DE708350C

DE708350C - Device for determining the relative position of the boundaries of a port, in particular an airport, from a vehicle

Info

Publication number: DE708350C
Application number: DER96207D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1935-04-30
Filing date: 1936-04-30
Publication date: 1941-07-18

Description

Einrichtung zur B.estimmung der relativen Lage der Grenzen eines Hafens, insbesondere Flughafens, von einem Fahrzeug aus Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der relativen Lage der Grenzen eines Hafens, insbesondere eines Flughafens, von einem Fahrzeug aus. Der Einfachheit halber soll im folgenden nur noch von Flugzeugen gesprochen werden.Device for e.g. determining the relative position of the boundaries of a port, in particular at the airport, from a vehicle. The invention relates to a device to determine the relative location of the boundaries of a port, in particular an airport, from a vehicle. For the sake of simplicity, the following will only refer to aircraft be spoken.

Die bekannten Peileinrichtungen, die beispielsweise mit Goniometern arbeiten, sind zwar für die Führung eines Flugzeuges zwischen zwei entfernten Punkten äußlerst brauchbar; wenn es sich dagegen darum handelt, mit leinem Flugzeug eine sichere Landung auf einem Flughafen durchzuführen, ist es erforderlich, die Grenzen dieses Flugplatzes sehr genau zu kennzeichnen. Diese Kennzeichnung ist besonders in den Fällen von großer Bedeutung, in denen infolge mangelnder Bodensicht eine Blindlandung vorgenommen werden muß. In diesen Fällen muß der Pilot in jedem Augenblick seine Lage zu den Grenzen des vor ihm liegenden Flugplatzes genau bestimmen können Es sind zwar bereits Verfahren zur Ortsbestimmung von Fahrzeugen über bEegrenzten Flächengebieten bekannt, bei denen der Flugplatz beispielsweise durch leine Anzahl von auf gleicher Welle arbeitenden Sendern besetzt ist. Diese Sender besitzen bei dieser bekannten Einrichtung voneinander verschiedene Modulationen. Im Flugzeug muß dann eine Anzeigeanordnung mit den Modulationen der Sender entsprechenden. Resonanzindikatoren vorgesehen sein. Dlas Flugzeug wird, da die Strahlungen dieser Sender nach oben gerichtet sind, stets nur dann eine Anzeige erhalten, wenn es sich bereits über dem Flugplatz befindet Der Pilot kann also lediglich feststellen, über welchem Punkt des Flugplatzes oder des markierten Geländes ler sich befindet. Aus dieser Tatsache ist zu ersehen, daß dieses bekannte Verfahren beträchtliche Nachteile besitzt, da nämlich dem Piloten erst dann seine Lage zum Flugplatz angegeben wird, wenn er sich bereits über diesem Gelände befindet. So ist damit die Sicherheit für eine einwandfreie Blindlandung keinesfalls mehr gegeben. Denn direkt über dem Flugplatz ist die Höhe des Flugzeuges über dem Erdboden bereits so gering, daß bei falscher Orientierung Kollisionen kaum noch vermieden werden können. The known direction finding devices, for example with goniometers work, are for the guidance of an aircraft between two distant points extremely useful; if, on the other hand, it is a question of taking a plane To carry out a safe landing at an airport, it is necessary to limit it to mark this airfield very precisely. This marking is special in cases of great importance in which a Blind landing must be made. In these cases the pilot must at all times be able to precisely determine its position in relation to the boundaries of the airfield in front of it There are already methods for determining the location of vehicles over limited ones Known areas in which the airfield, for example, by leine number is occupied by transmitters working on the same wave. These transmitters have at this known device from each other different modulations. On the plane must then have a display arrangement with the modulations of the transmitter corresponding. Response indicators be provided. The plane will, as the radiation from this transmitter goes up are directed to only receive an ad if it is already over The pilot can only determine over which point of the airfield or the marked area is located. From this fact it can be seen that this known method has considerable disadvantages because namely, the pilot is only given his position in relation to the airfield when he is is already above this site. So with it is the security for a flawless Blind landing no longer given. Because the height is directly above the airfield of the aircraft is already so low above the ground that if the orientation is wrong Collisions can hardly be avoided.

