-
Beschreibung
-
Die Erfindung betrifft einen Handgriff für Segelflugzeuge und Motorsegler.
-
Bei den heutigen Sollfahrt-Anzeigesystemen erhält der Pilot im Segelflugzeug
die Information,ob er die den meteorologischen Bedingungen entsprechende Sollfahrt
fliegt,durch akustische oder optiscfie Signale des Sollfahrtvariometers.
-
Sowohl die Sicht- als auch die akustische Anzeige sind für dIesen
Zweck mit Nachteilen verbunden.Die Sichtanzeige muG vom Piloten nahezu ständig beobachtet
werdenyum die Geschwindigkeit des Segel flugzeuges entsprechend variieren zu können.Die
wesentlich wichtigere Beobachtung des Luftraumos und des Wettergeschehens werden
dadurch beeinträchtigt.
-
Bei der akustischen Anzeige,beispielsweise dem Doppeltongeierator,
treten diese Nachteile nicht auf, allerdings muß sich der Pilot dauernd einen kontinuierlichen
oder unterbrocheben Ton anhören.Um auch bei entsprechenden Funkverke3hrSgeöffneter
Lüftung oder bei höheren Geschwindigkeiten den Ton noch deutlich wahrnehmen zu können,ist
es meist notwendigden Tongenerator auf volle Lautstärke einzustellen Aufgabe der
Erfindung ist es,ein für den praktischen Gsbrauch in Segelflugzeugen und Motorseglern
verwendbares Informationsübermittlungssystem für Sollfahrtsignal- und Steig- bzw.
Sinkgeschwindigkeitsanzeige zu schaffen.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß an wenigstens
zwei Stellen des äußeren Umfangs des Handgriffs taktile Geber angeordnet sind, die
mit den elektrischen Meßinstrumenten des Flugzeus,nämlich dem Sollfahrtgeber bzw.
dem Variometer,in Verbindung stehen.
-
Hierdurch wird erreicht,daß beim Umfassen des Griffs mit der Hand
automatisch eine Verbindung vom Geber zum Piloten entsteht.Desweiteren können die
Geber so am Griff angeordnet werden,da1 auch bei unterschiedlichen Umfassen ein
Kontakt mit der Hand gegeben ist,und daß sie unter die Gebiete der Hand zu liegen
kommen,an denen;die Haut
empfindlich für Tastreize ist.
-
Dies hat den Vorteil,daß der Energieverbrauch der Anordnung gering
gehalten werden kann, da die Geber nur wenig Leistung übertragen müssen.
-
Der Vorteil der Informationsübermittlung durch den Handgriff liegt
weiterhin darin, daß die Reaktionszeit des Tastsinns kürzer als die visuelle Reaktionszeit
ist.
-
Es ist möglich den Handgriff als Steuerknüppel griff zu verwenden;somit
ist während des Fluges eine dauernde Informationsübertragung gegeben, da der Griff
vom Piloten fast immer umfasst wird«Dedem taktilem Gebersignal kann sinne Handlungsvorschrift
für den Piloten zugeordnet werden In weiterer zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung
ist vorgesehen, daß die Geber aus Elementen bestehen5die in Abhängigkeit von dem
Signal der Meßinstrumente in Schwingungen versetzt werden und im Takt der Schwingungen
aus dem Umfang heraustreten.Hierdurch wird erreicht,daß Schwingungen auf die Hautoberfläche
der Hand des Piloten übertragen werden,und dadurch der Ptiot«2registrierts welcher
Geber aktiviert ist.Der Energieverbrauch der schwingenden Elemente kann sehr gering
gehalten werden, da zur Informationsübermittiung nur kleine Schwingungsamplituden
notwendig sind und die auf die Haut übertragenen Kräfte klein bleiben.
-
Die Geber können so ausgebildet werden, daß ihr Platzbedarf in seitlicher
Richtung sehr gering ist0 Dadurch kann der Griff so gestaltet werden, daß der Innenraum
frei bleibt für die Aufnahme eines entsprechenden Betätigungsrohrs.
-
Die Griffabmessungen entsprechen dann denen eines normal er weise
in der Praxis verwendeten Griffs.Der Griff läßt sich vorteilhafterweise einfach
durch Aufschieben auf ein entsprechendes Betätigungsrohr im Flugzeugcockpit einbauen.
