DE4409422C2

DE4409422C2 - Anzeigegerät für Flugzeuge

Info

Publication number: DE4409422C2
Application number: DE19944409422
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Eberle
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: EBERLE, DIETER, DIPL.-ING., 82054 SAUERLACH, DE
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1997-09-25
Anticipated expiration: 2014-03-19
Also published as: DE4409422A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Anzeigegerät mit zwei Anzeigeteilen für die Anzeige von unterschiedlichen, miteinander in Beziehung stehenden Betriebswerten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Anzeigegerät mit zwei Anzeigeteilen für die Anzeige von zwei Betriebswerten ist durch die DE 37 18 439 A1 bekannt. Es handelt sich dabei um die Anzeige einer Fahrzeuggeschwindigkeit in einem kreisförmigen Seg ment als Leuchtanzeige und um die Anzeige einer Drehzahl innerhalb eines kreisausschnittsförmigen elektronischen Zeigers. Für bestimmte Aufgaben bei der Flugführung ist es wünschenswert, mehr als zwei miteinander in Beziehung stehende Anzeigen gleichzeitig zur Verfügung zu haben.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Anzeigegerät der eingangs genann ten Art zu schaffen, das es gestattet, mehr als zwei miteinander in Beziehung stehende Anzeigen von Betriebswerten in einem Gerät zu verwirklichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen gekennzeichnet.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zwei in gerader Richtung hintereinander angeordnete Anzeigeteile mit je einer spannungsab hängigen Balkenanzeige und Punktanzeige versehen sind, daß also das Anzei gegerät vier Betriebswerte für das Flugzeug anzeigen kann. Besonders vorteil haft ist die Anzeige von vier Betriebswerten, die miteinander in Beziehung ste hen, für den Kurvenflug, der durch die Drehrate ω und den Kurvenradius R bestimmbar ist. Zu diesen beiden Augenblicks-Werten, die als Balkenanzei gen angezeigt werden können, kommen als Punktanzeigen - ausgeführt z. B. durch Pfeile - die Werte ω_max und R_min hinzu, die die möglichen Maxi mal-(ω_max) und Minimal-(R_min)Werte des gegenwärtigen Flugzustandes (d. h. der Höhe H und der Machzahl Ma) darstellen. Diese vier Werte konnten bisher noch nicht eindeutig im Zusammenhang angezeigt werden, obwohl sie für eine Vielzahl von Flugbewegungen wichtig sind. Z.B. kann im Luftkampf der Pilot beim Vorliegen dieser Werte sein offensives wie sein defensives Manöverpo tential am besten erkennen und einsetzen. Die bisher üblichen Anzeigen z. B. des Lastvielfachen N_Z geben dem Piloten nur einen indirekten Hinweis auf die tatsächlichen geometrischen Parameter Drehrate und Radius. Weiterhin lassen sich alle Flugphasen mit teilweise geometrischen Aufgabenstellungen, wie z. B. Warteschleifen, vorgeschriebene Anflugmuster von Flughäfen, Abfangkurven, Kunstflugfiguren, Ausweichmanöver usw. vor allem bei schlechten Sichtver hältnissen mit der Anzeige der vier Kurvenwerte sicherer und genauer ausfüh ren. Auch automatische Flugphasen, die geometrische Elemente enthalten, las sen sich auf die Richtigkeit und Sinnfälligkeit ihrer Ausführung überprüfen. Die beiden Anzeigeteile lassen sich selbstverständlich wie üblich mit Ziffernskalen für den Wert der jeweiligen Balken- und Punktanzeige versehen. Da die Werte für ω und R miteinander in Beziehung stehen, kann ein geübter Pilot alleine an den Balken- und Punktanzeigen sein Flugverhalten einrichten und es kann auf eine Ziffernskala verzichtet werden. Der besseren Übersichtlichkeit halber können der erste Anzeigeteil weiß und die Balkenanzeige sowie der Pfeil schwarz sein und der zweite Anzeigeteil schwarz und die Balkenanzeige sowie der Pfeil weiß sein. Die angezeigten Werte ω, ω_max, R und R_min werden in einem Rechner aus durch Sensoren ermittelten Flugdaten berechnet und dann jeder Wert in Digital/Analog-Wandlern in Spannungen umgeformt und in die Anzeigeteile eingegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei gen:

Fig. 1 ein zweiteiliges Anzeigegerät mit je einer Balken- und Pfeilanzeige und eine Vorrichtung zur Ansteuerung der Anzeigen;

Fig. 2 fünf Beispiele für Anzeigen von Drehraten ω und Radien R auf dem Anzeigegerät der Fig. 1;

Fig. 3 eine Tabelle, in der die Ausgangswerte und die Anzeigewerte für die fünf Beispiele nach Fig. 2 wiedergegeben sind.

