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Vorrichtung zur Anzeige der Höhe eines Luftfahrzeuges über der. Landefläche
mit Hilfe von Lichtkegeln Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, die Höhe eines
Luftfahrzeuges über der Landefläche mit einfachen Mitteln zur Anzeige zu bringen.
` Es handelt sich hierbei nicht um Höhenmaße erheblicher Größenordnung, sondern
um die Bestimmung gerade der letzten paar Meter der Höhe kurz vor einer Landung.
Die sonst bekannten Mittel zur Höhenbestimmung versagen in diesem Augenblick, weil
sie entweder nicht mehr benutzt werden können oder weil sie entsprechend ihrer sonstigen
Verwendung gar nicht auf eine genaue Anzeige von Höhenunterschieden in der Größe
einzelner Meter oder sogar darunter abgestellt sind. Gerade die letzten Meter vor
der Landung können aber bei Irrtum des Flugzeugführers verhängnisvolle Bedeutung
erhalten. Dies gilt besonders in der Nacht oder bei Bodennebel.
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Das Gerät nach der Erfindung ist weniger gedacht als Anzeigemittel
für Landungen in jedem Gelände, sondern gerade für Landungen auf ebenen Plätzen
oder Flächen. Voraussetzung ist, daß das Flugzeug in der Querrichtung keine Schräglage
aufweist, während die Ablesung erfolgt, und ebenso, daß das Gelände, über dem gemessen
wird, kein Gefälle in Richtung der Querachse des Flugzeuges besitzt. Bei normalen
Landungen auf Flugplätzen ist diese Bedingung regelmäßig erfüllt. Geringe Abweichungen
ergeben ebenso geringe Fehler der Anzeige. Es ist bereits bekannt, die Höhe eines
Luftfahrzeugs über der Ländefläche mit Hilfe von Lichtkegeln zu bestimmen, welche
vorn Luftfahrzeug aus auf den Erdboden gerichtet werden. Bei einem Teil dieser bekannten
Einrichtungen sind die Richtungen der Scheinwerferkegel in bezug auf das Fahrzeug
starr festgelegt und verlaufen sclir,'ig zur Mittelebene des Flugzeugs. Es findet
hierbei eine Anzeige im eigentlichen Sinne nicht statt. Es muß vielmehr vom Flugzeug
aus der je nach der Höhe verschieden große Abstand der auf der Landefläche entstehenden
Lichtflecken beobachtet und geschätzt werdCi. Bei einem anderen Teil der bekannten
Geräte ist mindestens einer der beiden Flugzeugscheinwerfer schwenkbar. Die Höhenmessung
erfolgt in der Weise, daß durch Schwenkung des einen Scheinwerfers die beiden Lichtflecken,
die auf der Landefläche erzeugt werden, miteinander in Deckung gebracht werden.
Dieses Verfahren kann allerdings brauchbare Meßergebnisse zeitigen, doch erfordert
es eine besondere Bedienung, welche dem Flugzeugführer insbesondere kurz vor der
Landung nicht zugemutet werden kann. Jedenfalls ergibt auch diese Einrichtung nicht
eigentlich eine selbsttätige Anzeige.
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Im Gegensatz dazu stellt die Vorrichtung gemäß der Erfindung ein Anzeigegerät
dar, welches unmittelbar ablesbar auf einer Teilung, gegebenenfalls sogar auf einem
Zeigergerät, die Höhe des Flugzeugs über der Landefläche
zur @
Anzeige bringt. Die Einrichtung nach der Erfindung weist überdies noch den Vorteil
auf, daß nur ein einziger Scheinwerfer zum Betrieb notwendig ist. Die Lösung der
gestellten Aufgabe erfolgt nach der Erfindung dadurch, daß im Flugzeug außer dem
Scheinwerfer ein Linsensystem und eine Projektionsfläche angebracht sind, auf welcher
durch die Linsen ein Abbild des Schnittpunktes der Lichtstrahlen mit der Landefläche
entworfen wird. Die jeweilige Lage des Bildpunktes auf der Projektionsfläche ist
dann in bezug auf eine auf der Projektionsfläche angebrachte Teilung ein genauer
Anhaltspunkt für die im betreffenden Augenblick vorhandene Höhe des Flugzeuges über
dem Erdboden.
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Dieser Grundgedanke gestattet eine ganze Reihe voll Ausgestaltungen.
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Die Projektionsfläche kann unmittelbar als Anzeigemittel dienen und
mit einer geeichten Höhenteilung versehen sein; sie kann voll vorn oder rückwärts
bestrahlt werden, auch kann ein Spiegel in den Strahlengang geschaltet sein.
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In der Regel wird es auch empfehlenswert sein, die Projektionsfläche
in Übereinstimmung m it der Bauart des verwendeten Linsensysterns abzustufen oder
gekrümmt auszuführen, damit auf allen Teilen der Fläche selbsttätig ein scharfes
Bild entsteht. .
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Schließlich kann die Projektionsfläche mit lichtelektrischen Zellen
besetzt werden, welche je nach ihrem Belichtungszustand in all sich bekannter Weise
eine elektrische Anzeige der Höhe auf einem geeichten Zeigerinstrument steuern.
