DE2837240A1

DE2837240A1 - Luftkampf-simulator

Info

Publication number: DE2837240A1
Application number: DE19782837240
Authority: DE
Inventors: Arthur George Barnes; Stanley Ronald Everard Dixon; Jeffrey Morrison; Aerodrome Preston Warton
Original assignee: British Aircraft Corp Ltd
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1977-08-27
Filing date: 1978-08-25
Publication date: 1979-03-01
Also published as: US4352664A; GB2003103B; DE2837240C2; FR2401474B1; FR2401474A1; GB2003103A

Description

Patentanwälte Dipl.-lng. C u rt Wal lach

pipl.-lng. Günther Koch

j? Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 25· August 19?8

Unser Zeichen: 16 359 - rk/We

British Aircraft Corporation Limited
London / England

Luftkampf-S imulator

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Patsntan^äiie Dipj.-Ing. Curt Wallach Dipl.-lng. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingersiraße 8 ■ Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 25. August I978

Unser Zeichen: ι β

British Aircraft Corporation Limited London / England

Luftkämpf-Simulator

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftkampf-Simulator„

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftkampf-Simulator zu schaffen* der eine realistische Nachbildung und Simulierung einer Zielverfolgung., eines Luftkampfes und taktischer Manöver ermöglicht«

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöste daß der Luftkampf-Simulator einen teil-kugelförmlgen Bildschirm* erste und zweite ferngesteuerte steuerbare Projektoren, die so angeordnet sind,, daß sie auf den Bildschirm eine Szene projizieren,, die aus dem Himmel und einem Bodengelände sowie einem Bild eines gegnerischen Luftfahrzeuges besteht, ein simuliertes bemanntes Luftfahrzeug^das aus einer dem Piloten zugeordneten Steuerstation besteht, die so angeordnet ist, daß der Bildschirm betrachtbar ist, und die Flugsteuereinrichtungen aufweist, die Flugsteuersignale erzeugen, und Rechner= einrichtungen umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie die Position und Fluglage des simulierten bemannten Luftfahr«:-.

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Zeuges, die durch die Flugsteuersignale bestimmt sind, berechnen und den ersten Projektor entsprechend steuern, daß sie die Position und Fluglage des gegnerischen Luftfahrzeuges auf der Grundlage einer Kombination von taktischen Entscheidungen, die ihrerseits auf einer Berechnung der relativen Position und Fluglagen der beiden Luftfahrzeuge beruhen, berechnen und den zweiten Projektor entsprechend steuern, und daß sie die relative Größe des gegnerischen Luftfahrzeuges in Abhängigkeit von der simulierten Entfernung zwischen den beiden Luftfahrzeugen ändern und die Größe des Bildes des gegnerischen Luftfahrzeuges entsprechend ändern.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Bild des gegnerischen Luftfahrzeuges dadurch erzeugt, daß mit einer Fernsehkamera ein geeignetes von zwei steuerbaren Flugzeugmodellen in Abhängigte it von den relativen simulierten Fluglagen und Positionen des bemannten Luftfahrzeuges und des gegnerischen Luftfahrzeuges aufgenommen wird, wobei eines der Flugzeugmodelle am Rumpfbug befestigt ist, während das andere am Heck befestigt ist, und wobei die Fluglagen der beiden Flugzeugmodeile durch den Rechner gesteuert werden und der zweite Projektor die Form eines Fernsehpro j.ektors aufweist, der von der Fernsehkamera gespeist wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Änderung der Größe des Bildes des gegnerischen Luftfahrzeuges durch Ändern der Größe des Fernsehrasters in Abhängigkeit von einem Signal erzielt, das in dem Rechner derart erzeugt wid, daß die Größe des projizierten Bildes des gegnerischen Luftfehrzeuges in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen den beiden Luftfahrzeugen geändert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels noch näher erläutert.

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In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der bevorzugten Ausführungsform des Luftkampf-Simulators;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Anordnung zur Erzeugung eines Bildes des gegnerischen Luftfahrzeuges.

Wie es aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist das simulierte Cockpit 1 eines bemannten Luftfahrzeuges mit den üblichen (nicht gezeigten) Flugsteuereinrichtungen so angeordnet, daß die Betrachtung eines teilkugelförmigen Bildschirms 2 möglich ist, auf den eine Szene projiziert wird, die aus einer Himmelsdarstellung und einer von dieser durch den Horizont getrennten Bodengelände-Darstellung besteht, wobei diese Projektion mit Hilfe eines servogetriebenen steuerbaren Projektors 3 erfolgt, der in Kardanrahmen für eine Bewegung um drei Euler-Achsen befestigt ist. Aus Gründen der Klarheit ist nur ein Teil des kugelförmigen Bildschirms 2 gezeigt. In der Praxis ist dieser Bildschirm so angeordnet, daß er im wesentlichen das Cockpit umgibt, so daß ein maximaler Realismus erzielt wird.

Die Flugsteuereinrichtungen in dem Cockpit 1 sind so angeordnet, daß sie Flugsteuersignale erzeugen, die einem Rechner 4 zugeführt werden.

