DE3503512A1

DE3503512A1 - Anzeigevorrichtung bei einem flugzeug

Info

Publication number: DE3503512A1
Application number: DE19853503512
Authority: DE
Inventors: Brian Henry Poole
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 1984-02-18
Filing date: 1985-02-02
Publication date: 1985-08-29
Anticipated expiration: 2005-02-03
Also published as: GB2154757A; GB2154757B; FR2559738B1; US4592620A; DE3503512C2; GB8503265D0; FR2559738A1

Description

Anzeigevorrichtung bei einem Flugzeug

Die- Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung bei einem Flugzeug zur Anzeige eines Bildes, das von einem optischen System in das Blickfeld eines Betrachters projiziert wird.

Derartige Blickfeldprojektionsvorrichtungen dienen dazu, in das normale Blickfeld eines Piloten im Cockpit ein Anzeigebild zu projizieren, welches mit dem normalen Bild, das sich dem Piloten bietet überlagert wird. Eine solche Anzeigevorrichtung weist üblicherweise eine Schirmbildanzeige auf, auf welcher Fluginformationen dargestellt werden. Ein optisches Linsensystem, holografische Bauteile oder ein Spiegel werden dazu verwendet, das Bild auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre abzuleiten. Ein Kombinierer, beispielsweise in der Form eines halbdurchlässigen Spiegels oder eines holografischen Bauteils dient dazu, das Bild, das von der Schirmbildröhre abgenommen wurde, in die Blickrichtung des Piloten zu richten. Der Pilot sieht daher durch den Kombinierer sowohl das Bild, das sich beim Blick aus der Kanzel ergibt, als auch die Fluginformationen, welche ins unendliche fokusiert sind.

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Damit über das gesamte Blickfeld hinweg das projizierte Bild erfasst werden kann und dieses projizierte Bild so groß als möglich ist, wird die Anzeigevorrichtung möglichst nahe am Piloten angeordnet. Die optischen Bauteile werden hierbei so groß als möglich ausgeführt. Die Größe und die Anordnung der Bauteile der Anzeigevorrichtung muß jedoch so gewählt werden, daß für den Piloten ein sicherer Zugang und Ausstieg in und aus dem Flugzeug jederzeit möglich ist. Von ganz besonderer Bedeutung ist hierbei , daß der Notausstieg des Piloten bei Auslösen des Schleudersitzes in keiner Weise, behindert wird und daß von diesen Bauteilen im Falle eines Unfalls keine Gefahr für den Piloten ausgeht. Deshalb ist es zwangsläufig erforderlich, daß derartige Anzeigevorrichtungen weiter entfernt vom Piloten angeordnet werden als dies im Hinblick auf ein wünschenswert großes Blickfeld erforderlich wäre.

Es besteht die Aufgabe, die Anzeigevorrichtung so auszubilden, daß sie möglichst nahe beim Piloten angeordnet werden kann, andererseits dessen Zutritt und Ausstieg durch diese Vorrichtung nicht behindert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Flugzeugcockpit mit einer Bi Idfeldprojekti onsvorrichtung;

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Fig. 2 die Seitenansicht eines Teil dieser Vorrichtung und

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Teil der Vorrichtung nach Fig. 2.

Die Blickfeldbi^projektionsvorrichtung 1 ist in einem Flugzeugcockpit 2 angeordnet. Diese Anzeigevorrichtung 1 weist ein optisches Kombinationsbauteil 10 auf, welches in der Blickrichtung 11 des Piloten 12 angeordnet ist. Die Anzeigevorrichtung 1 umfasst weiterhin einen reflektierenden Kollimator 13, welcher normalerweise in die Umhüllung 14 des Schleudersitzes 15 ragt, jedoch automatisch bei Betätigung des Schleudersitzes in eine Stellung gebracht wird, bei welcher er den Austritt des Piloten mit Schleudersitz nicht behindert.

