DE656495C

DE656495C - Method and device for ground distance measurement of aircraft

Info

Publication number: DE656495C
Application number: DEC51169D
Authority: DE
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1934-12-15
Filing date: 1935-12-15
Publication date: 1938-02-09

Description

Verfahren und Einrichtung zur Bodenabstandsmessung von Flugzeugen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit deren Hilfe es möglich ist, bei Nacht und auch bei Nebel ohne besondere Handhabung einer Meßvorrichtung durch den Piloten ständig eine Feststellung des Abstandes zwischen dem Erdboden und dem Luftfahrzeug vorzunehmen. Die Erfindung eignet sich besonders für die Feststellung der geringen Abstandswerte im Augenblick der Landung. Es sind bereits Verfahren bekannt, die denselben Zweck haben, jedoch ermöglicht keines derselben die !erforderliche Genauigkeit und Kontinuität der Beobachtungen.Method and device for ground clearance measurement of aircraft The invention relates to a method and a device with the help of which it is possible is, at night and also in fog without special handling of a measuring device by the pilot constantly a determination of the distance between the ground and the aircraft. The invention is particularly useful for detection the small distance values at the moment of landing. There are already procedures known that have the same purpose, but none of them enables the necessary! Accuracy and continuity of the observations.

Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, vön einer Stelle eines Flugzeuges ein Bündel möglichst genau paralleler Strahlen auf den Erdboden zu werfen, deren Auftreffstelle dann durch eine an einer anderen Stelle des Flugzeuges angeordnete Visiervorrichtung angepeilt wird. Dieser ältere Vorschlag läßt aber nur die Feststellung einer ganz bestimmten Höhenlage zu.Furthermore, it has already been proposed from a location on an aircraft to throw a bundle of rays that are as exactly parallel as possible onto the ground, whose The point of impact is then arranged at another point on the aircraft Sighting device is targeted. This older suggestion, however, only leaves the statement a very specific altitude.

Gemäß der Erfindung wird eine Feststellung des jeweilig vorhandenen Abstandes zwischen Erdboden und Luftfahrzeug dadurch ermöglicht, daß eine umlaufende Visiervorrichtung mit senkrecht zur Ebene des M eßdreiecks stehender Drehachse Verwendung findet. Die selbsttätige Durchführung der Winkelpeilung und die Wiedergäbe ihres Ergebnisses werden durch die nachfolgend beschriebene Vorrichtung bewirkt, die bei der Landung stets selbsttätig die jeweilige Höhe anzeigt. Es sei dabei angenommen, daß Strahlen aus dem leuchtenden Spektrum zur Verwendung kommen. Selbstverständlich ist aber grundsätzlich auch die Benutzung von Strahlen möglich, die nahe dem sichtbaren Spektrum liegen.According to the invention, a determination of the respective existing Distance between the ground and the aircraft is made possible by having a circumferential Sighting device with an axis of rotation perpendicular to the plane of the measuring triangle finds. The automatic implementation of the angular bearing and the reproduction of yours Results are brought about by the device described below, which at always automatically displays the respective altitude upon landing. It is assumed that that rays from the luminous spectrum are used. Of course but in principle it is also possible to use rays that are close to the visible Spectrum lie.

