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Verfahren zur Durchführung von Blindlandungen von Luftfahrzeugen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Blindlandungen von Luftfahrzeugen.
Sie sieht hierfür sehr kurze Wellen, etwa unter 10 m Wellenlänge, die leicht sowohl
in waagerechtem als auch in senkrechtem Sinne gerichtet werden können, vor.
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Jeder Flugplatz besitzt eine bevorzugte Landungsrichtung, die sich
im allgemeinen durch die Richtung der herrschenden Winde und durch das Fehlen von
hohen Hindernissen ergibt.
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Zur allgemeinen Richtungsbestimmung von Fahrzeugen ist ein Leitverfahren
bekannt, das zwei Sender gleicher Trägerwelle und mit unterschiedlichen (tiefen)
Frequenzen moduliert vorsieht. Zwei empfangsseitige Amplitudenindikatoren sprechen
auf die beiden Modulationsfrequenzen an und lassen eine etwaige Abweichung von der
Leitrichtung erkennen. Für diese Ausführung einer Blindlandung erfordert dieses
Verfahren indessen einen weiteren Sender, welcher eine räumliche Landekurve festlegt.
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Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Ortsblestimmung benutzt drei
Sender, die auf verschiedenen Trägerwellen die gleiche Modulationsfrequenz aussenden.
Dabei sind die einzelnen Sender gleichphasig moduliert. Eine Ortsbestimmung wird
nun derart vorgenommen, daß im Empfänger nacheinander die Modulation eines der drei
Sender mit denen jedes der beiden anderen Sender in einem Phas!enmesser verglichen
wird. Auf Grund der ermittelten Phasenunterschiede kann man in eine Karte zw!ei
Linien konstanten Phasenunterschiedes (Hyperbeln) eintragen. Der Schnittpunkt zweier
Hyperbeln ergibt dann die geographische Lage des Empfängers. Ein derartiges Verfahren
kann für Blindlandezwecke wohl kaum verwendet werden, da die auf diese Weise erfolgende
Ortsbestimmung stets umständlich und zeitraubend ist.
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Es ließen sich zwar zwei der drei Sender für Zwecke der Blindladung
ausnützen, indem ,am Empfänger Phasengleichheit zwischen den Modulationen der beiden
Sender beobachtet wird. Hierdurch ist jedoch die Höhe des Flugzeuges noch nicht
gegeben.
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Schließlich ist ein Verfahren zur Blindlandung von Luftfahrzeugen
bekannt, das zur Führung des Luftfahrzeuges sowohl in der Horizontalen als auch
in der Vertikalen dieselbe Strahlung ausnutzt. Bei diesem kannten Verfahren sind
jedoch getrennte zeigeorgane für die Feststellung der Abwe@@@ chung In der Horizontalen
als auch in der Vertikalen von einer vorgeschriebenen Landerichtung erforderlich.
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Die Nachteile dieser bekannten Verfahren werden durch den Erfindungsvorschlag
beseitigt, der darin besteht, daß zwei Sender auf benachbarten Kurzwellen die gleiche
Modulationsfrequenz, jedoch mit einer gewissen Phasendifferenz, aussenden und daß
auf der Empfangsseite ein Phasenvergleich der auf die Ablenksysteme für den Kathodenstrahl
einer Braunschen Röhre gegebenen Modulationen derart, vorgenommen wird, daß aus
der Deformation des auf dem Schirm der Braunschen Röhre entstehenden Bildes die
Seitenabweichung von der Landungslinie und aus der Veränderung der Größe dieses
Bildes die vertikale Abweichung von der für die Landung ausgewählten Linie konstanter
Feldstärken der beiden Kurzwellensender ermittelt wird.
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Um empfangsseitig solche Anzeige zu erhalten, werden also die beiden
Sender mit ein und derselben Frequenz, z. B. 500 000 Hz, entsprechend einer Wellenläge
von 600 m moduliet. Diese beiden Modulations sind aber gegeneinander um einen bestimmten
Phasenwinkel verschoben kz. B. Zj.