Flug- oder andere Informationen werden auf den Bildschirm 20 einer Kathodenstrahlröhre 21 abgebildet in Abhängigkeit von elektrischen Signalen eines Bildgenerators 22. Dem Bildgenerator 22 werden Eingangssignale über die Leitungen 23 von verschiedenen Sensoren und Empfängern zugeführt. Das optische System der Anzeigevorrichtung 1 weist außer dem Bildschirm 20 auf ein erstes optisches Linsensystem 24, einen ersten Planspiegel 25, ein zweites optisches Linsensystem 26 , einen zweiten Planspiegel 27, den Kollimator 13 und den 'Bildkombinierer 10. Die Kathodenstrahlröhre 21,das erste und das zweite Linsensystem 24, 26 und der erste Planspiegel 25 sind jeweils unterhalb der Sichtlinie 11 des Piloten 12 angeordnet. Die Neigungen des Bildschirmes 20 und des ersten Planspiegels 25 sind so gewählt, daß das Licht vom Bildschirm nach oben unter einem Winkel 0 von etwa 60° zur Horizontalen

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in Richtung des zweiten Spiegels 27 reflektiert wird. Der zweite Spiegel 27 ist oberhalb des Kombinierers fest montiert und so geneigt, daß das Licht vom Bildschirm nach unten durch den Kombinierer 10 hindurch auf den Kollimator 13 reflektiert wird. Der Kollimator 13 weist eine konkave Oberfläche mit einer holografischen Schicht auf. Es kann sich hierbei jedoch auch um einen konkaven Spiegel handeln. Der Kollimator 13 bewirkt im Zusammenwirken mit den Linsensystemen 24 und 26, daß das Bild vom Bildschirm 20 ins unendliche fokusiert wird. Der Kollimator 13 verläuft beim normalen Gebrauch etwa paral1 el zur Blickrichtung 11, so daß das von ihm reflektierte Bild , das vom Spiegel 27 eingespiegelt wird , nach oben in Richtung des Kombinierers 10 gerichtet wird. Der Kombinierer 10 ist ebenfalls ein holografisches Bauteil, kann jedoch auch aus einem halbdurchlässigen Spiegel sein. Die Neigung des Kombinierers ist so gewählt, daß die vom Kollimator 13 ausgehende Strahlung auf den Piloten 12 in dessen Blickrichtung gerichtet wird. Auf diese Weise werden die auf dem BiIdschrim 20 dargestellten Fluginformationen der vom Piloten gesehenen äußeren Szene überlagert, wenn der Pilot durch den Kombinierer 10 blickt. Die Größe und die Neigung des Spiegels 27 sind dabei so ,daß das Blickfeld des Piloten durch diesen Spiegel 27 nur geringfügig beeinträchtigt wird.

Der Kollimator ist, wie sich aus den Figuren 2 und 3 ergibt, von im wesentlichen rechteckiger Form, wobei die kürzeren Seiten gekrümmt sind. Das Kollimatorbauteil 13 wird von einem ihn umgebenden Metallrahmen 30 getragen, der an seiner Vorderseite, die dem Piloten am nächsten ist^mit einer elastischen Umhülllung 31 einge-

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fasst ist. Der Rahmen 30 weist an seiner Rückseite zwei Schultern 32, 33 auf, die an einander gegenüberliegenden Seiten sich nach unten erstrecken. Jede Schulter 32, 33 weist eine Befestigungsbohrung 34 auf, mittels denen der Rahmen 30 an einem zweiten feststehenden Rahmen 40 um eine horizontale Achse 41 drehbar befestigt ist.

