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Diese
Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Ausführen einer
Andockführung
für Flugzeuge
und andere Fahrzeuge.
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Das
Dokument
US 4 015 235 stellt
eine derartige herkömmliche
Führungsvorrichtung
dar, in welcher ein in Bezug auf die Andockstation fixierter horizontaler
Indikator (
10) entlang einer schrägen Sichtlinie von dem Fahrzeug
aus gegen den Hintergrund eines vertikalen Ziels (
2) betrachtet
wird, wobei das Ziel gleiche obere und untere Bereiche unterschiedlicher
Farbe getrennt durch einen weißen
Streifen aufweist.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Durchführen einer
Führung
vorgesehen, um ein Flugzeug oder ein anderes Fahrzeug an eine definierte
Position in einer Andockstation zu bringen, wobei ein in Bezug auf
die Andockstation fixierter horizontaler Indikator entlang einer
schrägen
Sichtlinie aus dem Fahrzeug gegen den Hintergrund einer vertikalen
Anordnung von mehreren horizontalen Reihen von Lichtquellen, die
in einem Abstand hinter dem horizontalen Indikator angeordnet sind,
betrachtet wird, die Lichtquellen selektiv zeilenweise angesteuert
bzw. mit Energie versorgt werden, um Licht zu emittieren, das eine
horizontale Bezugslinie in der Anordnung definiert, und das auf die
Andockstation gerichtete Manöver
des Fahrzeugs sichtbar die vertikale Trennung zwischen dem horizontalen
Indikator und der horizontalen Bezugslinie reduziert, bis sie sichtbar zueinander
ausgerichtet sind, wenn sich das Fahrzeug in der definierten Position
in der Andockstation befindet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung
zum Durchführen
einer Führung
vorgesehen, um ein Flugzeug oder ein anderes Fahrzeug an eine definierte
Position in einer Andockstation zu bringen, die einen in Bezug auf
die Andockstation fixierten horizontalen Indikator, eine vertikale
Anordnung von mehreren horizontalen Reihen mit Lichtquellen, die
in einem Abstand hinter dem horizontalen Indikator angeordnet sind,
und eine Einrichtung zum selektiven zeilenweisen Ansteuern der Lichtquellen
aufweist, um Licht zu emittieren, das eine horizontale Bezugslinie
in der Anordnung definiert, so dass, wenn der horizontale Indikator
entlang einer schrägen
Sichtlinie aus dem Fahrzeug betrachtet wird, das auf die Andockstation
gerichtete Manöver
des Fahrzeugs sichtbar die vertikale Trennung zwischen dem horizontalen
Indikator und der horizontalen Bezugslinie reduziert, bis sie sichtbar
zueinander ausgerichtet sind, wenn sich das Fahrzeug in der definierten
Position in der Andockstation befindet.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können für die Durchführung einer Führung des
Piloten eines Flugzeugs zum Erreichen einer korrekten Positionierung
des Flugzeugs beim Andocken innerhalb eines Flugzeugstellplatzes
eines Flughafenterminals verwendet werden. Diesbezüglich können das
Verfahren und die Vorrichtung beispielsweise angewendet werden,
um das Flugzeug in der korrekten Lage in Bezug auf eine Fluggastbrücke der
Andockstation angewendet werden. Der horizontale Indikator ist insbesondere,
wenn ein Flugzeug beteiligt ist, normalerweise über Augenhöhe angeordnet, so dass die
Sichtlinie dazu schrägt
nach oben geneigt ist.