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Die Ausführung der Erfindung kann auf verschiedene Weisen erfolgen.
Nach einer besonders einfachen Ausführungsform enthält der auf dcn1 Flugzeug angeordnete
Empfänger ze.-ei Kreise. die auf jeden der beiden Sender abgestimmt sind (im vorliegenden
Falle z.B. 7 und 8 m und von ihnen erregt werden. Diese beiden Kreise speisen nun
jeder über einen Detektor und erforderlichenfalis über einen Verstärker die beiden
Ablenkelektrodenpaare einer Kathodenstrahlröhre.
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Wenn das Flugzeug der Landungsachse folgt, d.h. denselben Abstand
von den beiden Sendern aufrecht erhält. bleibt die Phasenverschiebung der beiden
Modulationsspannungen konstant (gleich x/2), und der Kathodenstrahl des Ozillographen
beschreibt einen Kreis (s. Fig. 1).
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Wenn sich das Flugzeug von seinem Kurs entfernt. nähert es sich einem
der Sender und entfernt sich von dem anderen Sender; infolgedessen ändert sich die
Phasendifferenz, und der von dem Kathodenstrahl beschriebene Kreis verwandelt sich
in eine mehr oder weniger flache Ellipse (Fig. 2). Der Sinn dieser Deformation,
d.h. die Neigung der großen chse der Ellipse nach rechts oder links, gt direkt den
Sinn der Kursänderung des gzeuges an. Überdies gibt die Anwendung i eser Phasenverschiebung
dem Gerät eine große Empfindlichkeit, indem schon eine kleine Kursdifferenz eine
sehr beträchtliche Deformation der Kurven zur Folge hat. Um sich auf der Landungsachse
zu halten, braucht der Pilot infolgedessen nur den Kurs so zu verfolgen, daß auf
dem Bildschirm der Braunschen Röhre ein Kreis erscheint.
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Für die vertikale Führung beim Landen genügt es, sich von der Größe
des Kreises leiten zu lassen. Bekanntlich haben die Kurven gleicher Feldstärke der
Ausstrahlung eines Kurzwellensenders in einer senkrechten Ebene wegen der Anwesenheit
des Erdbodens den Verlauf der Kurven H1, H2, H3 gemäß Fig. 3. In dieser Figur ist
h die Vertikale oberhalb eines der Sender und d die Landungsrichtung. Die eine dieser
Kurven, z. B. die Kurve H2, wird ziemlich genau der beim Heruntergehen des Flugzeuges
gewählten Bahn entsprechen. Wenn das Flugzeug einer dieser Kurven folgt, wobei die
Feldstärke konstant bleibt, so bleibt der Durchmesser des durch den Kathodenstrahl
beschriehenen Kreises konstant. Für die drei Kurven H1, H2, H3 wird der Pilot beispielsweise
die Kreise hl, h2, kj der Fig. 4 erblicken. Wenn er die Landungsbahn H2 gewählt
hat, wobei das Flugzeug waagerecht in Richtung XY längs des Pfeils F1 ankommt, wird
er den. Durchmesser des auf dem Schirm erscheinenden Kreises allmählich zunehmen
sehen; wenn dieser Kreis den Durchmesser k2 erreicht hat, wird der Pilot längs des
Pfeils f heruntergehen, und er wird, um sich auf der Kurve H2 zu halten, nur nötig
haben, diesen Kreis auf konstanter Größe zu halten. Er erhält also dadurch nicht
nur die Anzeige des Kurses, sondern auch die des Weges für das Heruntergehen.
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Die oben beschriebene Erfindung kann auf vielfache Weise abgeändert
werden. Um beispielsweise den Empfänger zu vereinfachen, kann man den beiden Sendern
eine doppelte Modulation geben. Jeder dieser Sender, die immer auf zwei benachbarten
sehr kurzen Wellen arbeiten (wie oben erwähnt 7 und 8m), wird zuerst mit einer sehr
hohen Frequenz moduliert (z. B. FA¹ = 2. 106 Hz oder Ioom für den einen und FB²=
2,5 106 Hz oder 120 m für den anderen)), die ihrerseits Träger für die eigentliche
Kennfrequenz, z. B.