Jede Schulter 32 und 33 weist eine schrägverlaufende Fläche 35 auf, gegen welche die Kolbenstange 50 eines gasbetätigten Zylinders 51 anliegt. Der Zylinder 51 ist über eine Gasleitung 52 mit dem Schleudersitzmechanismus 100 verbunden. Betätigt der Pilot den Griff zum Auslösen des Schleudersitzes, dann wird hierdurch die Cockpithaube 3 abgesprengt und gleichzeitig Gas der Gasleitung 52 zugeführt. Nach einer bestimmten Verzögerungszeit, bedingt durch das Absprengen der Cockpithaube 3 wird danach das Schleudersitzauswurfsystem 101 betätigt. Diese Verzögerung beträgt etwa 0,3 Sekunden und erlaubt, daß das Pilotendach 3;^;völlig frei vom Cockpit kommt. Bei einer Beaufschlagung der Leitung 52 wird der Kolben 50 des Zylinders 51 betätigt, wodurch der Kolben 50 eine Auswärtsbewegung im Gegenuhrzeigersinn ausführt. Hierdurch wird der Kollimator 13 um die Achse 41 nach oben verschwenkt in eine Lage, die gestrichelt in Figur 2 dargestellt ist. In dieser Stellung ist der Kollimator 13 in einer Lage nahe dem Kombinierer 10 und außerhalb des Ausstoßbereichs 14 des Schleudersitzes.

Der Rahmen 30 ist dabei so angeordnet, daß der Kollimator 13 durch einen Stoß von unten in die vorerwähnte Stellung geschwenkt werden kann, beispielsweise durch einen Stoß durch die Knie des Piloten, für den Fall, daß der Zylinder 51 ausfällt. Der Rahmen 30 trägt zwei federbelastete Lager oder Zähne 80, welche von der unteren hinteren

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Seite des Rahmens absteht. Jedes Lager 80 steht in Eingriff mit einer Profilbahn 81 an Seitenplatten 42 und 43 des feststehenden Rahmens 40. In der normalen, horizontalen Lage des Kollimators 13 ist jedes Lager angeordnet in einer gekrümmten Vertiefung 82 am oberen Ende der Bahn 81. Wird die Vorderkante des Kollimators nach oben gedruckt, sei es durch den Zylinder 51 oder durch einen Stoß des Knies des Piloten, dann werden die Lager 80 elastisch verformt, so daß der Rahmen 30 um die Achse 41 sich drehen kann, bis die Lager in entsprechend gekrümmte Vertiefungen 83 am unteren Ende der Bahn 81 eingreifen. Das vordere Ende jedes Lagers 80 ist mit einem Betätigungshandgriff 90 verbunden, der unterhalb des Kollimators 13 zwischen den beiden Lagern verläuft. Durch Ziehen dieses Handgriffes 90 kann der Pilot die Lager 80 aus den Vertiefungen 82 herausziehen und damit den Kollimator 13 frei in seine vertikale Stellung bringen. In dieser Stellung des Kollimators ist ein freier Zutritt und Ausstieg des Piloten in und aus dem Cockpit möglich.

Der feststehende Rahmen 40 selbst ist als Aufprallrahmen ausgebildet, der es ermöglicht, daß der Kollimator durch einen abwärts gerichteten Stoß nach unten verschwenkt wird, beispielsweise bei einem Aufprall des Kopfs des Piloten auf den Kollimator. Die beiden Seitenplatten und 43 des Aufprallrahmens 40 sind außerhalb des Schwenkrahmens 30 angeordnet, weisen eine im wesentlichen dreieckige Form auf und sind schwenkbar um Gelenke 44. Eine die Gelenke 44 der einander gegenüberliegenden Platten und 43 verbindende Linie bildet eine Schwenkachse 60, welche parallel und hinter der Schwenkachse 41 verläuft. Der Auf-

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prallrahmen 40 v/ird in seiner Normalstellung gehalten durch zwei federbelastete Zähne 70. In diese Normallage verläuft der Kollimator 13 im wesentlichen horizontal . Jeder Zahn 70 steht in Eingriff mit einem dreiecksförmigen Schlitz 71 an der Außenkante der Aufprallrahmenplatten 42 und 43. Der Aufprallrahmen 40 ist mittels zweier Bolzen 61 und 62 um die Achse 60 schwenkbar. Die Bolzen 61 und 62 verlaufen durch Arme 63 und 64 des Gehäuses 65 der Anzeigevorrichtung. Das Gehäuse 65 ist starr im Pilotencockpit 2 befestigt.