In Fig. 1 ist ein Anzeigegerät 10 mit zwei in gerader Richtung hintereinander angeordneten Anzeigeteilen 10a und 10b dargestellt. Es sind in jedem Anzeige teil 10a und 10b je eine analoge Balkenanzeige 11a und 11b sowie eine analo ge Pfeilanzeige 12a und 12b vorhanden. Der erste Anzeigeteil 10a ist mit einer Ziffernskala 13a für Drehraten ω in Grad/sek und der zweite Anzeigeteil 10b ist mit einer Ziffernskala 13b für Kurvenradius R in km versehen. Die erste Balkenanzeige 11a zeigt den momentanen Istwert einer Drehrate ω und die erste Pfeilanzeige 12a den überhaupt möglichen Maximalwert einer Drehrate ω_max beim momentanen Flugzustand an. Entsprechend zeigt die zweite Bal kenanzeige 11b den momentanen Istwert eines Kurvenradius R und die zweite Pfeilanzeige den beim gegenwärtigen Flugzustand überhaupt möglichen Mini malwert eines Kurvenradius R_min an.

Die vier Anzeigewerte ω, ω_max R und R_min werden als digitale Werte in ei nem Rechner 14 berechnet. Für exakte Berechnungen der Werte ω und R müs sen die nachfolgend aufgeführten Rechnungsgrößen in den Rechner eingegeben bzw. im Rechner errechnet werden:

Flugzeuglagewinkel ϕ, δ, ψ;
flugzeugfeste Beschleunigungen N_x, N_y, N_z;
Bahnneigungswinkel γ, Bahn-Azimuth ;
Fluggeschwindigkeit V;
Inertialgeschwindigkeiten von der Trägheitsplattform V_x, V_y, V_z;
Tabelle der maximalen Drehraten ω_max als Funktion von Geschwindig keit V und Höhe H;
Die Masse des Flugzeugs (dieser Wert ist für jedes Flugzeug unterschied lich und wird vorher in den Rechner eingegeben).

Die exakte Berechnung der Drehrate ω in Grad/sek kann auf dreierlei Art er folgen:

Die Berechnung der Radien R und R_min in km erfolgt:

Die im Rechner 14 errechneten Digitalwerte für ω, ω_max, R und R_min werden für die richtige Ansteuerung der analogen Balkenanzeigen 11a, 11b und Pfeil anzeigen 12a, 12b in vier Digital/Analog-Wandlern 15, 16, 17, 18 in die erfor derlichen Spannungen umgeformt. Dabei soll die maximale Ausgangsspannung der Wandler 15 bis 18 genau der maximalen Eingangsspannung im Anzeigege rät 10 und rechnerseitig den Werten der oberen Werte der Skalen 13a, 13b entsprechen (z. B. R = 10 km und ω = 30 Grad/sek). Eine Angabe der Einhei ten auf den Skalen ist nicht unbedingt erforderlich, da diese dem Piloten nach erfolgter Einweisung geläufig sind. Die Anordnung der Verdrahtung, die Span nungsversorgung, Kühlung und Erdung der Geräte ist in üblicher Weise gemäß dem Stand der Technik vorzunehmen. Zur besseren Unterscheidung können der Anzeigeteil 10a weiß, die Balkenanzeige 11a und der Pfeil 12a schwarz, sowie der Anzeigeteil 10b schwarz, die Balkenanzeige 11b und der Pfeil 12b weiß ausgeführt sein.