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Ferner
können
das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung ebenso wie die Führung beim korrekten
Anhalten eines Flugzeugs in seiner Andockstation eine Führung bei
der Ausrichtung des Flugzeugs innerhalb der Station leisten; beispielsweise
kann die Führung
zur Manövrierung
des Flugzeugs in eine Ausrichtung zu der Mittellinie auf dem Flugzeugstellplatz
geleistet werden. Insbesondere und im allgemeineren Zusammenhang
können
das Verfahren und die Vorrichtung einen zusammen mit dem horizontalen
Indikator angeordneten vertikalen Indikator aufweisen, und der Hintergrund
kann dann eine vertikale Bezugslinie enthalten, die in einem Abstand
hinter den horizontalen und vertikalen Indikatoren angeordnet ist,
so dass, wenn die vertikalen und horizontalen Indikator entlang
einer schrägen
Sichtlinie gegen die vertikalen und horizontalen Bezugslinien des
Hintergrundes betrachte werden, das Manöver des Fahrzeugs in auf die
und in Ausrichtung zu der Andockstation sichtbar sowohl die vertikale
Trennung zwischen dem horizontalen Indikator und der horizontalen
Bezugslinie, wie vorstehend erwähnt, als
auch die horizontale Trennung zwischen dem vertikalen Indikator
und der vertikalen Bezugslinie reduziert.
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Erfindungsgemäße Verfahren
und Vorrichtungen zur Durchführung
einer Führung
des Piloten eines Flugzeugs zum Erreichen einer korrekten Positionierung
des Flugzeugs beim Andocken innerhalb eines Flugzeugstellplatzes
eines Flughafenterminals verwendet werden nun im Rahmen eines Beispiels unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Indikator-Vorrichtung ist;
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2-6 entsprechende
Anzeigen veranschaulichen, die von der Indikator-Vorrichtung von 1 bei
der Ausführung der
Führung
des Piloten des Flugzeugs während
unterschiedlichen Stufen der Andockung des Flugzeugs erzeugt werden;
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7 und 8 jeweils
eine Vorderaufrissansicht und eine Draufsicht sind, die eine Anordnung einer
modifizierten Form der Indikator-Vorrichtung von 1 darstellen;
und
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9 eine
Ansicht eines Teils der Anordnung der 7 und 8 ist.
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Gemäß 1 ist
die Indikator-Vorrichtung 1 in einem (nicht dargestellten)
wasserdichten Rahmen enthalten, der beispielsweise an einem Gebäude des Airportterminals
oder einer Stütze
in einem kurzen Abstand hinter der Andockstation auf der Mittellinie des
Flugzeugstellplatzes angebracht ist. Eine nach oben stehende Vorderseitenlippe 2 der
horizontalen Basisplatte 3 der Vorrichtung trägt zwei
in Abstand angeordnete aber horizontal ausgerichtete Indikatorbalken 4 und
einen vertikalen Indikatorbalken 5. Der Balken 5 erstreckt
sich durch den Spalt in der Mitte zwischen den zwei Balken 4 so
nach oben, dass er darüber
hinaus ragt.
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Die
zwei Indikatorbalken 4 und der Indikatorbalken 5 werden
beispielsweise durch zwei Reihen und eine Spalte von gelbes Licht
emittierenden Dioden (LEDs) gebildet, die von einer elektronischen Steuerbox 6 angesteuert
werden. Die Steuerbox 6 dient auch zur Ansteuerung einer
quadratischen Anordnung von LEDs, die in Spalten und Zeilen auf
einer nach oben stehenden Rückplatte 7 der
Basisplatte 3 montiert sind (Kabelverbindungen aus der
Box 6 zu den LEDs sind nicht dargestellt). Die Anordnung umfasst
zwei vertikale, eng beabstandete Spalten 8 mit grünen LEDs,
welche sich mit mehreren horizontalen Reihen 9 gelber LEDs überschneiden,
die den Rest der Anordnung bilden, und übereinander auf der Rückplatte 7 angeordnet
sind. Nur eine von den Reihen 9 der gelben LEDs wird von
der Box 6 zu einem beliebigen Zeitpunkt angesteuert, um
so nur einen horizontalen Bezugsbalken 10 bereitzustellen.
Ferner wird nur ein solcher Abschnitt jeder Spalte 8 mit grünen LEDs,
der unterhalb der angesteuerten Zeile 9 liegt, von der
Box 6 auf EIN angesteuert, um so grüne Indikatorbalken 11 zu
erzeugen, die sich bis zu dem gelben Bezugsbalken 10 erstrecken
(für Darstellungszwecke
sind gelbe LEDs in den Zeichnungen durch Kreise mit Mittelpunkten
dargestellt, die offen sind, wenn die LEDs ausgeschaltet ist, jedoch ausgefüllt sind,
wenn sie eingeschaltet sind, während die
grünen
LEDs als Kreise mit dünner
Schraffierung dargestellt sind, wenn sie ausgeschaltet sind und
mit stärkerer
Schraffierung, wenn sie angesteuert sind).
