DE3328340A1

DE3328340A1 - Hinderniswarnradar fuer luftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3328340A1
Application number: DE19833328340
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing.(FH) 7900 Ulm Jehle
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1983-08-05
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1985-02-14

Description

Hinderniswarnradar für Luftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft ein Hinderniswarnradar der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Aus der AEG-Telefunken-Firmenschrift "Corsar", 1968, ist ein Hubschrauberbordradar bekannt, das Ziele innerhalb eines Winkelbereichs von + 450 zur Flugrichtung erfaßt und in einer Kartenprojektionsanzeige anzeigt. Dabei wird aber nicht weiter differenziert, ob ein erfaßtes Ziel eine Kollisionsgefahr für den Hubschrauber bedeutet oder nicht, so daß durch die Anzeige von im Grunde ungefährlichen Objekten die Anzeige bzw. der Pilot unnötigerweise überlastet werden, während z. B. Hochspannungsleitungen, die für niedrig fliegende Hubschrauber ein erhebliches Gefährdungspotential darstellen, aber einen geringen Rückstrahlquerschnitt haben, leicht übersehen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hinderniswarnradar der im Oberbegriff des Patentanspruchs i genannten Art anzugeben, das auf einfache Weise Ziele, die eine Gefährdung für ein Luftfahrzeug darstellen, zuverlässig ermittelt und übersichtlich darstellt und somit die Kollisionsgefahr wirksam zu verhindern hilft.
Die erfindungsgemdße Lösung dieser Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gegeben.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Durch die vorliegende Erfindung werden Radarzielmeldungen von Objekten, die sich außerhalb der in Flugrichtung gelegenen Sicherheitszelle befinden, unterdrückt. Die verbleibenden Zielmeldungen können dann als Hinweise auf wirklich gefährliche Hindernisse angesehen werden. Durch die Auflösung in Azimut und Elevation kann auf einfache Weise ein optimales Ausweichmanöver eingeleitet werden.
Für jede Raumrichtung innerhalb des Radarüberwachungsraums ist damit eine "Länge des Radarstrahls" vorgegeben, über die hinaus Ziele nicht aufgenommen werden. Durch Bereithalten einer maximalen Zielentfernung für jede Richtung kann die Form der Sicherheitszelle sehr genau an die Erfordernisse des Einzelfalls angeglichen werden. Darüber hinaus kann der Speicherinhalt veränderbar oder für verschiedene Situationen verschieden vorgegeben sein.
Insbesondere im Hinblick auf die Gefährdung von Hubschraubern durch Hochspannungsleitungen ist es vorteilhaft, den Überwachungsraum im Azimut 900 nach beiden Seiten zur Flugrichtung zu erstrecken, da die Leitungsdrähte nur bei annähernd senkrechtem Auftreffen der Radarwellen auf die Leitung einen zur zuverlässigen Entdeckung ausreichenden Rückstrahlquerschnitt aufweisen.
Durch die azimutale + 900-Erstreckung werden auch in spitzem Winkel zur Flugrichtung in die Sicherheitszelle einlaufende Leitungen unter entsprechend größerem Azimutwinkel rechtzeitig entdeckt.
Bevorzugterweise zeigt die Sicherheitszelle im Azimut ein Profil, das in etwa einem in Flugrichtung verlaufenden Korridor annähernd konstanter Breite entspricht. Das Profil der Sicherheitszelle ist dann z. B. in der Animutebene seitlich begrenzt durch zwei symmetrisch und parallel zur Flugrichtung verlaufende Geraden und in Flugrichtung zwischen den Geraden durch eine Ziel-Höchstentfernung. Dies berücksichtigt, daß einerseits als kollisionsgefährdend hauptsächlich Ziele in Flugrichtung zu betrachten sind und keine Gefährdung darstellende Ziele nicht zur Anzeige kommen sollen, daß andererseits aber zur Entdeckung schräg in die Sicherheitszelle einlaufender Leitungen aufgrund deren besonderer Reflexionseigenschaften auch bei großen Azimutwinkeln eine bestimmte Zielauffassung nicht unterschritten werden darf.
In der Elevation wird die Sicherheitszelle vorteilhafterweise nach unten begrenzt durch eine horizontale Ebene, wodurch gleichzeitig eine Sicherheitshöhe für das Luftfahrzeug definiert ist.
Da im allgemeinen davon ausgegangen werden kann, daß die Antennenaufhähgung in Bezug auf das Luftfahrzeug fest ist, sind die Begriffe Azimut und Elevation auf die Geometrie des Luftfahrzeugs bezogen und eventuelle Schräglagen bei dieser Begriffsverwendung nicht berücksichtigt. Entsprechend gilt, daß unter Flugrichtung die Richtung der Längsachse des Luftfahrzeugs zu verstehen ist, obwohl z. B. Hubschrauber auch seitliche Flugrichtungen auszuführen vermögen.
Besonders vorteilhaft ist die geschwindigkeitsabhängige Vorgabe der Größe der Sicherheitszelle, da bei höherer Fluggeschwindigkeit auch die für Ausweichmanöver benötigte Sicherheitsstrecke größer ist und daher gegenüber geringen Fluggeschwindigkeiten auch weiter entfernte Hindernisse zinke Kollisionsgefahr bedeuten können. Andererseits werden auf diese Weise bei geringen Fluggeschwindigkeiten Hindernisse, die in diesem Fall aufgrund größerer Entfernung noch ungefährlich sind, nicht überflüssigerweise zur Anzeige gebracht. Bevorzugterweise wird nur die Ziel-Höchstentfernung, durch die die Sicherheitszelle im Winkelbereich um die Flugrichtung begrenzt ist, in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit variiert.
Die Anzeige der Radar-Hinderniswarnung erfolgt gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel in Frontsichtdarstellung mit Azimut und Elevation der Ausrichtung des Antennendiagramms als Bildschirmkoordinaten. Die Entfernungsinformation kann dann vorteilhafterweise durch verschiedene Symbole, die jeweils einen von mehreren aneinander anschließenden Entfernungsbereichen zugeordnet sind, dargestellt werden. Die Hinderniswarnanzeige kann auch einer bereits vorhandenen Anzeige überlagert werden. Die Frontsichtdarstellung ist auch besonders anschaulich für die Einleitung eines Ausweichmanövers beim Auftauchen eines Hindernisses. Die Ausweichmanöver sind so auszuführen, daß das angezeigte Hindernis vom Bildschirm verschwindet.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, zusätzlich zur Hindernisanzeige auch noch einen Hinweis auf eine empfohlene Richtung für ein Ausweichmanöver z. B.
durch einen Richtungspfeil darzustellen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der (nicht maßstäblichen) Abbildungen noch veranschaulicht. Dabei zeigt FIG. 1 die Sicherheitszelle im elevationalen Profil FIG. 2 die Sicherheitsselle im azimutalen Profil FIG. 3 die Sicherheitszelle in schrägperspektivischer Darstellung.
In der Frontpartie des Hubschraubers L ist die Antenne A mit in Azimut und Elevation schwenkbarem Diagramm montiert. Die Sicherheitszelle ist gemäß FIG. i in der Elevation begrenzt durch zwei horizontale Ebenen und zwischen diesen Ebenen durch eine Zielhöehstentfernung RmaX, die geschwindigkeitsabhängig ist. Das azimutale Profil in FIG. 2 ist bestimmt durch Erstreckung der Sicherheitsziele um + 90° zu beiden Seiten der Flugrichtung F, durch die beiden zur Flugrichtung parallelen und symmetrischen Geraden und zwischen diesen durch die Höhstentfernung Marx. Für zwei ver#ehiedene Geschwindigmax keiten sind die unterschiedlich großen Sicherheitszellen -eine davon gestrichelt - eingezeichnet. Im gezeigten Beispielsfall ist die Höhe (in der FIG. 1) bzw. Breite (in der FIG. 2) der Sicherheitszelle geschwindigkeitsunabhängig, nur die Erstreckung in Flugrichtung variiert.
FIG. 3 veranschaulicht die durch die FIG. 1 und FIG. 2 gegebenen Ansichten durch eine perspektivische Darstellung für-nur eine Größe der Sioherheitszelle.