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5 . 105 Hz oder 600 m, ist, und zwar mit einer Phasenverschiebung
von 2
Der Empfänger wird dann (s. Fig. 5) nur noch leinen einzigen
Kurzweilerkreis enthalten, der ;auf die mittlere Wellenlänge der beiden Sender (7
und 8 m) abgestimmt ist und dessen D;ämpfung genügend groß ist. damit diese beiden
Aussendungen gleichzeitig mit gleicher Stärke empfangen werden; noch besser ist
es jedoch, einen aperiodischen Kreis vorzusehen.
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Dieser Kreis betätigt über einen Detektor T zwei Resonanzverstärker
A und B, die auf die beiden Frequenzen FA¹ und FB² (100 und 120 m) abgestimmt sind
und die von den beiden Sendern kommenden Signale trennen. Die Spannungen im Ausgang
dieser beiden Verstärker (Spannungen von Frequenzen entsprechend 100 bzw. 120 m,
alle beide mit derselben Frequenz F³ bei # Pha-2 senverschiebung moduliert) werden
wie oben den Ablenkplatten des Oszillographen O zugeführt.
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Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Phasenverschiebung
der den beiden Sendern zugeführten Modulation F3, anstatt daß sie konstant n (oder
905) ist, auch mit niedriger Frequenz (50 oder 100 Hz) zwischen zwei symmetrischen
Werten variieren. Diese Phasenverschiebung kann sich beispielsweise von 70 auf I
10o ändern, indem sie abwechselnd so schnell wie möglich von dem einen auf den andern
dieser Werte übergeht. Unter diesen Umständen wird, wenn das Flugzeug von beiden
Sendern gleichen Abstand hat, der Pilot nicht mehr ,einen Kreis, sondern zwei symmetrische
Ellipsen auf dem Schirm der Braunschen Röhre erblicken (Fig. 6), und zwar durch
das Andauern der Eindrücke auf der Netzhaut. Sobald er sich von der Landungsachse
entfernt wird er die eine der beiden Ellipsen sich neigen und flach werden sehen,
während die andere Ellipse sich seinem Kreis nähert. Der Pilot wird also Seine genaue
und vielleicht noch leichter zu beobachtende Anzeige bezüglich des zu verfolgenden
Kurses haben. Wie im ersten Fall wird die Größe des Diagramms die zu verfolgende
Kurve gleicher Feldstärke, also die beim Heruntergehen zu verfolgende Bahn anzeigen.
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Die oben beschriebenen Einrichtungen können nun noch mit anderen
Einrichtungen kombiniert werden, die dem Piloten weitere Anzeigen geben. Es kann
z. B. von Wert sein, dem Piloten die Zeitpunkte anzuzeigen, wo er, den Landungswdg
verfolgen gewisse Distanzpunkte des Flugplatzes passiert (etwa 3 km, darauf I km).
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In Fig. 7 bledeuten , b, c und d den Flugplatz und A und B die beiden
Sender, die auf kurzen Wellen Signale aussenden, die wie zuvor mit den Frequenzen
FA¹ und F3
moduliert sind. Diese Sender definieren die Landungsrichtung F, die von dem Flugzeug
verfolgt werden muß. Andererseits sind C und D zwei weitere Sender, deren jeder
ein sehr schmales Bündel senkrecht zur Landungsachse aussenden. Diese letzteren
Sender werden beide beispielsweise auf der gleichen Wellenlänge arbeiten, damit
sie von dem Flugzeugempfänger aufgenommen werden können, der schon auf diese Wellenlänge
abgestimmt ist. Sie werden mit zwei verschiedenen Hörfrequenzen moduliert (etwa
600 und I000 Hz), die leicht im Kopfhörer erkannt werden können. Zu diesem Zwecke
ienthält der Empfänger gemäß Fig. 5 noch einen dritten Verstärker CD' mit einer
Bandbreite von üoo bis 1000 Hz parallel zu den beiden ersten Verstärkern.