Um auch bei nebligem Wetter die Höhenmessung zu ermöglichen, was von ganz besonderer
Bedeutung ist, werden zweckmäßig Zellen, die für infrarote Strahlen empfindlich
sind, und Scheinwerfer mit ausreichender infraroter Ausstrahlung verwendet.
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y An Stelle eines einzelnen Lichtstrahles kann ein möglichst parallel
begrenztes Strahlenbündel .entsandt werden oder aber ein senkrecht oder schräg nach
unten gerichteter Lichtkegel, in welchem Falle der Schnitt des Kegelmantels mit
der Landefläche in der Flucht der Hoch-Ouer-Ebene beobachtet wird. Ferner kann aus
einem solchen Kegel in der Flucht der Hoch-Ouer-Ebene ein schmaler Streifen z. B.
durch Abblenden herausgeschnitten werden, dessen außenliegendes Ende beobachtet
wird.
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Auch die Beobachtung oder Anzeige kann sehr verschieden eingerichtet
werden, wie weiter unten ausgeführt wird.
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Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele dar.
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Fig. i zeigt ein schematisches Bild der Einrichtung bei Messung einer
geringen Höhe, Fig. a dasselbe bei Messung einer größeren Höhe.
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Fig. ia veranschaulicht eine Art der Anzeige.
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Fig,3 und q. sind schematische Darstellungen der optischen Einrichtung
in zwei Abarten.
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Am Flugzeug ist eine Lichtquelle L mit Scheinwerfer angebracht, welche
ein scharf begrenztes Lichtbündel liefert. Dieses kegelförmige Lichtbündel trifft
mit der Breite G auf der Erdoberfläche auf. Je nach der Höhe 1I ist die Breite G
verschieden, wie auch aus Fig. i und 2 ersichtlich..
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Zur Herbeiführung einer Anzeige ist in starrer Verbindung mit dein
Scheinwerfer L ein Linsensystem O angeordnet, welches so gerichtet ist, daß es,
innerhalb des zu messenden Höhenbereiches, den einen äußeren Endpunkt der Strecke
G als umgekehrtes wirkliches Bild auf einem in entsprechender Entfernung ebenfalls
fest eingebauten Schirm (Mattscheibe) M abbildet. Man kann dann die kleine Strecke
g als verkleinertes Abbild derjenigen Strecke betrachten, welche zwischen dem äußeren
Endpunkt von G und dein Schnittpunkt der optischen Achse der Linse 0 mit dem Erdböden
liegt. Die Strecke g kann freilich vom Mittelpunkt (Aclisschnittpunkt) aus gerechnet
positiv oder negativ gerichtet sein, je nachdem, ob der äußere Endpunkt von G links
oder rechts vom Schnittpunkt der optischen Achse der Linse O mit dem Erdboden liegt.
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Die Mattscheibe 31 kann mit einer Teilung versehen werden, an der
man die Höhe I-I unmittelbar ablesen kann.
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Wird beispielsweise an Stelle eines vollen Lichtkegels nur ein schmales
Lichtband in der Flucht der Hoch-Ouer-Ebene nach unten geworfen, so zeigt sich im
Falle der Fig. i auf der Scheibe 11-I das Bild der Fig. ia. Das Ende des abgebildeten
Lichtbandes h zeigt auf der Teilung eine Höhe von etwas über 7 m all.
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Da eine Scharfeinstellung des Bildwurfs auf die Fläche 11-7 bei jeder
Höhenänderung nicht in Frage kommt, den abzubildenden Endpunkten der Strecke G aber
bei jeder Höhe ein bestimmter Bildwinkel des optischen Systems entspricht, kann
zweckmäßig die Mattscheibe M gemäß_ Fig. 3 oder q. gestuft und,l oder gekrümmt sin,
damit stets selbsttätig der genannte Punkt scharf abgebildet wird und einfache Linsen
verwendbar sind.
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Es ist nicht-. nötig, die Anzeige nur auf einer waagerechten Scheibe
M vorzunehmen. Dieses Bild kann beispielsweise durch einen der angenehmsten Blickrichtung
entsprechenden Spiegel betrachtet werden. An Stelle der Mattscheibenanzeige kann
eine elektrische Anzeige unter Benutzung von lichtelektrischen
Zellen
(Selen o. dgl.) treten, welche in der Linie angeordnet sind, in der. die Abbildung
der Strecke G oder ihres Endpunktes erfolgt. Die je nach der Höhe verschiedene Inanspruchnahme
der Zellen kann dann in üblicher Weise auf einem elektrischen Anzeigeinstrument
sichtbar gemacht werden. Eine Anordnung dieser Art kommt besonders auch dann in
Frage, wenn das eigentliche Meßgerät abseits- vom Führerplatz, z. B. im Schwanzteil
des Flugzeuges, untergebracht werden muß.
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Eine weitere Bedeutung erhält eine derartige photoelektrische Ausführungsform
dann, wenn die Zellen aus einem für infrarote Wellenlängen empfindlichen Stoff gefertigt
sind, weil dann sogar bei Bodennebel eine zuverlässige Anzeige erfolgt.