- Anstellwinkel oL
- Geschwindigkeitsvektor V und
- Landungsflugebene.
- 10 -
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In der schematischen Darstellung von ^ig. 3, die auch
einer Anflugsphase entspricht, ist das auf die Windschutzscheibe geworfene Bild dem des in Fig. 1 dargestellten
ähnlich. Hier liefert die Mittelstufe 3 eine Anzeige der Längsführung oder -steuerung (Eeigungsabweichung
^T )> während die beiden Seitenstufen 4 und 5
die Stellung des Handgashebels darstellen. Die Steuerung mit NuI lab weichung €5 zwischen den beiden
Stufen stellt sicher, daß die Anfluggeschwindigkeit eingehalten wird.
In der Figur 4- oder Figur 4- bis enthält das projizierte
Bild ein Modell 6 oder 6 bis, das relativ zum Flugzeug unbeweglich und zu dem ein Richtzeichen oder eine Richtmarke
7 für die Schiinderbewegung angeordnet ist, wodurch
die Senkrechte angezeigt werden kann. Das bewegliche Richtzeichen 7 kann von einer Bildformereinrichtung erzeugt
werden, die mehrere als nebeneinanderliegenden Stufen ausgebildete optoelektrische Zellen aufweist, so daß
eine leicht kreisförmige Skala gebildet wird und diese Stufen radial verlaufen. Darüber hinaus weist das Bild
eine unbewegliche Richtmarke 8 des Anstellwinkels für en Anflug und eine bewegliche Stufe 9 (die sich nach einer
zur Längsebene der Symmetrie des Flugzeugs parallel verlaufenden Skala verschiebt) auf, die den Vektor der Geschwindigkeit
des Flugzeuges darstellt.
In dem in Fig. 4- dargestellten Beispiel befindet sich das
Flugzeug im Anflug und nimmt gerade eine Linkskurve. Demzufolge weisen das Modell 6 des Flugzeugs sowie die
Stufe 9 gegenüber der Senkrechten, die durch das bewegli-
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ehe Rich.tzeich.en 7 dargestellt ist, (und schließlich
gegenüber dem Horizont 1 oder der Achse χ der Piste 2) eine Neigung nach links auf.
In der analog zu den vorhergehenden Figuren dargestellten Fig. 5 befindet sich das Flugzeug in der Rollphase
auf der Piste. Das projizierte Bild umfaßt dementsprechend eine unbewegliche Richtmarke 10, die für die Achse des
Flugzeuges steht, und eine auf einer Horizontalskala bewegliche Stufe 11. Durch dieses Bild kann angezeigt werden,
daß das Flugzeug auf der linken Seite nicht zentriert ist und daß der Pilot eine Korrektur nach rechts vornehmen
muß.
Nach Fig. 6 besteht das projizierte Bild aus einer Kombination der bereits erwähnten Objekte. Es weist somit ein
zum Flugzeug unbewegliches Modell 12, zwei Seitenriehtmarken 15 und 14, durch die der Winkel der linken oder
rechten Schlingerbewegung angezeigt wird, z.B. von 10
Grad, und eine auf der Horizontalskala bewegliche Senkrechtstufe 15» zwei Leuchtobjektpaare 16, 17» die sich
auf den jeweiligen parallel zur Längsebene der Symmetrie des Flugzeuges verlaufenden Seitenskalen verschieben, und
eine Senkrechtstufe 18 auf, die sich auf einer zwischen den beiden vorgenannten Skalen liegenden Skala verschiebt.
Auf dem Bild erscheint darüber hinaus ein Index 20 (Figur 9)» der zur Pistenführung des Flugzeuges bestimmt ist
und nur dann sichtbar wird, wenn die Räder des Fahrgestells Bodenberührung haben.
Nach diesem Ausführungsbeispiel dient die bewegliche Stufe 15 zwei getrennten Funktionen:
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- im 51IUg zur Anzeige der Senkrechten und
- am Boden zur Anzeige der Steuerung des
Flugzeuges auf der Piste.
Die Mittelstufe 18 steht für den Geschwindigkeitsvektor
des Flugzeuges. Bei den beweglichen Leuchtobjektpaaren 16 und 17» die auf den Seitenskalen auftreten, stellt
das eine Paar 17 eine Information dar, die der Neigung
des Flugzeuges betrifft (Ausdruck Δ#" ), und das andere
Paar 16 die Horizontebene dar.