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Wenn
die Indikator-Vorrichtung 1 etwas über der Augenhöhe des Piloten
montiert ist, sieht er/sie die gelben Balken 4 und 5 vom
Flugzeug aus entlang einer schrägen
Sichtlinie. Die Balken 4 und 5 werden gegen den
Hintergrund der Rückplatte 7 betrachtet und
das Flugzeug mit der Aufgabe manövriert,
die durch die 2 dargestellte sichtbare Bedingung
zustande zu bringen. Insbesondere besteht die Aufgabe darin, das
Flugzeug so auszurichten, dass sich aus der Sicht des Piloten der
vertikale Balken 5 mittig zwischen den grünen Balken 11 befindet,
und das Flugzeug nach vorne zu bewegen, bis sich die horizontalen
Balken 4 in dieser Ansicht nach oben in Ausrichtung zu
dem Balken 10 bewegen. Wenn diese Aufgabe gelöst ist,
hat das Flugzeug die korrekte Ausrichtung und befindet sich in der
korrekten Halteposition auf seinem Stellplatz zur Andockung. Die Vorrichtung 1 führt die
Führung
des Piloten durch, indem sie den in 2 dargestellten
sichtbaren Zustand zustande bringt, und dadurch eine Genauigkeit in
der Manövrierung
des Flugzeugs an der Andockstation.
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Sobald
das Flugzeug zu der Andockstation hin manövriert wird, sieht der Pilot
aufgrund einer Änderung
seines/ihres Gesichtspunktes eine scheinbare Bewegung der Balken 4 und 5 in
Bezug auf die Balken 10 bzw. 11. Eine Bewegung
des Flugzeugs im Azimut verändert
sichtbar die horizontale Trennung des vertikalen Balkens 5 von
den Balken 11 so, dass der Balken 5 nur dann so
gesehen wird, als ob er in dem Spalt zwischen den Balken 11 gemäß Darstellung
in 3 liegen würde,
wenn sich das Flugzeug auf der Spur entlang der Mittellinie zu der
Andockstation befindet. In der in 3 dargestellten
Situation befindet sich das Flugzeug auf der Spur, ist aber, wie es
durch die vertikale Trennung der Balken 4 von der Balken 10 dargestellt
wird, noch in einen gewissen Abstand (z.B. 20 m) von der geeigneten
Halteposition der Andockstation.
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Die
Bewegung des Flugzeugs zu der Andockstation unter gleichzeitiger
Beibehaltung seiner Mittelinienspur bewirkt, dass die Balken 4 aufgrund von
Parallaxe zu dem Balken 10 so hin ansteigen, dass als Folge
der Reduzierung des Abstandes zu der Anhalteposition (z.B. bis 10
m) die Sicht des Piloten so wird, wie sie in 4 dargestellt
ist. Wenn unter denselben Umständen
das Flugzeug zu weit links (beispielsweise 0,5 m) von der Mittellinie
wäre, wäre die Sicht
des Piloten so, wie sie in 5 dargestellt ist,
wobei, wenn sie halb so weit nach rechts abweichen (z.B. 0,25 m)
würde,
seine/ihre Sicht so wäre, wie
sie in 6 dargestellt ist.
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Sobald
sich das Flugzeug nach vorne zu der Andockstation bewegt, und die
Balken 4 demzufolge progressiv zu dem Balken 10 hin
anzusteigen scheinen, steuert der Pilot das Flugzeug so, dass er
jede sichtbare Trennung der Balken 5 horizontal von der zentralen
Lage zwischen den Balken 11 reduziert. Wenn jede Abweichung
nach links oder rechts von der Mittellinie, korrigiert wird, und
wenn das Flugzeug vorwärts
bewegt wird, um die Balken 4 nach oben zu dem Balken 10 zu
bringen, wie es in 2 dargestellt ist, wird das
Flugzeug zu einer Halte stelle gebracht. Sobald sich das Flugzeug
der Halteposition annähert,
verdunkelt die horizontale Platte 3 progressiv die grünen Balken 11 so,
dass dem Piloten eine analoge Anzeige der Annäherungsrate gegeben wird.