Zusätzlich wird ein Bild 5 des gegnerischen Luftfahrzeuges auf den Bildschirm 2 mit Hilfe eines servogetriebenen steuerbaren Fernsehprojektors 6 projiziert, der in Kardanrahmen für eine Bewegung um zwei zueinander senkrechte Achse gelagert ist. Dieses Bild wird dadurch erzeugt, daß mit Hilfe einer Fernsehkamera 7 das eine oder das andere von zwei servogetriebenen Flugzeugmodellen 8 und 9 aufgenommen wird, von denen lediglich eines in Fig. 1 gezeigt ist und das Ausgangs-

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signal von der Kamera wird dem Fernsehprojektor 6 zugeführt.

Wie es aus Pig. 2 zu erkennen ist, sind die Fernsehkamera 7 und die beiden Flugzeugmodelle 8 und 9 auf einer Tragstruktur 10 befestigt und die Kamera ist so angeordnet, daß sie die beiden Flugzeugmodelle, von denen eines am Rumpfbug befestigt ist, während das andere am Heck befestigt ist, über ein optisches System aufnehmen kann, das aus einem halbreflektierenden Spiegel 11 sowie vollständig reflektierenden Spiegeln 12, 13 und 14 zusammen mit einem beweglichen Verschluß I5 besteht. Wenn sich der Verschluß 15 in der mit durchgezogenen Linien gezeigten Stellung befindet, nimmt die Fernsehkamera lediglich das Modell 8 über den halbreflektierenden Spiegel 11 und die vollständig reflektierenden Spiegel 12 und \J> auf* Wenn sich der Verschluß I5 in der gestrichelt dargestellten Stellung befindet, nimmt die Fernsehkamera lediglich das Flugzeugmodell 9 über den halbreflektierenden Spiegel 11 und den vollständig reflektierenden Spiegel 14 auf. Beide Flugzeugmodelle sind servogesteuert und an Kardanrahmen für eine Bewegung um die drei Euler-Achsen befestigt.

Der Rechner 4 ist so aufgebaut, daß er die Position und Fluglage des bemannten Luftfahrzeuges berechnet, wie dies allgemein durch den Block A angedeutet ist und dieser Block A erzeugt Signale, die den Servos des Projektors 3 zugeführt werden, so daß der Horizont dauernd in der Position und Lage gehalten wird, die durch die Flugsteuereinrichtungen des bemannten Luftfahrzeuges bestimmt sind. Der Rechner ist weiterhin so programmiert, daß er taktische Entscheidungen eines simulierten Piloten in dem gegnerischen Luftfahrzeug mit Hilfe des Blockes B ausführt und in dem Block C werden die resultierenden Steuer- und Geschwindigkeitsbefehle berechnet. Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden dem Block D zugeführt, in dem eine Berechnung der Flugsteuerbewegungen

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durchgeführt wird und die Ergebnisse dieser Berechnungen werden dem Block E zugeführt, injdem die Position und Fluglage des gegnerischen Luftfahrzeuges berechnet wird. Das Ausgang s signal von dem Block E wird zusamrren mit dem Ausgangssignal von dem Block A einem Block F zugeführt, in dem die Positions- und Fluglagenunterschiede der beiden Luftfahrzeuge berechnet werden und geeignete Steuersignale werden den Servoeinrichtungen des Projektors 6 und der Modelle 8 und 9 zugeführt. Das Ausgangssignal von dem Block F wird weiterhin zum Block B zurückgeführt. Eine Änderung der Größe des Bildes des gegnerischen Luftfahrzeuges wird durch Ändern der Rastergröße des Fernsehprojektors 6 erzielt.

Alle Eigenschaften bezüglich der Aerodynamik und der Betriebseigenschaften beider Luftfahrzeuge sind in dem Rechner enthalten. Die Typen der gegnerischen Luftfahrzeuge können sehr schnell durch eine gleichzeitige Änderung der Programmsteuerung und durch Ändern der von der Fernsehkamera aufgenommenen Flugzeugmodelle geändert werden. Der Verschluß I5 nach Fig. 2 ist so angeordnet, daß er automatisch von dem Rechner gesteuert wird, so daß irgendein Aussehen des gegnerischen Luftfahrzeuges ohne Behinderung durch die Aufhängungen der Flugzeugmodelle erzielt werden kann, und zwar in der richtigen Ausrichtung gegenüber dem simulierten Cockpit des bemannten Luftfahrzeuges.