Eine an der Peilstelle des Lichtfleckes angeordnete photoelektrische Zelle wird durch eine umlaufende Blende abgedeckt und nur dann beleuchtet, wenn die Öffnung der Blende die die Zelle und den Lichtfleck des Strahlenbündels verbindende Linie überläuft. (Die Mitte der Öffnung der Blende bewegt sich in der Ebene, die durch die Achse des projizierten Strahlenbündels und die Gerade bestimmt ist, die den Projektor mit der Zelle verbindet.) Andererseits ist vor dem Piloten ein Schirm angeordnet, auf den mittels einer Lichtquelle eine leuchtende Linie projiziert wird. Die Lichtquelle wird- durch die Erregung der Zelle der Peilvorrichtung zum Leuchten gebracht oder aufgeblendet. Die Stellung der auf den Schirm projizierten Linie bestimmt sich durch die Stellung, die die Öffnung einer synchron mit der Blende der Zelle umlaufenden. , die Lichtquelle abblendenden Blende im Augenblick der Wirksamkeit der Lichtquelle einnimmt. Eine feste Kennlinie auf dem Schirm gibt das äußere Ende der Räder an, so daß man, sofern die Umlaufgeschninr@ digkeit der synchron arbeitenden @lenele?',' genügend hoch ist, ständig genau verfolg e` kann, wie die den Erdboden darstellendN.'#leuchtende Linie sich entsprechend der Abwärtsbewegung des Flugzeuges dien Rädern nähert.A photoelectric one arranged at the bearing point of the light spot Cell is covered by a surrounding screen and is only illuminated when the opening of the diaphragm connecting the cell and the light spot of the beam Line overflows. (The center of the aperture of the diaphragm moves in the plane that is determined by the axis of the projected beam and the straight line which connects the projector to the airframe.) On the other hand, there is a screen in front of the pilot arranged, onto which a luminous line is projected by means of a light source. The light source is illuminated by the excitation of the cell of the direction finder brought or faded in. Determines the position of the line projected on the screen itself through the position that the opening of a synchronous with the aperture of the cell circumferential. , the light source dimming aperture at the moment the effectiveness of the light source. There is a fixed curve on the screen the outer end of the wheels so that, provided that the speed of rotation of the synchronously working @lenele? ',' 'is sufficiently high, can always be followed closely like the N. '# luminous line, representing the ground, changes according to the downward movement of the aircraft approaches the wheels.

Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung. Abb. i erläutert den Grundgedanken der Erfindung.For example, shows embodiments of the subject matter of the invention the drawing. Fig. I explains the basic idea of the invention.

Abb.2 zeigt in Seitenansicht einen Schirm mit seiner Beleuchtungsvorrichtung.Fig.2 shows a side view of a screen with its lighting device.

Abb. 3 zeigt den :Schirm in- Vorderansicht. Abb. 4. stellt schließlich eine veränderte Ausführungsform des Schirmes mit einem Ablesemaßstab dar, der nach Null hin eine steigende Genauigkeit zuläßt.Fig. 3 shows the: Umbrella in front view. Fig. 4. finally represents is a modified embodiment of the screen with a reading scale according to Allows increasing accuracy towards zero.

Gemäß Abb. i ist an der Stelle.A eines Flugzeuges ein Projektor angebracht, der ein Strahlenbündel aussendet,. das den Erdboden im Punkte C trifft. Es ist zweckmäßig, die Strahlen des Lichtbündels möglichst parallel zu halten. Die Strahlen können sowohl dem leuchtenden Spektrum-entnommen werden als auch' außerhalb dieses Spektrums liegen (ultraviolett oder infrarot). Das Strahlenbündel wird gemäß der Abbildung in senkerechter Richtung nach unten geworfen. Selbstverständlich kann die Wurfrichtungauch mehr oder weniger schräg sein. Immerhin ist es vorteilhaft, daß der Lichtfleck auf dem Erdboden sich in der Nähe der durch die Räder gehenden Senkrechten bildet, insbesondere, wenn sich das Flugzeug oberhalb der Landestelle befindet. An 'einer anderen Stelle B- des Flugzeuges ist eine. geeignete Auswertvorrichtung S für die gesendeten Strahlen (Photozelle, Thermaelement usw.) angeordnet. Die Zelle S wird einer unerwünschten Erregung dadurch entzogen, daß man sie mit einer Ummantelung versieht, » die die Strahlen, auf die die Zelle anspricht, nicht hindurchläßt. Diese Ummäntelung besitzt jedoch eine öffnung, die von einem in dauernder Drehbewegung befindlichen Teil getragen wird, der zweckmäßig mit einem optischen .System L verbunden ist, das- die im Punkt C reflektierte Strahlung konzentriert auf die Zelle wirft.According to Fig. I, a projector is attached to position A of an aircraft which emits a bundle of rays. that hits the ground at point C. It is appropriate to keep the rays of the light bundle as parallel as possible. The rays can can be taken from both the luminous spectrum and outside this spectrum lying (ultraviolet or infrared). The beam is as shown in the figure thrown in a vertical direction downwards. Of course, the direction of throw can also be more or less oblique. After all, it is advantageous that the light spot is on the ground is formed near the vertical through the wheels, in particular, when the aircraft is above the landing site. At another point B- of the plane is one. suitable evaluation device S for the transmitted beams (Photocell, thermal element, etc.). The cell S becomes an undesirable one Deprived of excitement by providing them with a sheath, 'which the Rays to which the cell responds, does not let through. This jacket has however, an opening carried by a part that is in constant rotation is, which is expediently connected to an optical .System L, the in point C reflected radiation throws concentrated on the cell.