Nach der Figur 6 befindet sich das Flugzeug in der Landephase, wobei alle auf die Windschutzscheibe des Flugzeuges
geworfenen Objekte zur Pistenachse symmerisch liegen.
Demgegenüber (Fig. 7) verbleibt bei einer Kurve, z.B. beim Landungsanflug (bei links 4- Grad), nur die Stufe
in senkrechter Stellung. Dabei liegt in dieser Anflugphase, wie in Fig. 6 die Stufe 18 des Geschwindigkeitsvektors geringfügig über dem Neigungswinkel des Flugzeuges.
In der Figur 8, die der der Fig. 5 ähnlich ist, führt
das Flugzeug gerade die Landung durch. Hierbei liegt der Abstiegswinkel (Stufe 16) zum Horizont bei 1° und die
Vektorgeschwindigkeit geringfügig unter 1°. In dem Augenblick, in dem die Bäder die Kollbahn (Fig. 9) berühren,
verschwindet das Modell 12 und der Index zur Pistenführung erscheint dafür.
Nach Fig. 10 umfaßt das auf die Windschutzscheibe des Flugzeuges geworfene Bild im wesentlichen:
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- eine auf einer senkrecht zur Ebene der Flügel stehenden Skala bewegliche Stufe 21,
das den Geschwindigkeitsvektor oder äquivaentes Flugzeugführungssignal darstellt,
- einen - einem Wert der Vektorgeschwindigkeit 1,3 Vs entsprechenden Index 22; wobei Vs die
Geschwindigkeit beim Abheben des Flugzeugs in der Zeichnung darstellt, und
- drei Richtmarken 23,24-,25, die gebildet sind
aus den beiderseits der Skala gelegenen Stufen, auf der entlang sich die Stufe 21 verschiebt,
und zwar:
. ein oberes Stufenpaar 23, das beispielshalber einem Sinkwinkel von - 2° entspricht,
. ein in der Mitte liegendes doppeltes Stufenpaar 24, das beispielshalber einem Sinkwinkel von -3°
entspricht, und
. ein unteres Stufenpaar 25, das beispielshalber einem Neigungswinkel von -4° entspricht.
In dem in Figur 11 dargestellten Beispiel besteht das auf die Windschutzscheibe geworfene Bild im wesentlichen aus:
- einem Modell 26, das gegenüer dem Flugzeug unbeweglich ist,
— einer beweglichen Stufe 27, die einer parallelen zur Flügelebene des Flugzeuges verlaufenden Skala
folgt und die im Flug die Senkrechte sowie am Boden gemeinsam mit einer Richtmarke die Abweichung
des Flugzeugs zur Pistenachse anzeigt,
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- zwei festen Richtmarken 28,29, die den Winkel der Schlingerbewegung rechts und links von
10 oder in Bodennähe den Neigungswinkelbereich anzeigen,
- einer numerischen Anzeige 30» d-ie den mittleren
Wert der (in Graden oder Prozenten ausgedrückten) Neigung des Flugzeuges wiedergibt
und darüber hinaus der Fosition der Tektorgeschwindigkeit 1,3 Vs entspricht, und
- einer auf einer senkrecht zur Flügelebene des Flugzeuges verlaufenden Skala beweglichen
Stufe 31, das die Vektorgeschwindigkeit des Flugzeuges oder ein äquivalentes Flugzeugsführungssignal
darstellt.
Selbstverständlich können die verschiedenen auf die Windschutzscheibe
geworfenen Leuchtobjekte von unterschiedlicher Farbgebung sein.
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Claims (11)
1. Verfahren zum Steuern, eines Flugzeuges durch
Projizieren von Leuchtobjekten auf die Windschutzscheibe
des Flugzeugs, durch die hindurch die Stellung des Flugzeugs zu Bezugspunkten der Außenwelt wahrgenommen
wird, wobei die Leuchtobjjekte zumindest drei
Leuchtstufen oder -markierungen umfassen, die sich auf den Sraduierungen dreier diesbezüglicher Skalen
parallel zu ein und derselben mit dem Flugzeug verbundenen Achse verschieben und zwar eine Mittelskala
und zwei Seitenskalen, von denen die Leuchtstufen der beiden Seitenskalen kolinear und synchronisiert sind,
gekennzeichnet in einem ersten Schritt durch Führen der Mittelstufe ins Innere der Piste, die durch die
Windschutzscheibe zu sehen ist, und einem zweiten Schritt durch Herbeiführen der Koinzidenz der
Mittelstufe (18) und der Seitenstufen (13,14) durch Betätigen der Steuerungsorgane des Flugzeuges.