Die erfindungsgemäße Einrichtung, der die.se Mängel nicht anhaften, besteht darin, daß an den Hafengrenzen mehrere gleichzeitig und auf unmittelbar benachbarten, sehr kurzen Wellen drahtlose Signale ausstrahlende Sender aufgesietit sind und daß im Fahrzeug ein einzigei Empfänger vorgesehen welcher die Signale nacheinander in p@@@ odischer Reihenfolge aufnimmt und mit Hilfe eines einzigen optischen Indikators bls sichtbare Signale in der empfangenen Reihenfolge zur Anzeige bringt. The device according to the invention, which does not adhere to these deficiencies, consists in the fact that several at the same time at the port borders and emitting wireless signals on very short waves immediately next to it Transmitter are aufgesietit and that a single receiver is provided in the vehicle records the signals one after the other in p @@@ odic order and with the help of a single visual indicator bls visible signals in the order received brings to the display.

Durch eine besondere, selektive Anzeige vorrichtung, die jeweils mit einem rotierenden Indikator, z. B. Glimmlampe, oder aber mit einem Draunschen Rohr als Indikator, dessen Elektronenstrahl eine rotierende Bewegung ausführt, arbeitet, wird ein genaues und gut definiertes Abbild des Flugplatzes auf dem Flugzeug erhalten. Through a special, selective display device, each with a rotating indicator, e.g. B. neon lamp, or with a Draunschen Tube works as an indicator, the electron beam of which executes a rotating movement, an accurate and well-defined image of the airfield on the aircraft is obtained.

Der Erfindungsgedanke soll nunmehr an Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen näher beschrieben werden. The idea of the invention will now be based on exemplary embodiments of the drawings are described in more detail.

Abb. I erläutert schematisch das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem und die Arbeitsweise des Systems als Ganzes. Fig. I illustrates schematically the basis of the present invention underlying problem and the functioning of the system as a whole.

Abb. 3 zeigt teils perspektivisch und teils schematisch eine Ausführungsform eines Empfängers, der u. a. eine Richtantenne und einen durch eine Glimmlampe und eine!n durchsichtigen Schinn gebildeten Indikator enthält. Fig. 3 shows partly in perspective and partly schematically an embodiment of a recipient who, among other things, a directional antenna and one by a glow lamp and contains an indicator formed by a transparent shell.

Abb. 3 zeigt eine Abänderung der Ausführungsform gemäl3 Abb. 2, und zwar mit einer Kathodenstrahlröhre als Indikator. Fig. 3 shows a modification of the embodiment according to Fig. 2, and with a cathode ray tube as an indicator.

In Abb. 1 ist 10 der Flugplatz, dessen Grenzen durch eine Mehrzahl von Kurzwellensendern A, B, C und D definiert sind. Wenn de.r Flugplatz, wie es gewöhnlich der Fall ist, mit Grenzmarkierungslampen versehen ist, werden die Sender zweckmäßig an deren. In Fig. 1 10 is the airfield, the boundaries of which are represented by a plural shortwave transmitters A, B, C and D are defined. If de.r airfield like it Usually the case is provided with boundary marker lamps, the transmitters will appropriate to their.

Masten angebracht.Masts attached.

Die Sender werden vorzugsweise mit sinusförmigen Wechselstrom betrieben, so daß man eine hundertprozentige Alodulation erhält; alle Sender arbeiten auf unmittelbar benachbarten Wellenlängen. Die Ausgangsleistung jedes Senders wird zrrecl,-mä.ßigr so gewählt, dal er einen ziemlich unempfindlichen Empfänger in einem Abstand von etwa 1,5km zum Ansprechen bringen kann. The transmitters are preferably operated with sinusoidal alternating current, so that one obtains 100% alodulation; all transmitters work on immediately neighboring wavelengths. The output power of each transmitter is zrrecl, -mä.ßigr chosen so that he has a fairly insensitive receiver at a distance of can bring about 1.5km to respond.

