DE705320C

DE705320C - Method for generating glide path surfaces for aircraft landing purposes

Info

Publication number: DE705320C
Application number: DEL93581D
Authority: DE
Inventors: Walter Max Hahnemann
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG; C Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG; C Lorenz AG
Priority date: 1937-11-04
Filing date: 1937-11-05
Publication date: 1941-04-24

Description

Verfahren zur Erzeugung von Gleitweg$ächen für Flugzeuglandezwecke Es ist bekannt, zur Erzeugung von Gleitwegflächen eine schräg nach oben gerichtete keulenförmige Strahlung auszusenden und die Landung auf einer Kurve konstanter Feldstärke dieser Strahlung vorzunehmen. Zur Erzeugung derartiger keulenförmiger Strahlungsdiagramme benutzt man auf Ultrakurzwellen betriebene Sendeanordnungen, bei denen das gewünschte Strahlungsdiagramm durch Interferenz zwischen der direkt von der Antenne ausgehenden Strahlung und der indirekten, am Erdboden reflektierten Strahlung entsteht. In Abb. i - ist zur Erläuterung dieser Vorgänge der Strahlengang einer Antenne A aufgezeichnet. Es sei angenommen, daß die Strahlen i, 2, 3 direkt von der Antenne ausgehen und die Strahlen i', 2', 3' an den Punkten 4, 5 und 6 am Erdboden reflektiert werden. Man kann sich dle indirekten Strahlen 7, 8, 9 ähnlich wie bei optischen Verhältnissen von einem zum Erdboden spiegelbildlichen Antennensystem A' ausgehend vorstellen. Die Feldstärke an jedem Punkt im Raum ist sowohl durch den Vektor der direkten Strahlen i, 2, 3 als auch der indirekten, am Erdboden reflektierten Strahlen 7, 8, 9 bestimmt. Im allgemeinen ist die Erdoberfläche in dem für die Reflexion maßgeblichen -Bereich f eine ebene Fläche. Das hierbei entstehende Strahlungsdiagramm ist, wie eingangs bereits angedeutet, keulenförmig und besitzt deshalb den Nachteil, daß die Landeflächen gleicher Feldstärke in großer Höhe zu steil und dicht über dem Landeplatz zu flach verlaufen. Die Landung auf einer derartigen Fläche muß sich also in größer Höhe zu .steil und dicht über dem Erdboden sehr flach vollziehen. Der Landevorgang wird hierdurch sehr unzuverlässig, denn der steile Abstieg in großer Höhe kann nicht von allen Flugzeugtypen ausgeführt werden, und die flache Landung bedingt ein Fliegen mit voller Motorkraft noch kurz vor dem Aufsetzen und demzufolge erhöhte Landegeschwindigkeit.Method for generating glide path areas for aircraft landing purposes It is known to produce glide path surfaces an inclined upward one emitting club-shaped radiation and landing on a curve of constant field strength to undertake this radiation. To generate such club-shaped radiation patterns one uses transmission arrangements operated on ultra-short waves, in which the desired Radiation diagram due to interference between the radiation emitted directly from the antenna Radiation and the indirect radiation reflected on the ground is created. In fig. i - the beam path of an antenna A is recorded to explain these processes. It is assumed that the rays i, 2, 3 emanate directly from the antenna and the rays i ', 2', 3 'are reflected at points 4, 5 and 6 on the ground. The indirect rays 7, 8, 9 can be viewed in a similar way to optical conditions Imagine starting from an antenna system A 'that is a mirror image of the ground. The field strength at any point in space is determined by both the vector of the direct rays i, 2, 3 as well as the indirect rays 7, 8, 9 reflected on the ground. In general, the surface of the earth is in the area relevant for reflection f a flat surface. The resulting radiation diagram is as at the beginning already indicated, club-shaped and therefore has the disadvantage that the landing areas same field strength too steep at high altitude and too flat close to the landing site get lost. Landing on such a surface must therefore be at a greater height to .part and close to the ground very flat. The landing process will this makes it very unreliable, because the steep descent at great heights cannot can be carried out by all types of aircraft, and the flat landing requires flying with full engine power shortly before touchdown and consequently increased landing speed.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Erzeugung von Landeflächen, die von den vorher geschilderten Nachteilen frei sind. Im Idealfall ist eine ebene Fläche für die Landung gefordert. Derartige Flächen können durch die vorliegende Erfindung mit verhältnismäßig großer Annäherung erzeugt werden.The present invention is concerned with the creation of landing areas, which are free from the disadvantages outlined above. Ideally, it is a level Area required for landing. Such areas can by the present Invention can be generated with a relatively close approximation.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Form der Landeflächen von der Größe und Richtung der Vektoren der direkten und indirekten Strahlung abhängig sind. Man kann also durch entsprechende Bemessung der Amplituden- und Phasenbeziehung zwischen den beiden Strahlungen jedem Punkte im Raum die gewünschte Feldstärke zuteilen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zur Erzeugung von Gleitwegflächen konstanter Feldstärke für Flugzeuglandezwecke mit vom Beginn der Landung bis zum Aufsetzpunkt praktisch gleichbleibender Neigung, welche durch ein bestimmtes Verhältnis zwischen der direkten, von einer Sendeantenne ausgehenden Strahlung und der indirekten, durch Reflexion an der Erdoberfläche entstandenen Strahlung zustande kommen, dem Erdboden in dem für die Reflexion maßgeblichen Bereich eine derartige Oberflächenform zu geben, daß der Reflexionswinkel der indirekten Strahlung verändert wird. Durch die Anwendung der Erfindung ändern sich im wesentlichen die Phasenbeziehungen zwischen der direkten und der indirekten Strahlung. Es ist dadurch möglich, die Landelinie praktisch geradlinig zu machen.The invention is based on the knowledge that the shape of the landing areas depends on the size and direction of the vectors of direct and indirect radiation are. You can therefore measure the amplitude and phase relationship accordingly assign the desired field strength to each point in space between the two radiations. According to the invention it is proposed to produce more constant glide path surfaces Field strength for aircraft landing purposes with from the beginning of the landing to the touchdown point practically constant inclination, which is determined by a certain ratio between the direct radiation emitted by a transmitting antenna and the indirect radiation through Reflection on the earth's surface caused radiation come about, the ground such a surface shape in the area relevant for the reflection give that the angle of reflection of the indirect radiation is changed. Through the Application of the invention essentially changes the phase relationships between direct and indirect radiation. It is thereby possible to use the landing line practically straightforward to make.