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Da
die Manövrierung
eines größeren Flugzeugs
normalerweise vom Kapitän
ausgeführt
wird, der von der Längsachse
des Flugzeugs nach links versetzt sitzt, wird die Indikator-Vorrichtung 1 für ein derartiges
Flugzeug mit einer Ausrichtung zwischen den Balken 5 und 11 montiert,
die den entsprechenden Versatz nach links zu der Mittellinie der
Andockstation hat. Wenn der auf der rechten Seite der Längsachse
sitzende zweite Pilot ebenfalls das Flugzeug manövrieren kann, oder beide Piloten über den Ablauf
während
des gesamten Manövers
zu informieren sind, kann dieses leicht und wirtschaftlich durch
die Hinzufügung
einer zweiten Indikator-Vorrichtung 1 erreicht werden,
die mit dem entsprechenden Versatz nach rechts von der Mittellinie
montiert ist. Die zweite Indikator-Vorrichtung 1 kann aus
derselben Steuerbox 6 wie die erste angesteuert und betrieben
werden.
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Die
Steuerbox 6 umfasst eine Einrichtung, die variiert, welche
von den Reihen 9 der gelben LEDs zu jedem bestimmten Zeitpunkt
abhängig
von dem Typ des sich beim Andocken befindlichen Flugzeugs angesteuert
wird. Die Auswahl, welche Reihe 9 angesteuert wird, um
den Bezugbalken 10 zu erzeugen, wird automatisch abhängig von
Daten aus einem Flugzeugerkennungsgerät oder der Flugzeugbodenkontrollstation
oder einfach manuell durch die Bodenmannschaft an der Andockstation
ausgeführt. Eine
den Flugzeugtyp mit einer korrekte Halteposition innerhalb der Andockstation
in Beziehung setzende und die Augenhöhe des Piloten in dem Flugzeugtyp
berücksichtigende
Tabelle ist in die Box 6 zusammen mit Beziehungen zwischen
den einzelnen Reihen 9 und den Haltepositionen, die sie
abhängig von
der Augenhöhe
realisieren, einprogrammiert. Aus der Tabelle und diesen Beziehungen
ermittelt die Box 6, welche von den Reihen 9,
und demzufolge welche von den grünen
LEDs der Spalten 8 anzusteuern sind, um den korrekten horizontalen
Bezugsbalken 10 und die vertikalen Bezugsbalken 11 dazu für das betroffene
Flugzeug zu erzeugen. Die Helligkeit der angesteuerten LEDs, welche
die Balken 10 bereitstellen, und auch der LEDs, die die
anderen Balken 4, 5 und 11 bereitstellen,
wird von der Box 6 abhängig
von den Wetter- und Tageslichtbedingungen gesteuert.
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Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung hat den spezifischen Vorteil,
dass sie die Verwendung komplexer optischer Systeme und elektronischer
Geräte
vermeidet, und dass sie eine Zuverlässigkeit und wirtschaftliche
Vorteile aufweist, die herkömmliche
Vorschläge
für Andockführungen
nicht hatten. Ferner wird die Führung
aktiv in einer klaren darstellenden Weise direkt vor dem Flugzeug
und ohne die Notwendigkeit, dass der oder die Piloten ihren Kopf
von der Vorwärtssicht
auf die die Andockstation drehen müssen, bereitgestellt.
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Die
Indikator-Vorrichtung kann modifiziert werden, um die Aufrichtung
des Flugzeugs für
den Andockvorgang zusätzlich
zu unterstützen.
Die Modifikation in dieser Hinsicht ist auf die LED-Anordnung der
Vorrichtung begrenzt und wird nun unter Bezugnahme auf die 7-9 beschrieben.