Prallt bei einem Unfall der Kopf des Piloten auf den Kollimator 13 auf, dann werden die Haltekräfte der federbelasteten Zähne 70 überwunden und der Aufprallrahmen 40 zusammen mit dem Schwenkrahmen 30 und dem Kollimator 13 werden um die Aufprallachse 60 nach unten verschwenkt

Auf diese Weise ist es möglich, einen relativ großen Kollimator zu verwenden und die Anzeigevorrichtung nahe am Piloten anzuordnen, ohne daß bei Betätigung des Schleudersitzes oder bei einem Unfall eine Gefahr für den Piloten besteht.

Anstelle eines gasbetätigten Zylinders kann auch eine Sprengkapsel verwendet werden. Die Sprengkapsel wird durch Anlegen eines Stromes zur Detonation gebracht. Durch die Sprengwirkung der Kapsel wird dann der Rahmen 30 verschwenkt. Der Strom kann von einer Thermobatterie erzeugt werden.

Es ist natürlich auch möglich, eine derartige Sicherheitsvorrichtung anstelle beim Kollimator beim Kombinierer vorzusehen.

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Claims

Patentanwalt ^ Rehlingenstraße 8 · Postfach 260 D-8900 Augsburg 31 Telefon 08 21/3 6015+3 6016 Telex 53 3 275 Postscheckkonto: München Nr. 154789-801 Αππι.: Smiths Industries Public Limited Co. 8899/148 Augsburg, den 1. Februar 1985 Ansprüche

1. Anzeigevorrichtung bei einem Flugzeug zur Anzeige eines Bildes, das von einem optischen System in das Blickfeld eines Piloten projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein optisches Bauteil der Vorrichtung beim Ein- oder Ausstieg des Piloten (12) aus seiner Normallage bewegbar gelagert i st.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das optische Bau- J" teil bei Betätigung des Schleudersitzes, (13) automatisch ein Stellglied wirkt.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied durch den Gasdruck des Auswurfmechanismus (101) des Schleudersitzes (15) betätigt wird.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2oder3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauteil an einem ersten Rahmen (30) angeordnet und das Stellglied an einem zweiten Rahmen (40) angeordnet ist, bei einer Betätigung des Stellglieds der erste Rahmen (30) relativ zum zweiten Rahmen (40) um eine erste Achse (41) nach oben schwenkbar ist und bei einer auf den ersten Rahmen (30) wirkenden, nach

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unten gerichteten Kraft der zweite Rahmen (40) zusammen mit dem ersten Rahmen (30) nach unten schwenkt.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rahmen (30) bei einer auf ihn wirkenden, nach oben gerichteten Kraft um die erste Achse (41) nach oben schwenkbar ist,

6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (30, 40) durch federbelastete Riegel (70, 80) in ihrer Normallage gehalten werden.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bauteil ein Kollimator (13) ist.

8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollimator (13) ein reflektierender Kollimator mit einer ein holografisches Element aufweisenden konkaven Oberfläche ist.

9. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bildröhre (21) an einer Seite der Blickrichtung (11) des Piloten (12) angeordnet ist, deren Bild auf einen ersten Reflektor (27) an der gegenüberliegenden Seite der Blickrichtung (11) gerichtet wird, dieser erste Reflektor (27) das Bild durch einen Kombinierer (10)auf einen zweiten Reflektor (13) an der einen Seite der Blickrichtung (11) reflektiert und von dort auf den Kombinierer (10) gerichtet wird, der in Blickrichtung (11) des Piloten angeordnet ist.

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10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reflektor (13) ein reflektierender Kollimator ist und dieser zweite Reflektor (13) beim Ein- oder Ausstieg des Piloten (12) aus seiner Normallage bewegbar gelagert ist.

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