-
Was die Verbindung zwischen den Gebern und den Instrumenten betrifft,
so kann man in weiterer Ausbildung der Erfindung so vorgehen, daß zwischen den taktilen
Gebern bzw. den, die
Geber antreibenden Motoren und den Meßinstrumenten
ein Signalumformer angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Ausgangsgröße,Spannung
oder Strom der elektrischen Meßinstrumentgpso umgewandelt wird, daß die Geberinformationen
dieser Ausgangsgröße entsprechen.Es lassen sich durch den Signalwandler unterschiedliche
Arten von taktilen Signalen, in Abhängigkeit von der Instrumentenausgangsgröße erzeugen.
-
So kann zum Beispiel die Schw ngfrequenz proportional zur Eingangsgröße
gewählt werden.Oder die Schwinger können so angesteuert werden,daß sie nur während
einer Impulsdauer T schwingen,und die Anzahl der entstehenden Pulse pro Zeiteinheit
proportional zur Eingangsgröße ist.
-
Es ist zwar schon bekannt geworden, daß taktile Anzeigen zur Informationsübermittlung
benutzt werden könnensabesr die bis jetzt geschaffenen Anordnungen sind für den
praktischen Einsatz im Segelflugzeug und Motorsegler ungeeignet.
-
Die im US Patent 2.972.140 von J. Hirsch beschriebene Anordnung fordert
von dem Benutzer,daß er zur Informationsübermittlung seine Hand in einer bestimmten
Art und Weise auf ein Feld von mehreren taktilen Gebern legt.Dies hat den Nachteil,daß
der Pilot in seiner Bewegungsfreiheit eingeengt wird.Weiterhin können bei langen
Flügen,so,wie sie mit Segelflugzeugen häufig durchgeführt IJrrden,Ermüdungserscheinungen
der Handidurch die vorgeschriebene Haltung auftreten.
-
In Grundlagenversuchen über die Verwendbarkeit von taktilen Anzeigen
werden verschiedene Geber und ihre Anordnung in Bezug auf den Benutzer beschrieben.Die
in dem Artikel von 3. Hirsch und I. Kadushin (Experiments in Tactile Control of
Flying UehiclesDepartment of Aeronautical Engineering, Technion-lsrael Institute
of Technologie,Haifa,Israel) beschriebene Anordnung hat den N.achteil,daß ihr Platzbedarf
recht groß ist, und der Anwender nur durch eine spezielle Handhaltung mit den taktilen
Gebern in Kontakt kommt.
-
Ein aus einem modifiziertem Lautsprecher hergestellter Geber wird
in dem Artikel von 3. Hirsch,3.H. Shafer,A. Eitan ("Experiments in tactile communication",presented
at the 6th annu. Conf. Aviation and Astronautics,Haifa,Israel,1964) beschrieben.
Anordnungen dieser Bauart sind'aufgrund ihrer Grüßelungeeignet um an einen Handgriff
angeordnet zu werden.
-
Es ist weiterhin bekannt, daß taktile Geber durch Anordnung von Elektroden
auf einem abgegrenzten Feld realisiert werden können ( B.C. Bliss,Ed.,"Special issue
on Tactile Displays Conference", IEEE Transactions on man machine systems, vol.
MMS-11,Mar. 1970: R.M. Strong und D.E. Troxel"An Electrotactile Display11).Nachteilig
für den Benutzer einer solchen Knnstruktion ist die Tatsache, daß sich der Hautwiderstand
in Abhängigkeit von der Hautfeuchtigkeit ändert.
-
Somit empfindet der Anwender je nach Hautfeuchtigkeit die taktilen
Signale mit unterschiedlicher Intensität
Die Erfindung ist an Hand
der Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen: Figur 1 einen Handgriff mit Gebern in Form von schwingenden
Drähten oder dergleichen Figur 2 einen Schnitt durch die Ausführungsform der Figur
1 nach Linie r-r Figur 3 einen Handgriff mit Gebern in Form von elstischen Schläuchen
Figur 4 einen Schnitt durch die Ausführungsform der Figur 3 nach Linie Z -Figur
5 einen Handgriff mit Gebern in Form von Membranen Figur 6 einen Schnitt durch die
Ausführungsform der Figur 5 nach Linie In Figur 1- ist auf dem Rohr 1D der Griff
9 aufgesteckt. In den Nuten 7 und Bsind die Drähte Sund 6 ,die über die Federn 12
bzw. 11 am Griff 9 befestigt sind, beweglich angeordnet. An der Welle 2 des sim
oberen Teil des Griffs be e festigten Motors 1, ist ein Spindeltrieb 3 mit einer
quadratischen Scheibe 4 befestigt. Der Motor 1 wird über einen Verstärker 14 und
die Drehzahlregelung 13 von der EingEngsgröße Xe angesteuert.