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Gemäß den 7 und 8 umfasst
die modifizierte LED-Anordnung
wie die der vorstehend beschriebenen Vorrichtung 1 zwei
im Abstand angeordnete Spalten 12 mit grünen LEDs,
die sich vertikal durch horizontale Reihen 13 von gelben
LEDs erstrecken, wobei jedoch der Abstand zwischen den Spalten 12 größer ist.
Insbesondere sind die Spalten 12 statt eines Abstandes
von nur einer einzigen gelben LED in jeder Reihe 13, in
einem Abstand von vier gelben LEDs der Reihe angeordnet.
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Ferner
weist jede Spalte 12 mit grünen LEDs eine angrenzende vertikale
Spalte 14 mit roten LEDs auf, von welchen sie durch einen
nach vorne ragenden Abgrenzungsschirm 15 so abgeteilt werden, dass
die zwei Spalten 12 unmittelbar innerhalb der zwei Schirme 15 und
die zwei Spalten 14 unmittelbar außerhalb dieser liegen.
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Die
modifizierte Anordnung wird in derselben Weise wie die Anordnung
der Indikator-Vorrichtung 1 dahingehend verwendet, dass
eine Reihe 13 mit gelben LEDs angesteuert wird, um einen
horizontale Bezugsbalken 16 zu erzeugen, und die grünen LEDs der
Spalten 12 unterhalb der Balken 16 angesteuert werden,
um vertikale Ausrichtungsbalken 17 zu erzeugen. Jedoch
werden in diesem Falle die roten LEDs der Spalten 14 unter
dem Balken 16 ebenfalls angesteuert, um vertikale Warnbalken 18 zu
erzeugen, wovon der eine oder andere für den Piloten nur sichtbar
ist, wenn das Flugzeug nach links oder rechts von der Mittellinie
der Andockstation abgewichen ist.
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Während sich
das Flugzeug der Andockstation auf der Spur annähert, sind die zwei grünen Balken 17 sichtbar,
aber aufgrund der Abgrenzungsschirme 15 sind die roten
Warnbalken 18 der Sicht solange verdeckt, bis eine Abweichung
von der Mittellinie auftritt. Wenn diesbezüglich das Flugzeug nach links
oder rechts von der Mittellinie abweicht, wird die Pilotensichtlinie
von einer geraden auf eine Winkelrichtung verändert, wie sie beispielsweise
in übertriebener
Form für
eine Abweichung nach links durch den Pfeil A in 8 dargestellt
ist. Die Folge dieser Änderung
für die
Winkelabweichung nach links von 10 Grad oder mehr von der Mittellinie
besteht darin, dass der rote Balken 18 der linken Spalte 14 mit
dem grünen
Balken 17 der rechten Spalte 12 sichtbar ist,
während
der grüne
Balken 17 der linken Spalte 12 durch den linken
Abgrenzungsschirm 15 verdeckt ist; die Wirkung des linken
Schirms 15 besteht in der Verdeckung der linken Spalte 12 aus
der Richtung A, wie es in 9 dargestellt
ist.
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Der
rote Balken 18 der linken Spalte 14 wird zuerst
für eine
Abweichung nach links von der Mittellinie um 6 Grad oder mehr sichtbar,
während
der grüne
Balken 17 der linken Spalte 12 nicht vollständig durch
den linken Schirm 15 verdeckt wird, bis die Abweichung 10 Grad
erreicht. Demzufolge sind für
Abweichungen nach links zwischen 6 Grad und 10 Grad die linken grünen und
roten Balken 17 und 18 zusammen nebeneinander
mit der rechten grünen
Balken 17 sichtbar.
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Die
entsprechende Situation trifft für
Abweichungen nach rechts von der Mittellinie dahingehend zu, dass
der rechte rote Balken 18 für Abweichungen von 6 Grad oder
mehr nach rechts von der Mittellinie sichtbar wird und der rechte
grüne Balken 17 durch den
rechten Schirm 15 für
Abweichungen von 10 Grad oder mehr verdeckt wird.