DE3200576A1

DE3200576A1 - Anordnung eines schlechtwetterlandeverfahrens mittels optischer leitstrahllenkung von flugzeugen und schiffen

Info

Publication number: DE3200576A1
Application number: DE19823200576
Authority: DE
Inventors: Otto 5200 Siegburg Woelky
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-01-12
Filing date: 1982-01-12
Publication date: 1983-07-21

Description

Anordnung eines Schlechtwetterlandeverfahrens mittels optischer
Leitstahllenkung von Flugzeugen und Schiffen Die Erfindung betrifft ein Schlechtwetterlandeverfahren mittels optischer Leitstrahllenkung von Flugzeugen, insbesondere für Hubschrauber bei Schlechtwetter- bzw. Nachtlandungen auf Flugplätzen, Krankenhaus- Hubschrauberlandeplätzen bzw. bei Außenlandungen im Gelände durch Aufstellen mobiler Anlagen.
Eine solche Leitgtrahllenkung ist auch von Bedeutung beim Befahren von Gewässern, insbesondere bei unsichtigem Wetter mit zur Kollisionsvermeidung ausreichenden Sichtbedingungen.
Das Ziel dieser Erfindung besteht darin, daß der im Leitstrahl befindliche Hubschrauber oder das im Leitstrahl befind Sche Schiff eine lückenlose Information und gleichzeitig eine ständige Entfernungsangabe zum Zielort erhält. Die Entfernung wird im Empfangsteil auf einer Anzeigematrix zusätzlich sichtbar angezeigt.
Bekannt ist das Verfahren "Anordnung zur Leitstrahllenkung von Schiffen" Deutsche Patentschrift DT PS 12743358.7.
Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Lichtsender ein Laser bzw. ein im frequenzbereich ähnlicher fokusierbarer Generator ist, dessen scharfgebündelter Strahl unter der Einwirkung einer justierbaren Ablenkvorrichtung in horizontaler Richtung periodisch den Ausleuchtraum des Leitstrahls überstreicht, daß zwischen Laser und Ablenkvorrichtung ein mit letzterer synchronisierter Modulator angeordnet ist, der dem Laserstrahl eine der momentanen Winkellage gegenüber der Leitstrahlmitte entsprechende Modulation einprägt und daß am Hubschrauber (Flugzeug) bzw. Schiff ein Empfänger angeordnet ist, der den vorbeistreichenden Laserstrahl mittels Fotozelle aufnimmt, die Strahlenmodulation mittels eines Demodulators feststellt und über ein digital- analoges Rechensystem die Ablage von der Strahlenmitte durch eine Anzeigematrix mittels Leuchtdioden (Decodiersystem) anzeigt und gleichzeitig die Entfernung zum Zielort im Bereich der Anzeigematrix sichtbar angezeigt wird.
Damit die Standortanzeige im Raum An- und Ablug bzw. An- und Abfahrt immer lückenlos ohne Empfangspausen auf der Anzeigematrix dargestellt wird, ist der vom Spielrad abgelenkte Strahl bei einem Umlauf so justiert, daß jeder Strahl von Spiegel zu Spiegel einen lückenlosen Informationsraum bildet.
Wahrend der Annäherungsphase zum Zielpunkt, wird auf der Anzeigematrix zusätzlich zur Ablageinformation die Entfernung eingegeben, so daß ständig im An- bzw. Abflug, besonders bei schlechter Sicht, eine Information vorliegt.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß ein zweiter Sensor dem eigentlichen Empfangssystem zugeschaltet; d.h. beide müssen möglichst weit voneinander im Strahlenbereich des Senders am Hubschrauber bzw. Schiff montiert werden. Diese Anordnung gewährleistet eine genaue Entfernungsanzeige.
Durch diese Anordnung wird zwischen Sensor 1 und Sensor 2 über ein digital- analoges Rechensystem die Zeit bereöhnet,die der vorbeistreichende Strahl benötigt. Diese Zeit wird mittels einer Festmarke im Empfangssystem verglichen und ausgewertet. Da der Informationsraum sich zum Landepunkt verjüngt, ändert sich der zeitliche Abstand beim Vorbeistreichen an Sensor 1 und 2; d.h. der Rechner bekommt ständig andere Werte. Diese ständig wechselnen Werte wertet der Rechner analog der Eingabe in Entfernungswerte (in Metern) um, die dann auf der Anzeigematrix gesondert angezeigt werden. Damit steht der Leitstrahllenkung eine ständige Entfernungsangabe zur Verfügung, die dem Leitstrahlsystem eine große Sicherheit gewährleistet.
Bei besonders schlechter Sicht wird die Entfernungsanzeige und Ablageinformation bei abnehmender Entfernung zum Zielort immer genauer, wodurch ein großer Sicherheitsfaktor gegeben ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird an Hand von Zeichnungen erläutert. In diesem zeigt: Abb.l einen Hubschrauberlandeplatz (1) mit Lasergenerator (2), Informationsraum (3), Sensor 1 (4), und Sensor 2 (5).