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TELEFON: BANKKONTO; POSTSCHECKKONTO:
BERLIN BERLIN 31 W. MEISSNER, BLN-W
030/89160 37 BERLINER BANK AG. 12282-109
030/8922382 3695716000
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittelstufe dem Anstellwinkel oL des Flugzeugs
entspricht, während die beiden Seitenstufen dem Geschwindigkeitsvektor des Flugzeuges entsprechen.
3« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mittelstufe (17) die NeigungsabweichungΑγ
des Flugzeuges und dagegen den beiden Seitenstufen die Stellung des Handgashebels entsprechen, so daß
durch eine Steuerung mit Nullabweichung zwischen Mittelstufe und den beiden Seitenstufen die Aufrechterhaltung
der Anfluggeschwindigkeit gewährleistet ist.
4. Verfahren zum Steuern eines Plugzeuges durch Projizieren Ton Leuchtobjekten auf die Windschutzscheibe
des Flugzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtobjekte aus einen gegenüber dem Flugzeug unbeweglichen
Modell (6,12,26), demgegenüber eine die Schlingerbewegung angebende ^ichtmarke (13,14) angeordnet
ist, durch die die Senkrechte angezeigt wird und die aus einer Stufe besteht, die in einer
leicht kreisförmigen, im wesentlichen zum Flugzeug parallelen Ebene liegenden Skala radial angeordnet ist,
einer unbeweglichen ^ichtmarke für den Anstellwinkel im Anflug und einer beweglichen Stufe bestehen, die
sich auf einer senkrecht zur Flügelebene des Flugzeugs verlaufenden Skala verschiebt und den Geschwindigkeitsvektor
des flugzeuge darstellt.
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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtobjekte während des Bodenkontakts
des Flugzeugs zusätzlich eine die Achse des Flugzeugs darstellende unbewegliche Richtmarke umfassen,
die mit der beweglichen Stufe der kreisförmigen Skala zusammenarbeitet, um die Flugstellung
zur Pistenachse anzuzeigen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtobjekte
-ein gegenüber dem Flugzeug unbewegliches Modell, -zwei Seitensichtmarken zur Anzeige der linken und
rechten Schlingerbewegung des Flugzeugs, -eine erste bewegliche Stufe auf einer Skala, die
zur Flügelebene des Flugzeugs parallel verläuft, wobei diese Stufe im Flug zur Anzeige der Senkrechten
sowie am Boden zur Führung auf der Piste dient,
-zwei Leuchtstufenpaare, die sich auf den Seitenskalen
verschieben, die zur Flügelebene des ^lugzeugs senkrecht verlaufen, wobei eines der Paare
(17) einer Abweichung A^ der Flugzeugneigung und das andere Paar (16) dem Horizont entspricht, und
-eine Hittelstufe umfassen, die sich auf der zwischen den beiden Seitenskalen gelegenen Mittelskala
verschiebt und dem Vektor der Geschwindigkeit des Flugzeugs entspricht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen des einen oder anderen Paares als
Doppel ausgebildet sind.
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8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Augenblick des
Bodenkontaktes der Räder des Flugzeugs das Modell erlischt und ein fester Bezugsindex erscheint, der
mit der ersten Stufe zur !Führung des Plugzeugs auf der Piste zusammenarbeitet.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ieuchtobjekte mehrere kolineare Leuchtstufenpaare
auf den Seitenskalen aufweisen, wobei diese Leuchtstufenpaare einer Bezugssinkneigung
entsprechen können.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leuchtobjekte im Innern der Mittelskala einen Index aufweisen, der einem der Abhebegeschwindigkeit des Plugzeuges in seiner tatsächlichen
Flugstellung proportionalen Wert entspricht, und daß die sich auf der Mittelskala verschiebende Stufe
dem Vektor der Geschwindigkeit entspricht.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtobjekte
darüber hinaus eine Nummernanzeige, z.B. des mittleren Werts der ""lugzeugne igung aufweisen.
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Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
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