Der auf dem Flugzeug befindliche Empfänger gemäß Abb. 2 oder 3 ist so ausgebildet, daß er nacheinander die Kurzwellen aufnimmt, die von dlen Sender ausgestrahlt werden. Zu diesem Zweck ist die Antenne 20 vorzugsweise innerhalb eines parabolischen eder halbparabolischen Reflektors 21 augeordnet, der so ausgebildet und angeordnet ist daß er einen sehr engen Empfangswinkel in einer waagerechten Ebenc hat, in der senkrechten Ebene dagegen nicht selektiv ist. The receiver on the aircraft as shown in Fig. 2 or 3 is designed so that it successively picks up the short waves from the transmitter be broadcast. To this end, antenna 20 is preferably within one parabolic eder semi-parabolic reflector 21 arranged in such a way and is arranged that it has a very narrow reception angle in a horizontal Ebenc, on the other hand, is not selective in the vertical plane.

Antemie und Reflektor sitzen auf einer Welle 22. Die mechanischen Abmessungen des Reflektors sind so, daß er sich in einer waagerechten Ebene mit einer Drehzahl von wenigstens 16 Umdrehungen pro Sekunde t. Das eine Ende der Welle 22 hat einen 23, der eine Glimmlampe 24 trägt. Das @@@@ze Aggregat 20 bis 24 wird durch den indmotor 25 oder sonstwie angetrieben. Antemia and reflector sit on one shaft 22. The mechanical Dimensions of the reflector are such that it is in a horizontal plane with a speed of at least 16 revolutions per second t. One end of the wave 22 has a 23 that carries a glow lamp 24. The @@@@ ze unit 20 to 24 is driven by the indmotor 25 or otherwise.

Der Eingang eines Empfängers 26 ist mit der rotierenden Antenne 20 über Schleifringe 27 verbunden; der Ausgang der letzten Röhre 28 ist über Leitungen 29 und Schleifringe 30 mit der Glimmlampe 24 verbunden, die sich unterhalb eines durchsichtigen Schirmes 34 dreht. Die Lampe 24 wird also abwechselnd leuchten und erlöschen je nach der Anwesenheit oder dem Fehlen von Energie, die periodisch durch die Antenne von den verschiedenen Sendern A, B, C und D aufgenommen wird. The input of a receiver 26 is connected to the rotating antenna 20 connected via slip rings 27; the output of the last tube 28 is via lines 29 and slip rings 30 connected to the glow lamp 24, which is located below a transparent screen 34 rotates. The lamp 24 will light up alternately and go out depending on the presence or absence of energy periodically through the antenna is picked up by the various transmitters A, B, C and D.

Die Ausführungsform gemäß Abb. 3 zeigt eine Kathodenstrahlröhre 51 mit Ablenkspulen 52 und 53, einer Fokusierungsanode 54 und einer Beschleunigungsanode 55. Ihr Schirm 56 ist innen mit einer fluoreszierenden Substanz bekleidet. Die Röhre enthält ferner die übliche Kathode 57, die beispielsweise durch den Heizfaden 58 indirekt geheizt wird. The embodiment according to FIG. 3 shows a cathode ray tube 51 with deflection coils 52 and 53, a focusing anode 54 and an accelerating anode 55. Your screen 56 is lined with a fluorescent substance on the inside. The tube also contains the usual cathode 57, which is for example provided by the filament 58 is indirectly heated.

59 ist die Steuerelektrode, die so vorgespannt wird, daß man auf dem Schirm 56 entweder eine positive oder eine negative Anzeige erhält. Die Einstellung der Vorspannung erfolgt durch ein Potentiometer 60, das par allel zu einer Spannungsquelle 61 angeordnet und mit der geerdeten Kathode 57 verbunden ist. Die Anoden 54 und 55 werden über ein Potentiometer 65 von der Gleichstromquelle 64 gespeist. 59 is the control electrode, which is biased so that you can open the screen 56 receives either a positive or a negative indication. The setting the bias is done by a potentiometer 60, which is parallel to a voltage source 61 is arranged and connected to the grounded cathode 57. The anodes 54 and 55 are fed by the direct current source 64 via a potentiometer 65.