Die Auslenkung der reflektierten Strahlung wird beispielsweise dadurch erreicht, daß der Erdboden in dem maßgeblichen Bereich nach einem empirisch oder rechnerisch ermittelten Schema aufgeschüttet oder ausgegraben wird.The deflection of the reflected radiation is for example thereby achieved that the ground in the relevant area after an empirical or arithmetically determined scheme is heaped up or excavated.

Die Verhältnisse sind an Hand einiger Beispiele erläutert und in den Abb. z bis 6 dargestellt.The relationships are explained using a few examples and are shown in the Fig.z to 6 shown.

In Abb. z ist das Antennensystem wiederrar mit A und die direkten Strahlen mit i, z, 3 bezeichnet, an deren Amplituden und Phasenbeziehungen sich gegenüber dem in Abb. i dargestellten Falle nichts geändert hat. Der Erdboden ist im Bereich f nach einem bestimmten Kurvengesetz aufgeschüttet, das rechnerisch oder empirisch gefunden wird. Die Richtung der reflektierten Strahlen 7, 8, 9 hat sich gegenüber dem Fall der Reflexion an einer ebenen Erdoberfläche geändert. Die Erdaufschüttung ist, vom Antennensystem ausgehend, abwärts geneigt.In Fig. Z the antenna system is again rare with A and the direct ones Rays marked with i, z, 3, whose amplitudes and phase relationships has not changed anything compared to the case shown in Fig. i. The ground is heaped up in area f according to a certain curve law, that is mathematically or is found empirically. The direction of the reflected rays 7, 8, 9 has changed compared to the case of reflection on a flat surface of the earth. The earthfill is inclined downwards, starting from the antenna system.

Man kann dem Erdboden jedoch auch durch Ausgraben eine für die Reflexionsrichtung günstige Form geben, wie in Abb. 3 dargestellt. In Abb..l ist eine andere Form der Erdaufschüttung als Beispiel aufgezeichnet, bei der die Reflexionsfläche, von der Antenne aus gesehen, ansteigt.However, one can also dig out the ground for the direction of reflection give a favorable shape, as shown in Fig. 3. In Fig..l there is another form of Earthfill recorded as an example, in which the reflective surface from which Seen from the antenna, increases.