Claims

Patentansprüche Hinderniswarnradar für Luftfahrzeuge mit einem in Flugrichtung gelegenen Überwachungsraum, gekennzeichnet durch ein in Azimut und Elevation schrittweise ausrichtbares Radarantennen-Richtdiagramm, durch Speichereinrichtungen, in denen zu jeder durch Azimut- und Elevationswert bestimmten Ausrichtung des Richtdiagramms ein Wert für eine maximale Zielentfernung gespeichert ist, und durch Vergleichseinrichtungen, die nur solche Ziele zur Anzeige bringen, die innerhalb der durch die gespeicherten Werte für die maximalen Zielentfernungen festgelegten Sicherheitsselle liegen.
2.

nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der azimutale Schwenkbereich des Diagramms annähernd 90° zu beiden Seiten der Flugrichtung beträgt.
3. Radar nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitszelle ein Profil aufweist, welches in der Azimutebene symmetrisch zur Flugrichtung begrenzt ist durch zwei zur Flugrichtung parallele Geraden und zwischen den Geraden durch eine Ziel-Höchstentfernung R max (FIG. 2).
4. Radar nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitszelle in der Elevation nach unten durch eine horizontale Ebene begrenzt ist (FIG. 1).
5. Radar nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte für die maximalen Zielentfernungen als Funktion der Fluggeschwindigkeit gespeichert sind.
6. Radar nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Ziel-Höchstentfernung von der Fluggeschwindigkeit abhängt.
7. Radar nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige in Frontsichtdarstellung erfolgt.
8. Radar nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung der Entfernungsinformation verschiedene Symbole, die je einem Entfernungsbereich zugeordnet sind, verfügbar sind.
9. Radar nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Anzeige vorgesehen ist, über welcher bei Auftreten eines Hindernisses in der Sicherheitszelle dem Piloten ein Hinweis auf ein auszuführendes Ausweichmanöver darstellbar ist.