Wie in Abb. 2 sind eine Antenne 71, 71 und ein parabolischer Reflektor 72 vorgesehen, die, durch einen Motor 73 angetrileben, nach einander die durch die Sender A-D ausgestrahlte Energie aufnehmen. Die so aufgenommene Energie gelangt über die Schleifringe 74 zu einem Empfänger 75, von wo sie nach Gleichrichtung und Verstärkung und Verstärkung über die Leitung 76 der Steuerelektrode 59 der Röhre 51 aufgedrückt wird. As in Fig. 2 are an antenna 71, 71 and a parabolic reflector 72 provided that, by a motor 73, one after the other by the Transmitter A-D absorb the energy emitted. The energy absorbed in this way arrives via the slip rings 74 to a receiver 75, from where they are after rectification and Gain and gain via line 76 of control electrode 59 of the tube 51 is pressed.

Die Ablenkspulen 52 und 53 werden durch einen kleinen Wechselstromgenerator 77 gespeist, der zweckmäßig auf der gemeinsamen Welle 70 sitzt. Bei dieser Anordnung entspricht seine Frequenz der Drehzahl der durch den Motor 73 angetriebenen Welle 70, sie beträgt also vorzugsweise 16 Hz oder mehr. The deflection coils 52 and 53 are powered by a small alternator 77, which is expediently seated on the common shaft 70. With this arrangement its frequency corresponds to the speed of rotation of the shaft driven by the motor 73 70, so it is preferably 16 Hz or more.

Beim Fehlen einer Vorspannung bzw. einer Signalspannung am Gitter 59 wird der von der Kathode 57 ausgehende Strahl bzw. der Leuchtpunkt dauernd auf dem Flouoreszenzschirm rotieren. In the absence of a bias voltage or a signal voltage on the grid 59, the beam or the luminous point emanating from the cathode 57 is constantly on rotate the fluorescent screen.

Wenn der Empfänger 75 so bemessen ist, daß die periodisch von der Antenne 7 1 aufgenommene Energie in getrennte negative Spannungsimpulse umgesetzt wird, die eine solche Amplitude hablen, ,daß der Strahl kurzzeitig unterbrochen wird, wird auch der Licht kreis auf dem Schirm 56 unterbrochen, wobei die Zahl der Unterbrechungen oder der dunklen Stellen und die Lage dieser Punkte relativ zueinander der Zahl und Folge der Stationen A-D entsprechen, die bei einer einzigen Umdrehung durch die Antenne 71 aufgenommen werden. Wenn andererseits das Gitter 59 normalerweise bis zur Verriegelung vorgespannt ist, wird der Strahl von der Kathode 57 auf ,dlen Schirm 56 nur dann auftr,eff.en, wenn ein positiver Spannungsimpuls von genügender Amplitude von dem Empfänger 75 dem Gitter 59 aufgedrückt. wird. If the receiver 75 is sized so that the periodic from the Antenna 7 1 recorded Energy in separate negative voltage pulses is implemented which have such an amplitude that the beam is briefly interrupted is, the light circle on the screen 56 is interrupted, the number of Interruptions or the dark spots and the position of these points relative to one another correspond to the number and sequence of stations A-D, which in a single revolution can be picked up by the antenna 71. On the other hand, when the grid 59 normally until it is biased to lock, the beam from the cathode 57 is dlen Screen 56 only appears, eff. If a positive voltage pulse of sufficient The amplitude of the receiver 75 is imposed on the grating 59. will.