Abb.2 eine Hafeneinfahrt (9) mit dem auf Land aufgestellten Sender (6) und an Bord befindlichen Sensor 1 (4) und Sensor > (5).
Abb.3 das Spiegelrad (7) mit dem justierbaren Spiegeln (8).
Abb.4 den Informationsraum (3) mit dargestellter Entfernungsänderung durch Sensor 1 (4) und Sensor 2 (5).
Abb.5 die Aufbereitung des Laserstrahls (11) incl. der Stromversorgung (38).
Die in Abb.l dargestellter Hubschrauber (24) besitzt zwei Sensoren, Sensor 1 (4) und Sensor 2 (5). Sensor 2-erhält die im Bereich befindlichen Signale und wertet diese als Ablageinformation im Empfänger (36) aus. Sender 1 (4) wertet mit Sensor 2 (5) die Entfernung zum Zielort aus.
Abb.2 zeigt eine Hafeneinfahrt (9) mit dargestellter Einfahrtechnik.
Das Schiff (10) fährt, besonders bei schlechter Sicht,mittels Leitstrahl (11) auf verschiedenen Leitstrahlen- Leitstrahlmitte (28) -in den Hafen ein. Der am Mast (13) befindliche Sensor 2 (5) ermittelt die Fahrtrichtung. Die Symbole xl - x2 bedeuten die Anzeige auf dem Bildschirm oder auf der Anzeigematrix, die sich auf der Schiffsbrücke befindet. Sensor 1 (4) in Verbindung mit Sensor 2 (5) errechnet die Entfernung zum Zielort (letzter Leitstrahl (14). Die Anzeige erscheint am Empfänger (wie auf Abb.4, Pos. 37).
xl = richtiger Kurs des Schiffes (grün).
x2 = auf der anzeigematrix erscheint das zweite Signal (blau) und bedeutet "Kursänderung".
x3 = Signal x3 (blau) bedeutet "Kurs auf die Anlegestelle".
Die in Abb.3 gezeigten Spiegel (8) sind in einem Spiegelrad (7) schwenkbar gelagert. Jeder einzelne Spiegel kann in jede Lage von Hand justiert werden. Durch diese Spiegeljustierung (35) wird jeder abgelenkte Laserstrahl in eine bestimmte Position gebracht, die dadurch insgesamt einen lückenlosen Informatonsraum bilden. Die Bohrung der Spiegeljustiereinrichtung ist schräg in das Spie gelrad eingearbeitet. Jeder Spiegel wird durch Links- oder Rechtsdrehen der Verstellschrauben (16) mittels Verstellkopf (17) gehoben oder gesenkt; der Laserstrahl bekommtdadurch die erforderliche Position.
Beim Drehen der Verstellschraube bewirkt die sich drehende Spindel (18) den Transport des Verstellstücks (19). Die Stahlklammer (20) drückt den Spiegel ständig nach unten.
Die Stahlklammer (20) dient gleichzeitig als Spiegelführung. Bei Verstellen des Verstellstücks hebt oder senkt der Verstellkopf (17) den Spiegel. Die Spindel (18) besitzt ein Führungsstück (21), die durch Zahnscheibe (22) und Schraube (23) gesichert werden. Die Spindel besitzt hinden ein Führungslager (39). Jeder Spiegel ist leicht auswechselbar. Die Stahlklammer wird durch eine Schraube (23) und Zahnscheibe (22) gesichert.
Abb.4 zeigt den Landeanflug eines Hubschraubers (24) in der Endphase.
Der Laserstrahl (11) überstreicht den Sensor 2 (5). Das empfangene Signal wird dem Rechner zugeleitet, der die momentane Position des Hubschraubers auf der Anzeigematrix (15) im Empfänger (36) anzeigt.
Gleichzeitig überstreicht vorher der Laserstrahl den Sensor 1 (4).
Beim überstreichen des Laserstrahls an Sensor 1 und Sensor 2 wird die Zeitdifferenz im Rechner ausgewertet. Da der Leitstrahl sich zum Sender (6) verjüngt wird der Abstand zwischen xa und xb (Abb.4) kleiner, d.h. die Zeit die der Laserstrahl von Sensor 1 nach Sensor 2 benötigt, wird kürzer. Die Zeit wird im Rechner (Empfänger (36)) von Frequenz in Entfernungsmetern umgewandelt und unter der Anzeigematrix (15) im Anzeigefenster (37) digital angezeigt.
In Abb. 5 ist die gesamte Anlage zur Bildung des Informationsraumes (3) aufgezeichnet. Das gepulste Modulationssignal vom Pulsgenerator (26) wird dem Modulator (27) zugeleitet und dem Laserstrahl (2) aufmoduliert. Der modulierte Laserstrahl (11) trifft auf das Spiegelrad (7) dessen Umfang angeordnete Spiegel (8) wachsende Neigung haben und wird durch die umlaufenden Spiegel abgelenkt. Der Synchronmotor (34) treibt den Pulsgenerator (26) und das Spiegelrad (7) mit 1 Umdr./sek. an. Durch diese Ablenkvorrichtung (29) bildet sich der Informationsraum (3). Die Leitstrahlmitte (28) ist der Landeanflugweg zum Landekreuz bzw. der Kurs zur Landestelle.