-
Die Anordnung erfüllt folgende Funktion: Der Motor 1 dreht die quadratische
Scheibe 4, die über die Federn 12 bzw. 11 Stöße auf die Drähte 5 bzw. 6 überträgt
und diese dadurch in schwingförmige Bewegung versetzt.
-
Die Scheibe 4 wird über den Spindeltrieb 3,jeweils abhängig von der
Drehrichtung des Motorsonach oben oder unten gefahren und berührt daher entweder
nur die Feder 12 oder 11. Durch diese Anordnung ist es möglich, gesteuert über Rechtslauf
oder Linkslauf des motors entweder den Draht 5 bzw. 6 in Schwingung zu versetzen
Beim
Umfassen des Griffs mit der Hand,werden die Schwingungen auf die Hautoberfläche
übertragen. Da die Drähte 5 und 6 schützend in den zwei Nuten 7 und 8 untergebracht
sind, kann die. Anordnung nicht.durch feste Umklammerung mit der Hand in ihrer Funktionsweise
gestört werden.
-
Figur 2 zeigt, wie die Hand 17 des Piloten den Griff 9 umfasst. Die
Fingerkuppen 15 liegen über der Nut.:7. Die Nut 8 wird von dem Handballen 16 überdeckt.Die
Drähte 5 bzw. 6 können in Pfeilrichtung, senkrecht zur Griffkontur, in Sch"ingung
versetzt werden und stoßen dabei auf die reichlich mit Nerven ausgestatteten Gebiete
der Fingerkuppen und des Handballens.
-
In Figur 3-sind in den Vertiefungen 19 und 20 im Griff 18 die elastischen
Schläuche 34 und 35, die von den ovalen Verschlußstücken 21 und 22 abgegrenzt sind,
angeordnet.Über die Anschlußstücke 23 und die Schlauchleitungen24jsind die Schläuche
34 und 35 mit den Druckdosen 26 und 27.verbunden.Die embranen 36 sind über die Hebel
28 mit den Kurbeln 29, die auf den Wellen der Elektromotoren 30 angebracht sind,
beweglich verbunden0 Die Druckdosen stehen über die Kapilaren 25 mit der Außenluft
in Verbindung.
-
Die Anordnung hat folgende Funktionsweise.
-
Jeweils einer der Motoren 3U dreht eine Kurbel 29,welche dann über
den Hebel 28 die zugehörige Membrane 36 wechselweise dehnt.
-
Der in der Druckdose 26 beziehungsweise 27 erzeugte Druckwechsel wird
über die Leitung 24 auf den elastischen Schlauch 34 bzw.
-
35 übertragen. Er folgt in seiner Ausdehnung der wechselweisen Druckänderung
und wird in Schwingung versetzt. Die Kappillaren 25 dienen zum Druckausgleich'um
ein Aufblähen des gesamten Systems bei Höhenänderung zu vermeiden.Zur Erzeugung
des Wechseidrucks,kann als pneumatischer Umformer auch ein Zylinder-Kolbensystem
verwendet werden.
-
Figur 4 zeigt, wie die Schläuche 34 bzw. 35 am Umfang des Griffs 18
angeordnet sind. Die gestrichelten Linien geben an, wie sich der Schlauch bei Druckerhöhung
aus der Griffoberfläche herausbeuegt .
-
Figur 5 zeigteinen Griff 31 mit den Kammern 32 ,die mit den Membranen
33 verschlossen sind. Über die Stutzen 34 können die Kammern mit einem pneumatischen
Aggregat , so wie in Figur 3 dargestellt, verbunden werden.
-
In Figur 6 ist der Abschluß der Kammern 32 durch die Membranen 33
gezeichnet, Diese Anordnung bewirkt, daG die Griffs oberfläche nach außen abgeschlossen
ist1 und somit der Griff eine kompakte und störunanfällige Einheit darstellt.
-
Leerseite