Die Wiedergabevorrichtung ist in den Abb. z und 3 dargestellt. Eine Lichtquelle F ist in einem umlaufenden Gehäuse angeordnet, das mit einem ProjektionsobjektivH versehen ist. Das optische System ist derart gewählt, daß es auf dem Schirm E ein Bild I in Form einer leuchtenden Linie entwirft. Die Umlaufbew egüng des Gehäuses ist synchron derjenigen der Blende bzw. des optischen Systems der Zelle. Andererseits wird die Erleuchtung der Lampe F, die beispielsweise eine ;Neonröhre sein kann, durch die Erregung der "711a genau im Augenblick dieser Erregung '@d@trch geeignete Verstärkervorrichtungen oder `@I2elais bewirkt. Daraus ergibt sich, daß die Stellung der Linie 1 auf dem Schirm von dem Winkel ABC, d.h. von der - Höhe AC, abhängig ist, in der sich das Flugzeug oberhalb des Erdbodens befindet. Trägt man auf dem Schirm E eine feste Kennlinie I( auf, die der Stellung der Linie I entspricht, wenn das Flugzeug sich auf dem Erdboden befindet, so kann sich der Flugzeugführer durch einen einfachen Blick auf den Schirm stets über den Spielraum vergewissern, den er noch hat, bevor er mit seinem Flugzeug auf den Erdboden aufsetzt. Die Anzeige des Schirmes wird noch weit augenfälliger, wenn die Kennlinie I( durch eine Zeichnung gemäß Abb. 3 ersetzt ist, die den unteren Teil der Räder und des Fahrgestells im Querprofil darstellt.The playback device is shown in Figs. One Light source F is arranged in a circumferential housing which is provided with a projection lens H. is provided. The optical system is chosen such that it is on the screen E. Image I designs in the form of a glowing line. The circulation movement of the housing is synchronous with that of the diaphragm or the optical system of the cell. on the other hand the illumination of the lamp F, which can be, for example, a neon tube, by the excitement of the "711a exactly at the moment of this excitation '@ d @ trch appropriate Amplifier devices or `@ I2elais causes. It follows that the position of line 1 on the screen depends on the angle ABC, i.e. on the - height AC in which the aircraft is above the ground. If you wear the Screen E has a fixed characteristic curve I (which corresponds to the position of line I, if the aircraft is on the ground, the pilot can navigate through Always take a simple look at the screen to make sure that there is room for maneuver he still has before he hits the ground with his plane. The ad of the screen becomes even more obvious when the characteristic curve I (through a drawing is replaced according to Fig. 3, the lower part of the wheels and the chassis in Represents cross profile.

Es ist zweckmäßig, daß die Genauigkeit der Beobachtung mit der Annäherung an den Erdboden wächst, dergestalt, daß eine Änderung der Höhe um i m in der Nähe der Berührung mit dem Erdboden auf dem Schirm beispielsweise durch einen Zwischenraum von gleicher Größe dargestellt wird, wie eine Höhenänderung 'zwischen 25 und 5om. Dies kann in verschiedener Weise bewirkt werden, beispielsweise mittels des gekrümmten Schirmes nach Abb. q. oder mittels eines ebenen Schirmes, der gegenüber der Lichtquelle in geeigneter Weise angeordnet ist. Eine derartige Maßstabänderung wird auch durch eine Anordnung. eines ebenen Schirmes gemäß. Abb. 2 erzielt, und zwar bei einem Beobachter, dessen Blick senkrecht auf den Schirm fällt.It is useful that the accuracy of the observation with the approximation grows to the ground in such a way that a change in height of i m in the vicinity the contact with the ground on the screen, for example through a gap is represented by the same size as a change in height 'between 25 and 5om. This can be achieved in various ways, for example by means of the curved Screen according to Fig. Q. or by means of a flat screen facing the light source is arranged in a suitable manner. Such a scale change is also made by an arrangement. according to a flat screen. Fig. 2 achieved, namely at a Observer whose gaze falls vertically on the screen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung arbeitet dann richtig, wenn das Flugzeug sich dem Boden in waagerechter Fluglage nähert, was jedoch eine der normalen Voraussetzungen der Landung ist.The method according to the invention works properly when that Aircraft approaches the ground in a horizontal position, but this is one of the normal Landing requirements is.

