DE3202138A1

DE3202138A1 - Verfahren zum fuehren eines in der luft aufzutankenden flugzeuges

Info

Publication number: DE3202138A1
Application number: DE19823202138
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. 8073 Lippertshofen Keidel; Ludwig Dipl.-Phys. 8074 Gaimersheim Winter; Hanns 8072 Manching Wipplinger
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1982-01-23
Filing date: 1982-01-23
Publication date: 1983-07-28

Description

Verfahren zum Führen eines in der Luft aufzutankenden Flug-
zeuges Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Führen eines in der Luft aufzutankenden Flugzeuges an das Tankflugzeug unter Verwendung von TACAN (taktische Luftnavigation).
Die Methode der Betankung von Flugzeugen in der Luft mittels eines Tankflugzeuges ist bekannt. Bei dieser auch Rendezvous-Methode genannten Art, wird in einem vorbestimmten Luftraum in einer bestimmten Höhe und zu einer bestimmten Zeit, ein Rendezvous zwischen dem aufzutankenden und dem Tankflugzeug herbeigeführt. Das Tankflugzeug fliegt zunächst ein sogenanntes "holding pattern", welches bedeutet, daß das Tankflugzeug in dem vorbestimmten Luftraum einen kreisförmigen oder ovalen Kurs verfolgt. Da das Auftanken nur möglich ist, wenn sich beide Flugzeuge im Geradeausflug befinden, geht das Tankflugzeug ab einer bestimmten Entfernung zum aufzutankenden Flugzeug aus dem "holding pattern" in einen Geradeausflug über.
Die abschließende Annäherung zwischen beiden Flugzeugen wird unter Sichtflugbedingungen vorgenommen, hierbei befinden sich die Flugzeuge etwa noch 1 NM (Nautische Meile) auseinander. Um Kollisionen zu vermeiden wird jeweils immer nur ein aufzutankendes Flugzeug bedient.
Nach dem Stand der Technik wurde bisher UHF/ADF (Ultra Hochfrequenz/automatisches Funkpeilgerät) benutzt um eine Positionsinformation bezüglich des Tankflugzeuges zu erhalten. Die Entfernung zum Tankerflugzeug wurde mit dem an Bord der Flugzeuge ohnehin vorhandenen TACAN-Gerät bestimmt.
Das UHF/ADF-System hat sich bei einer Vielzahl von Untersuchungen als nicht den hier bestehenden Anforderungen gewachsen gezeigt. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem das sichere Heranführen des aufzutankenden Flugzeuges an das Tankflugzeug ohne die Verwendung des ADF möglich ist.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß a) das TACAN in beiden Flugzeugen in air-to air mode (Luft/ Luft-Betriebsart) betrieben wird und b) in einem ersten Schritt eine programmierte Kursänderung auf das Zielflugzeug hin vorgenommen wird c) im nächsten Schritt die Entfernung zum Zielflugzeug ausgemessen und gespeichert wird d) nach einer vorgegebenen Zeitspanne At erneut die Entfernung gemessen und ebenfalls gespeichert wird e) aus dem rechnergestützten Vergleich beider Entfernungsmessungen bestimmt wird, ob sich das Flugzeug auf einem Annäherungskurs befindet oder nicht f) nach dem ersten Vergleich in regelmäßigen Zeitspannen weitere Entfernungsmessungen vorgenommen werden und daß aus der Vielzahl der Entfernungsmessungen ein bester Flugkurs berechnet wird g) der beste Flugkurs als konstanter Kurs beibehalten wird h) die Entfernungsmessungen nach vorgegebenen Zeitspannen festgesetzt werden und i) ein ständiger Vergleich eingeschlagener Flugkurse zur Bestimmung der besten Annäherung erfolgt.
Mit dem durch Rechnersimulation erprobten Verfahren wird es möglich, die gestellte Aufgabe zu lösen, wobei die Annäherung der Flugzeuge wetterunabhängig über große Distanz ermöglicht wird. Das Tankflugzeug wird sicher und schnell aufgefunden. Es können sich ohne Gefährdung mehrere Flugzeuge gleichzeitig an das Tankflugzeug annähern.
Die Erfindung ist anhand der einzigen Figur näher erläutert.
Diese zeigt ein Flußdiagramm der wesentlichen Verfahrensschritte.
Es sei darauf hingewiesen, daß mit dem Verfahren ausschließlich aus der Entfernungsinformation des TACAN die Führungsinformation (Kurs) an das Tankflugzeug bestimmt wird.
Ausgangspunkt ist, daß zunächst computergestützt entschieden wird, welche Kursänderung, z.B. eine 18O0-Kurve oder auch eine Kursänderung mit kleinerem Winkel, vorgenommen werden muß. In Bezug zum Kurs des Flugzeuges wird das Verfahren eingeleitet. Hierzu wird mittels TACAN die Entfernung zum Tankflugzeug bestimmt und gespeichert. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne At, z.B. 10 sec - das Flugzeug hat inzwischen einen bestimmten Weg zurückgelegt, der sich sich aus der Zeitspanne At und der Bodengeschwindigkeit ergibt -wird die Entfernung zum Tankflugzeug erneut gemessen und gespeichert. Im nächsten Schritt werden die beiden gemessenen Entfernungen verglichen und eine Entscheidung darüber getroffen, ob das Flugzeug sich auf einem Kurs befindet, welches es von dem Tankflugzeug entfernt oder durch welches es sich dem Tankflugzeug weiter annähert. Diese Informationen kann selbstverständlich auch dem Piloten im Cockpit des aufzutankenden Flugzeuges angezeigt werden.
Von diesem ersten Vergleich an werden weitere Entfernungen mittels TACAN nach festen Zeitspannen ,t gemessen und gespeichert. Es findet jedesmal ein Zyklus statt, so wie er in dem Flußdiagramm aufgezeichnet ist. Nach dem Ablauf einiger Zeitspannen at und sich entsprechend ergebenden Entfernungsmessungen ist es mit dem Verfahren möglich, eine Optimierung vorzunehmen. Durch Vergleich der Entf.ernungsvergleiche untereinander, welche vorhergehend stattgefunden haben, wird entschieden, welches der beste Kurs in Richtung Tankflugzeug ist. Dieser beste Kurs wird jeweils als konstanter Kurs geflogen.
Auch während des Einhalten des konstanten Kurses wird ständig weiter verglichen, ob zu irgendeiner vorhergehenden Zeitspanne nt ein Kurs geflogen worden ist, welcher besser als der im Moment eingehaltene war.
Darüber hinaus ist es möglich festzusstellen, ob die ausgemessene Entfernung kürzer ist als eine fest vorgegebene Entfernungsschwelle. In beiden Fällen, also auch dann wenn erfahrungsgemäß festgestellt wird, daß zu einem früheren Zeitpunkt ein besserer Kurs geflogen worden ist, wird der gerade anliegende konstante Kurs unterbrochen und ein sich ergebender besserer Kurs eingeschlagen, bis sich jeweils eine geringere Entfernung als die letzte gemessene oder fest vorgegebene einstellt.
Ab einer vorgegebenen Mindestentfernung kann angezeigt werden, daß das Tankflugzeug aufgefunden worden ist.
Das Flußdiagramm zeigt die Darstellung dieses Sachverhalts für einen Vergleichszyklus. Ausgehend von einem vorhergehenden letzten Vergleich oder aber auch vom neuen Stand des Verfahrens wird die Bestimmung der Entfernung vorgenommen. Als nächstes wird die Frage gestellt, ob im letzten Vergliech eine optimale Annäherung stattgefunden hat. Bei Ja-Entscheidung wird der optimale Kurs eingeschlagen und die festgestellten Werte gespeichert. Sodann wird zum nächsten Vergleich übergegangen. Bei Nein-Entscheidung wird nach bereits vorhandenen Vergleichswerten gefragt. Sind solche nicht vorhanden, wird eine Kurs änderung vorgenommen und die zuletzt festgestellten Werte gespeichert.
Sind Vergleichswerte vorhanden, wird gefragt, ob eine Annäherung oder ein Wegbewegen vom Tankflugzeug vorliegt. Wird eine Annäherung an das Tankflugzeug festgestellt, so wird der eingeschlagene Kurs beibehalten. Bei Feststellung einer Wegbewegung vom Tankflugzeug wird eine entsprechende Kursänderung vorgenommen und danach der geänderte Kurs eingehalten.
Im nächsten Schritt wird eine Entfernungsschwelle für den konstanten Kurs abgefragt. Befindet sich das aufzutankende Flugzeug innerhalb dieser Schwelle, so wird der Flug ohne Kurs änderung fortgesetzt und die festgestellten Werte gespeichert. Befindet sich das Flugzeug außerhalb der Schwelle, so wird zunächst gefragt, ob eine weitere Verbesserung vorliegt.
Liegt eine Verbesserung vor, so wird eine Kursänderung mit kleinerem Winkel vorgenommen, liegt keine Verbesserung vor, wird eine Kurs änderung mit größerem Winkel oder aber eine andere Richtung eingeschlagen. Danach werden die festgestellten Werte gespeichert und zum nächsten Vergleich übergegangen.
L e e r s e i t e