Die Fig. 2 zeigt für das Anzeigegerät 10 Beispiele a) bis e) von Balkenanzei gen 11a, 11b und Pfeilanzeigen 12a, 12b. In der Tabelle der Fig. 3 sind ab hängig von angenommenen flugmechanischen Werten die zugehörigen effekti ven Werte für die Balkenanzeigen 11a, 11b und Pfeilanzeigen 12a, 12b einge tragen. Interessant ist der drastische Unterschied der Anzeigen bei den Fällen b) und e). Bei b) ist der Punkt bester bahnmechanischer Wirksamkeit, die so genannte Cornerspeed, vorhanden, bei der bei voller Ausnutzung des maximal möglichen Lastvielfachen 9 des hierbei angenommenen Flugzeugs die Balken beider Anzeigen fast geschlossen sind, siehe die beiden Pfeilanzeigen 12a und 12b. Der Fall e) ist der Horizontalflug bei einem Lastvielfachen von 1, bei dem die Drehrate 11a gleich Null und der Kurvenradius 11b gleich unendlich ist. Die anderen Fälle a), c) und d) zeigen die Vielfalt der Anzeigemöglichkeiten des Anzeigegerätes 10. Nach einiger Übung und Erfahrung kann ein Pilot nur anhand der Beobachtung des Anzeigegerätes 10 mit seiner Dynamik von Bal ken- und Pfeilanzeige sein Flugverhalten beim Kurvenflug erkennen und steu ern.

Ahnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Anzeige von Drehrate ω und Radius R können auch andere miteinander in Beziehung stehende flugmechani sche oder sonstige Werte mit Hilfe der Balken- und Pfeilanzeigen mit dem An zeigegerät 10 dynamisch dargestellt werden.

Claims

1. Anzeigegerät mit zwei Anzeigeteilen für die Anzeige von unterschiedli chen, miteinander in Beziehung stehenden Betriebswerten, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Anzeige von Flugdaten die beiden Anzeigeteile (10a, 10b) als zwei in senkrechter Richtung sich übereinander anschließende, einem be stimmten Flugzustand zugeordnete Balkenanzeigen angeordnet sind, wobei die Anzeigeteile (10a, 10b) je eine spannungsabhängige Balkenanzeige (11a, 11b) und Punktanzeige (12a, 12b) aufweisen, und die Maximalwerte des ersten Anzeigeteils (10a) an die Minimalwerte des zweiten Anzeigeteils (10b) an schließen.

2. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Anzeigeteilen (10a, 10b) Betriebswerte für den Kurvenflug angezeigt werden, wobei im ersten Anzeigeteil (10a) Drehraten (ω) und im zweiten Anzeigeteil (10b) Kurvenradien (R) angezeigt werden.

3. Anzeigegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im er sten Anzeigeteil (10a) die Balkenanzeige (11a) den momentanen Istwert einer Drehrate (ω) und die Punktanzeige (12a) den möglichen Maximalwert einer Drehrate (ω_max) beim momentanen Flugzustand anzeigen.

4. Anzeigegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Anzeigeteil (10b) die Balkenanzeige (11b) den momentanen Istwert eines Kurvenradius (R) und die Punktanzeige (12b) den möglichen Minimal wert eines Kurvenradius (R_min) beim momentanen Flugzustand anzeigen.

5. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An zeigeteile (10a, 10b) mit Ziffernskalen (13a, 13b) für den Wert der jeweiligen Balken- und Punktanzeige versehen sind.

6. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktanzeigen (12a, 12b) mit einem Pfeil versehen sind.

7. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der er ste Anzeigeteil (10a) weiß und die zugehörige Balkenanzeige (11a) und Pfeil anzeige (12a) schwarz sind, und der zweite Anzeigeteil (10b) schwarz und die zugehörige Balkenanzeige (11b) und Pfeilanzeige (12b) weiß sind.

8. Anzeigegerät nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte für die möglichen Maximalwerte einer Drehrate (ω_max) als flug zeugspezifische Werte in einen Rechner (14) eingegeben werden, die laufend im Flug ermittelten Werte für die Drehraten (ω), die Kurvenradien (R) und die Minimalwerte der Kurvenradien (R_min) aus durch Sensoren ermittelten Flugda ten in dem Rechner (14) berechnet werden und dann die genannten Werte (ω, ω_max, R, R_min) in Digital/Analog-Wandlern (15, 16, 17, 18) in Spannungen umgeformt und in die Anzeigeteile (10a, 10b) eingegeben werden.