Es wird so entweder eine positive oder leine negative Anzeige (d.h. ein heller Fleck oder ein dunkler Fleck) auf dem Fluoreszenzschirm erscheinen und dem Beobachter die Lage seines Flugzeuges bezüglich der Sender A-D anzeigen.Either a positive or a no negative indication (i.e. a light spot or a dark spot) appear on the fluorescent screen and show the observer the position of his aircraft in relation to the transmitters A-D.

Es werde nun angenommen, daß ein Flugzeug mit der beschriebenen Einrichtung sich dem Flugplatz nähere und sich in dem Punkt befinde, der mit Pos. I bezeichnet ist. Wenn der parabolische Reflektor 21 (Abb. 2) bzw. It is now assumed that an aircraft with the device described approaching the airfield and being at the point indicated by pos is. If the parabolic reflector 21 (Fig. 2) or

72 (Abb. 3) auf dem Flugzeug rotiert, wird die Antenne zufolge ihrer Richtcharakteristik bei jeder Umdrehung nacheinander Signale von jedem der Sender A, B, C und 1> aufnehmen. Wenn, wie in Abb. I gezeigt, zwei der Sender, beispielsweise A und D, nahezu in einer direkten Linie mit dem Reflektor liegen, wird auf dem durchsichtigen Schirm nur eine einzige Anzeige für beide Umgrenzungspunkte erscheinen. Wenn das Flugzeug sich dem mit Pos. 2 bezeichneten Ort nähert, beginnen sich die Lichtflecke auf dem Schirm, die die Grenzen des Flugplatzes wiedergeben, zu trennen, wodurch der Pilot eine recht genaue Anzeige erhält, wie weit er nach von dem Flugplatz lent£ernt ist.72 (Fig. 3) rotates on the aircraft, the antenna becomes according to its Directional characteristic at each revolution, successive signals from each of the transmitters Record A, B, C and 1>. If, as shown in Fig. I, two of the transmitters, for example A and D, which are almost in a direct line with the reflector, will be on the transparent Screen only a single display for both boundary points appear. If that If the aircraft approaches the location marked with Pos. 2, the light spots begin on the screen, which reflect the boundaries of the airfield, to separate what the pilot gets a fairly accurate indication of how far he is lent from the airfield is.

Bei Pos. 2 kann der Pilot den Flugplatz notwendigenfalls umkreisen, um eine bevorzugte Landerichtung zu erhalten, und sich dabei über die Lage und den ungefähren Abstand seines Flugzeuges bezüglich des Platzes informiert halten. Wenn das Flugzeug sich den Grenzen des Flugplatzes weiter nähert, beispielsweise bei Pos. 3, zeigt die Tatsache, daß zwei der Flocke an der Anzeigevorrichtung sich gegenüberliegen, dem Piloten an, daß er die Grenzen des Platzes zu überkreuzen im Begriff ist. In gleicher Weise wird bei Pos. 4, wo die Flecke symmetrisch am Schirm erscheinen, der Pilot darüber informiert, daß sein Flugzeug sich direkt über der Mitte des Platzes befindet. At item 2 the pilot can circle the airfield if necessary, to get a preferred landing direction and find out about the location and the keep informed of the approximate distance of your aircraft in relation to the space. if the aircraft continues to approach the boundaries of the airfield, for example at Pos. 3, shows the fact that two of the flakes are facing each other on the indicator, to the pilot that he is about to cross the boundaries of the field. In in the same way at pos. 4, where the spots appear symmetrically on the screen, informs the pilot that his plane is directly over the center of the field is located.