Claims

Verfahren zum Führen eines in der Luft aufzutankenden Flugzeugs P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Führen eines in der Luft aufzutankenden Flugzeuges an das Tankflugzeug unter Verwendung von TACAN (taktische Luftnavigation), dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß a) das TACAN in beiden Flugzeugen in air-to air mode ( Luft/Luft-Betriebsart ) betrieben wird und b) in einem ersten Schritt eine programmierte Kursänderung auf das Zielflugzeug hin vorgenommen wird c) im nächsten Schritt die Entfernung zum Zielflugzeug ausgemessen und gespeichert wird d) nach einer vorgegebenen Zeitspanne At erneut die Entfernung gemessen und ebenfalls gespeichert wird e) aus dem rechnergestützten Vergleich beider Entfernungsmessungen bestimmt wird, ob sich das Flugzeug auf einem Annäherungskurs befindet oder nicht f) nach dem ersten Vergleich in regelmäßigen Zeitspannen weitere Entfernungsmessungen vorgenommen werden und daß aus der Vielzahl der Entfernungsmessungen ein bester Flugkurs berechnet wird g) der beste Flugkurs als konstanter Kurs beibehalten wird h) die Entfernungsmessungen nach vorgegebenen Zeitspannen festgesetzt werden und i) ein ständiger Vergleich eingeschlagener Flugkurse zur Bestimmung der besten Annäherung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß feste Entfernung 5 schw ellen vorgegeben werden und ein Flug kurz bestimmt wird, der zu kürzeren Entfernungen führt.