Claims

Patentansprüche j Anordnung eines Schlechtwetterlandeverfahren mittels optischer Leitstrahllenkung von Flugzeugen, insbesondere Hubschrauber und Schiffen mit einem an Land aufgestellten Sender (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Sender ein Laser (30) ist, dessen scharf gebündelter Strahl unter der Einwirkung einer justierbaren Ablenkvorrichtung (29) in horizontaler Richtung periodisch den Ausleuchtraum des Leitstrahls (12) überstreicht, daß zwischen Laser und Ablenkvorrichtung (29) ein Modulator (27) mit synchronlaufendem Spiegelrad (7) angeordnet ist, der dem Laserstrahl (12) eine der momentanen Winkellage --gegenüber der Leitstrahlmitte (28) entsprechende Modulation einprägt und das dem Hubschrauber oder auf dem Schiff (10) ein Empfänger (36) angeordnet ist, den den vorbeistreichenden Laserstrahl (11) mittels eines Sensors (4/5) bzw. einer Fotozelle aufnimmt, die Strahlenmodulation mittels eines Demodulators im Empfänger (36) feststellt und diese mittels Wandlers im Rechner des Empfängers in eine entsprechende Gleichspannung mittels einer Anzeigematrix (15) Decordersystem)) als Maß für die Ablage des Hubschraubers oder Schiff von der Leitstrahlmitte (28) anzeigt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Spiegelrad (7) angeortneten Spiegel (8) justierbar sind und auf die dem Umfang des Spiegelrades angerotneten Spiegel (8) wachsende Neigungen haben, die daruch den lückenlosen Informationsraum bilden.
3. Anordnung nach Anspruch 1, daruch gekennzeichnet, daß ein zweiter Sensor (4) angeordnet ist, der die Zeitdifferenz der vom Lasergenerator (2) eingegebenen Pulssignale von Sensor 1 (4) und Sensor 2 (5) ausgewertet und auf der Anzeigematrix (15) in Metern anzeigt, die Anzeigewerte bei Anflug bzw. Kurs ständig sich ändern, da der Informationsraum (3) sich zum Ziel verjüngt.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (5) eine aus Leuchtdioden bestehende Matrix ist.

Wobei die Auswertung über einen Decorder erfolgt.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 bei Vorhandensein mehrerer verteilt angeordneten Sendern (6) auf Flugplätzen bzw.

Hafenanlagen (Abb.2) die mehrere Leitstrahlen (12) aufbauen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkperioden der einzelnen Ablenkvorrichtungen (29) oder Modulationsfrequenzen unterschiedlich sind und dem Laserstrahl (11) eine Kennungsfrequenz aufmoduliert wird.