Das beschriebene System ergibt noch keim Anzeige - über die Höhe des Flugzeuges über der Erde und ermöglicht infolgedessen keine yollkommene Blindlandung. Unter Blindlan-- dung in- diesem Sinne ist eine solche zu verstehen, bei der die Wetterverhältnisse so sind, daß der Pilot den Erdboden in einem Abstand von wenigen Metern nicht mehr sieht. Wenn man eine solche Blindlandung ermöglichen will, kann dieses ohne wesentliche Komplikationen dadurch bewirkt werden, daß man noch leinen zusätzlichen Aufnahmereflektor vorsieht, der sich in einer vertikalen Ebene dreht Eine: solche Anordnung liefert dem Piloten eine Information über die Winkel der Grenzmarkierungen mit der Horizontalen. The system described still gives no indication - about the height of the aircraft over the earth and consequently does not allow a perfect blind landing. In this sense, a blind landing is to be understood as one in which the Weather conditions are such that the pilot touches the ground at a distance of a few Meters no longer sees. If you want to make such a blind landing possible, you can this can be achieved without major complications by still leash provides an additional receiving reflector that rotates in a vertical plane Such an arrangement provides the pilot with information about the angles of the Boundary markings with the horizontal.

Diese Information zusammen mit der Kenntnis der Lage des Flugzeuges bezüglich der Grenzen des Flugplatzes liefert eine Anzeige der Höhe des Flugzeuges über der Erde. This information together with the knowledge of the aircraft's position with respect to the boundaries of the airfield provides an indication of the altitude of the aircraft above the Earth.

Diese beiden Anzeige einrichtungen kann man sich gegenseitig so ergänzen lassen, daß sie die notwendige Information für eine vollkommene Blindlandung liefern. These two display devices can be complementary to each other let them provide the information necessary for a complete blind landing.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel zeigte ein System, bei dem der Empfänger sich auf einem sich bewegenden Flugzeug befindet, und zwar entfernt von den Sendern, die die Grenzen des Flugplatzes definieren; es kann aber auch die relative Lage der Sender und des Empfängers umgekehrt werden. So können im Falle eines großen Luftfahrzeuges die Sender in der Nähe von Bug, Heck, Steuer-und Backbord des Luftfahrzeuges irnd der Empfängeranzeiger an einem passenden Erdbeobachtungspunkt angeordnet werden. In diesem Falle wird der Beobachter eine gut definierte Nachbildung des Flugzeuges sehen, wenn des sich dem Flugplatz nähert oder von ihm entfernt. The embodiment described showed a system in which the Receiver is on a moving aircraft, away from the transmitters that define the boundaries of the airfield; but it can also be the relative The position of the transmitter and the receiver can be reversed. So in the case of a big one Aircraft the transmitters near the bow, stern, starboard and port of the aircraft and placing the receiver indicator at an appropriate earth observation point. In this case the observer becomes a well-defined replica of the aircraft see when the is approaching or moving away from the airfield.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Device for determining the relative location of the boundaries of a port, especially an airport, of a Vehicle from, characterized in that at the port boundaries several at the same time and emitting wireless signals on very short waves immediately next to it Transmitters are set up and that a single receiver is provided in the vehicle, which picks up the signals one after the other in periodic order and with the help a single visual indicator as visible signals in the order received brings to the display.

2. Device according to claim 1, characterized in that the receiver with a rotating directional antenna is provided which the the airport borders marking transmission routes sequentially records.

3. Device according to claim I and 2, characterized by a Reception indi. kator, which consists of a rotating synchronous with the receiving antenna Glow lamp exists.

4. Device according to claim 3, characterized in that the rotating Glow lamp is covered by a screen made of transparent material.

5. Device according to claim I and 2, characterized by a Braunsche Tube as a receiving indicator, whose electron beam is synchronized with the receiving antenna rotates.

6. Device according to claim 3 and 5, characterized in that one revolution of the glow lamp or the electron beam of the Braun tube Has a rotational speed of at least 16 revolutions per second.

7. Device according to claim 1, characterized in that the transmitter of the airport on the masts provided for the optical border marker lamps are appropriate.

8. Device according to the preceding claims, characterized in that that for simultaneous altitude orientation during the blind landing of aircraft a additional directional antenna is provided, the vertical plane of rotation with the The initial level coincides.

9. Modification of the facilities according to the preceding claims, characterized in that the transmitters at external points of the vehicle, z. B. at the bow, stern, port or starboard, and that the Receiver is located in a soil observation center.