Wenn daher das gegnerische Luftfahrzeug dem bemannten Luftfahrzeug zugewandt ist, so wird das am Heck befestigte Flugzeugmodell von der Kamera aufgenommen. Wenn das gegnerische Luftfahrzeug von dem bemannten Luftfahrzeug abgewandt ist, so wird das am Rumpfbug befestigte Flugzeugmodeil von der Kamera aufgenommen. Wenn das gegnerische Luftfahrzeug dem bemannten Luftfahrzeug quer zugewandt ist, so bleibt das Modell, das vorher aufgenommen wurde, das betrachtete Flugzeugmodell. Weiterhin ist ein gewisses Ausmaß an Hysterese in das Logiksystem eingebaut, um zu verhindern, daß der Verschluß zu flattern beginnt, d.h. zwischen einem Lichtweg und

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dem anderen hin- und herschwingt, wenn das gegnerische Luftfahrzeug kleine Störbewegungen um eine mittlere quer verlaufende Position ausführt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß der Gegner das Rechnersystem ist, das so ausgebildet ist, daß es dauernd Zieltaktiken und Luftfahrzeug-Ansprecheigenschaften berechnet und alle Anzeigen in Echtzeit erneuert, so daß ein äußerst realistischer Luftkampf simuliert wird. Die Programme können weiterhin eine automatische Trefferzählung ermöglichen, d.h. eine Summierung der Möglichkeiten zur Waffenauslösung, die in dem Rechner bestimmt werden und es ist weiterhin eine Datenaufzeichnung für eine darauffolgende Rückspielung, Analyse und Schlußbesprechung möglich. Weil das gegnerische Luftfahrzeug durch den Rechner gesteuert wird, kann es weiterhin einen Fehler auf selten des bemannten Luftfahrzeuges feststellen, so daß Taktiken geübt . werden können, bis Fehler beseitigt sind. Ein weiterer Vorteil des Simulators besteht in der Möglichkeit, daß der Pilot des bemannten Luftfahrzeuges seine Taktiken gegen Luftfahrzeuge mit unterschiedlichen Betriebseigenschaften untersuchen kann.

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Claims

Patentanwälte D:pl.-Ing. Curt Wallach Dipl.-Ing. 6ünther Koch Dipl.-Phys.Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 ■ Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 25· A UgUSt 197 3 Unser Zeichen: iß Patentansprüche :

1.) Luftkampf-Simula tor, gekennze ichnet durch einen teil-kugelförmigen Bildschirm (2), erste und zweite ferngesteuerte steuerbare Projektoren (3* 6), die so angeordnet sind, daß sie auf den Bildschirm (2) eine Szene projizieren, die aus dem Himmel und einem Bodengelände sowie einem Bild (5) eines gegnerischen Luftfahrzeuges besteht, ein simuliertes bemanntes Luftfahrzeug (1), das aus einer dem Piloten zugeordneten Steuerstation besteht, die so angeordnet ist, daß.der Bildschirm betrachtbar ist., und die Flugsteuereinrichtungen aufweist, die Flugsteuersignale erzeugen, und Rechnereinrichtungen (^), die so angeordnet sind, daß sie (a) die Position und Fluglage des simulierten bemannten Luftfahrzeuges, die durch die Flugsteuersignale bestimmt sind, berechnen und den ersten Projektor (3) entsprechend steuern, daß sie (b) die Position und Fluglage des gegnerischen Luftfahrzeuges auf der Grundlage einer Kombination von taktischen Entscheidungen, die ihrerseits auf einer Berechnung der relativen Position und Fluglagen der beiden Luftfahrzeuge beruhen, berechnen und den zweiten Projektor (6) entsprechend steuern, und daß sie (c) die relative Größe des gegnerischen Luftfahrzeuges in Abhängigkeit von der simulierten Entfernung zwischen den beiden Luftfahrzeugen ändern und die Größe des Bildes (5) des gegnerischen Luftfahrzeuges entsprechend ändern.

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2. Lui'tkampi-oimulator nach Anspruch 1, dadurch g-e k e η η zeichnet , daß das EiId (5) des gegnerischen Luftfahrzeuge? dadurch erzeugt wird, daß mit Hilfe einer Fernsehkamera (Y) ein geeignetes von zwei steuertaren Modellflugzeugen (8, 9) in Abhängigkeit von den relativen simulierter. Fluglagen und Positionen des bemannten Luftfahrzeuges und des gegnerischen Luftfahrzeuges aufgenommen wird, daß eines der Modellflugzeuge (9) am Rumpfbug befestigt ist während das andere Modellflugzeug (8) am HecK befestigt ist, daß die Fluglagen der beiden R¹IUgzeugmodelle (8, 9) durch den Rechner (4) gesteuert werden und daß der zweite Projektor die Form eines Fernsehprojektors (6) aufweist, der von der Kamera (7) gespeist wird .

j5 · Luftkampf-Simulator nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Fernsehkamera (7) so angeordnet 1st, daß sie in Abhängigkeit von der Position eines von dem Rechner (4) gesteuerten Verschlusses (I5) das eine oder das andere der beiden Flugzeugmodelle (8, 9) aufnimmt .

4. Luf'tkampf-Simulator nach Anspruch 2 oder ^, dadurch gekennze lehnet , daß die Änderung der Bildgröße des gegnerischen Luftfahrzeuges durch Ändern der Größe des Fernsehrasters in Abhängigkeit von einem Signal erfolgt, das in dem Rechner (4) erzeugt wird, so daß die Größe des projizierten Bildes des gegnerischen Luftfahrzeuges in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen den beiden Luftfahrzeugen änderbar ist,

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