In Abb.5 ist erläutert, in welcher Weise die Gleitflächen gegenüber dem Fall der ebenen Reflexion verändert -werden können. Die Fläche F stellt eine Gleitfläche dar, die im Falle eines keulenförmigen Strahlungsdiagramms entsteht. Sie ist in großer Höhe zu steil und dicht über dem I-.ndungsplatz zu flach. Der Aufsetzpunkt liegt zu nahe an der Antenne A, so daß die Landung auch aus diesem Grunde gefährdet ist. Durch die Änderung der Reflexionswinkel der indirekten Strahlung, z. B. durch die Erdaufschüttung F, kann man die ebene Landefläche F1 erhalten, die eine sichere Landung gewährleistet und deren Aufsetzpunkt P genügend weit vom Antennensystem A entfernt liegt.In Fig.5 it is explained in which way the sliding surfaces opposite in the case of plane reflection -can be changed. The area F represents a The sliding surface that arises in the case of a club-shaped radiation pattern. It is too steep at high altitudes and too shallow close to the I-.ndungsplatz. Of the The touchdown point is too close to the antenna A, so that the landing is also from this Is basically at risk. By changing the angle of reflection of the indirect radiation, z. B. by the earthfill F, you can get the flat landing area F1, the a safe landing is guaranteed and its touchdown point P is sufficiently far from the antenna system A is away.

Durch die Anwendung der Erfindung ist es weiterhin möglich, gewisse Verformungen der Gleitflächen, die im praktischen Betrieb festgestellt wurden, auszugleichen. Derartige Verformungen der Landeflächen entstehen im allgemeinen durch ungleiche Bodenleitfähigkeiten des Landeplatzes und sind insbesondere bei Benutzung von Eisenbeton-Rollbahnen beobachtet worden. Die erhöhte Leitfähigkeit derartiger Betonbahnen bewirkt eine starke Feldstärkeerhöhung dicht über dem Erdboden in Richtung des Landeweges. Die Verhältnisse sind in Abb.6 dargestellt. Die Gleitfläche L führt infolge dieser Feldstärkeerhöhung in das Ende der Betonbahnen B hinein, so daß ein einwandfreies Aufsetzen nicht gewährleistet ist. Dieser Nachteil kann ebenfalls durch eine sinngemäße Auslenkung der indirekten Strahlung, z. B. durch die Senke G, behoben werden. Die Gleitfläche besitzt jetzt den mit L1 bezeichneten Auslauf und den günstigeren Aufsetzpunkt P. Die Auslenkung der reflektierten Strahlung wird weiterhin so eingestellt, daß die Landefläche in großer Höhe etwa die Form der gestrichelt gezeichneten Linie L2 besitzt.By using the invention, it is also possible to compensate for certain deformations of the sliding surfaces that have been found in practical operation. Such deformations of the landing areas are generally caused by uneven ground conductivities of the landing area and have been observed in particular when using reinforced concrete runways. The increased conductivity of such concrete tracks causes a strong increase in the field strength just above the ground in the direction of the landing path. The relationships are shown in Figure 6. As a result of this increase in field strength, the sliding surface L leads into the end of the concrete sheets B , so that proper placement is not guaranteed. This disadvantage can also be caused by a corresponding deflection of the indirect radiation, e.g. B. by the sink G, can be eliminated. The sliding surface now has the outlet labeled L1 and the more favorable touchdown point P. The deflection of the reflected radiation is further adjusted so that the landing surface has approximately the shape of the dashed line L2 at a great height.

Die Erfindung ist bei allen gebräuchlichen, mit sehr kurzen Wellen betriebenen Sendeverfahren anwendbar. Man kann z. B. Anordnungen mit Vertikaldipolen oder bekannte Richtantennen verwenden. Man kann auch das Prinzip zweier abwechselnd getasteter Antennenfelder anwenden, um dem Flugzeugführer neben der Landebahn gleichzeitig die Einflugrichtung in der Horizontalebene zu kennzeichnen. Eine bekannte Anordnung dieser Art benutzt z. B. eine dauernd gespeiste Sendeantenne und abwechselnd getastete, zu beiden Seiten von dieser angeordnete Reflektoren.The invention is common with all, with very short shafts operated transmission method applicable. You can z. B. Arrangements with vertical dipoles or use known directional antennas. One can also use the principle of two alternating Apply keyed antenna fields to the pilot next to the runway at the same time the Mark the direction of entry in the horizontal plane. A well-known arrangement this type uses z. B. a continuously fed transmitting antenna and alternately keyed, on both sides of this arranged reflectors.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for generating glide path surfaces of constant field strength for aircraft landing purposes with a practically constant inclination from the beginning of the landing to the touchdown point, which result from a certain ratio between the direct radiation emanating from a transmitting antenna and the indirect radiation caused by reflection on the earth's surface characterized in that the ground in the area relevant for the reflection is given a surface shape such that the angle of reflection of the indirect radiation is changed.

2. The method according to claim i, characterized * in that the ground in the area relevant for the reflection according to a certain curve law heaped up or excavated.

3. Application of the method according to claim i and 2 to compensate for changes in soil conductivity (e.g. reinforced concrete runways) caused deformations of the glide path surface.