Die Erfindung kann in zahlreichen Ausführungsformen Gestalt gewinnen, insbesondere was die Mittel zur Sicherung des Antriebssynchronismus der Blenden oder optischen Systeme der Zelle °und des Projektors anbelangt. Diese können mit Hilfe von elektrischen Synchronmotoren oder mit Hilfe von elektrisch synchronisierten und in Phase gehaltenen Motoren angetrieben werden. Die Lichtwurfvorrichtung könnte auch an .der Peilstelle angeordnet sein, so daß das umlaufende Element des Gehäuses mit der Blende der Zelle mechanisch verbunden werden kann-. Man würde in diesem Falle die Angaben der Lichtwurfvorrichtung durch irgendein geeignetes Mittel auf eine am Führersitz angeordnete zweite Lichtwurfvorrichtung übertragen. Der Projektionsschirm kann auch durch irgendeine andere Anzeigevorrichtung ersetzt werden, beispielsweise durch einen Zifer- -' blattanzeiger, bei dem die Stellung der Nadel oder des entsprechenden beweglichen Organs von der Phase der Impulswirkung abhängt, die auf der Beleuchtung der Zelle bei dem Umlauf der Blende oder der optischen Einrichtung der Zelle beruht.The invention can take shape in numerous embodiments, in particular what the means for ensuring the drive synchronism of the diaphragms or optical systems of the cell and the projector. These can be with With the help of electric synchronous motors or with the help of electrically synchronized ones and motors held in phase are driven. The light throwing device could also be arranged at .der Peilstelle, so that the revolving element of the housing Can be mechanically connected to the aperture of the cell. One would be in this Case the information of the Light throwing device by any suitable Transfer agent to a second light projecting device arranged at the driver's seat. The projection screen can also be replaced by any other display device be, for example by a Zifer- - 'sheet indicator, in which the position of the needle or the corresponding mobile organ from the phase of the impulse action depends on the illumination of the cell when rotating the aperture or the optical Establishment of the cell is based.

Andere Änderungen sind bezüglich der Ausbildung der Einzelteile der Vorrichtungen und ihres Ersatzes durch gleichwertige Teile möglich.Other changes are in relation to the design of the individual parts of the Devices and their replacement with equivalent parts possible.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for determining the wheelbase of a Aircraft from the ground, with a bundle from one part of the aircraft, if possible exactly parallel rays are thrown onto the ground, the point of impact of which is one by a visi @ er device arranged at another point on the aircraft aimed at, characterized by a revolving sighting device, the axis of rotation is perpendicular to the plane of the measuring triangle. z. Facility for executing the ver. Fahrens according to claim i, characterized in that the sighting device, a Evaluation means for the rays thrown back from the ground, e.g. B. a photoelectric Cell, and a circumferential diaphragm with an opening, the optical axis of which lies in the plane of the measuring triangle. 3. Device according to claim z, characterized in that that the position of the rotating diaphragm at the moment when the evaluation mean is excited by the light spot on the ground, on a screen in front of the pilot reproduced. will. ¢. Device according to claim i or 3, characterized in that that the diaphragm rotates in synchronism with a converging lens system of a light source, which creates an expedient linear image on a screen e @ n, with the light source lights up under the action of the current, which on the excitation of the evaluation means the rays reflected from the ground. 5. Device according to claim 3 or 4., characterized in that the screen of the playback device is curved is and bears a division with changing scale. 6. Device according to claim z, characterized in that the position of the rotating diaphragm by means of a Device with dial is specified, in which the position of the movable Indicator of the phase of illumination of the cell with respect to the movement of the rotating one Aperture depends. ,