DE708524C

DE708524C - System for guiding a vehicle in the vertical plane during blind landing

Info

Publication number: DE708524C
Application number: DET50403D
Authority: DE
Inventors: August Leib; Dr-Ing Wilhelm Runge
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1938-05-18
Filing date: 1938-05-19
Publication date: 1941-07-23

Description

Anlage für die Führung eines Fahrzeuges in der Vertikalebene bei der Blindlandung Die bekannten Blindlandeanlagen erfordern außer der Führung des Flugzeuges in der Horizontalen (Leitstrahl) noch eine eindeutige Orientierung in der Vertikalebene. Hierzu ist am Rande des Landungsfeldes ein Sender angeordnet, der ein keulenförmiges, schräg nach oben gerichtetes Strahlungsdiagramm besitzt. Ein zur Landung ansetzendes Flugzeug steuert dann an einer Linie gleicher Empfangsspannung entlang unter Beobachtung eines konstanten Ausschlages an einem Anzeigeinstrument. Diese Anzeige sagt indessen nichts über die jeweilige absolute Höhe über Grundaus, und eine etwaige Änderung des Ausschlages gibt lediglich Abweichungen nach oben oder unten von einer vorgeschriebenen Landekurve zur Kenntnis. Die genaue Einhaltung dieser Landekurve ist obendrein in den meisten Fällen schwierig, da der für ein Flugzeug. günstigste Gleitweg von Fall zu Fall, je nach der Type des betreffenden Flugzeuges, verschieden ist. Aus diesem Grund hat sich die Verwendung der bekannten, sogenannten Gleitwegbaken als unvorteilhaft herausgestellt. Man hat zwar im Zusammenhang mit der eingangs skizzierten Landeanlage besondere Vertikalstrahlungen, nämlich das Voreinflugzeichen und das Haupteinflugzeichen, vorgesehen, die dem Flugzeugführer seine Entfernung von dem Landungsfeld beim Durchfliegen dieser Strahlungen mitteilen. Eine Anzeige der jeweiligen Höhe des Flugzeuges über dem Boden während des Landungsvorganges ist jedoch bei diesen Anlagen nicht vorgesehen und im übrigen ohne praktischen Wert.System for guiding a vehicle in the vertical plane at the Blind landing The known blind landing systems also require the guidance of the aircraft in the horizontal (guide beam) still a clear orientation in the vertical plane. For this purpose, a transmitter is arranged at the edge of the landing field, which has a club-shaped, Has an obliquely upward radiation pattern. One about to land The aircraft then steers along a line with the same reception voltage under observation a constant deflection on a display instrument. This ad says, however nothing about the respective absolute height above ground, and any change of the deflection are only deviations upwards or downwards from a prescribed one Landing curve for note. The exact adherence to this landing curve is also in difficult most of the time because of the for an airplane. cheapest glide path by case case, depending on the type of aircraft in question, is different. For this The reason for using the known, so-called glide path beacons has been found to be disadvantageous exposed. One has indeed in connection with the landing facility sketched at the beginning special vertical radiation, namely the pre-entry sign and the main entry sign, provided that the pilot his distance from the landing field when flying through communicate these radiations. An indication of the current altitude of the aircraft above However, the ground during the landing process is not provided for in these systems and otherwise of no practical value.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem Bekannten, vertikale Strahlungen in solcher Zahl und mit derartigen Eigenschaften in der Landerichtung, und zwar in bekannten Abständen vom Landungsfeld, aufzustellen, daß fortlaufend sowohl horizontale Abstandsermittlungen als auch Höhenbestimmungen durchführbar sind. Vorzugsweise sollen die einzelnen Strahlungen bei unterschiedlicher Modulationskennung unter sich gleiche Intensitäten besitzen, so daß innerhalb einer jeden Strahlung dieselbe vertikale Feldverteilung vorherrscht. Die Erfindung sieht jedoch auch den Fall vor, daß die Strahlungsintensitäten in Landerichtung nach einer bestimmten und dem Piloten bekannten Gesetzmäßigkeit abnehmen.The invention is based on the object, proceeding from the known, vertical radiation in such number and with such properties in the direction of landing, namely at known distances from the landing field, to set up that continuously Both horizontal distance determinations and height determinations can be carried out are. The individual radiations should preferably be given different modulation codes have the same intensities among themselves, so that within each radiation the same vertical field distribution prevails. The invention sees but also the case that the radiation intensities in the landing direction after a certain laws known to the pilot.

All Stelle der Speisung der einzelnen Strahler mit unterschiedlich modulierter Energie ist im Rahmen der Erfindung weiterhin vorgesehen, daß die Abstandsmarkierungen lediglich als Rückstrahler für eine vom Flugzeug ausgehende, vertikal. abwärts gerichtete Strahlung -wirken. Hierbei sind die Rückstrahler dann in bekannter Weise so eingerichtet, daß die rückgestrahlte Hochfrequenz, z. B. nach dem Echolotverfahren, eine cherakteristischt^ Kennung aufweist.All point of supply of the individual radiators with different modulated energy is also provided within the scope of the invention that the distance markings only as a reflector for a vertical emanating from the aircraft. downward facing Radiation work. Here, the reflectors are then set up in a known manner so that that the reflected high frequency, e.g. B. after the echo sounder method, a characteristical ^ Has identifier.

Im Flugzeug ist ein Empfänger vorhanden, der die Feldstärke der jeweils durchflogenen Vertikalstrahlung bzw. der von einem Bordseilder aus,;rsandten und voll einem der Reflektoren zurückgeworfenen Strahlung zur Bodenabstandsbestimmung anzeigt und gleichzeitig Angaben über die jeweilige Entfernung vom Landungsfeld vermittelt. Diese Einrichtung gibt dem @l.ugzcugführer die IVIi>glichkeit, einen dem jeweiligen Flugzeugtyp entsprechenden Gleitweg frei wählen zu können, da ihm laufend die zur Landung nötigen Angaben über die eigene Flughöhe übermittelt werden.In the aircraft there is a receiver that shows the field strength of each vertical radiation flown through or from an on-board rope,; rsendet and radiation reflected back by one of the reflectors to determine the distance to the ground displays and at the same time information about the respective distance from the landing field conveyed. This facility gives the @ l.ugzcugführer the opportunity to get one to be able to freely choose the glide path corresponding to the respective aircraft type, since him the information required for landing about one's own flight altitude is continuously transmitted.

Zweckmäl@ig werden die Vertikalstrahler bzw. Reilektoren in Landerichtung derart angeordnet, daß ihre gegeliseitigeli Abstände mit der Abnahme der Entfernung vom Landungsfeld geringer werden. Auf diese Weise wird die Anzeigegenauigkeit mit geringer werdendem Abstand vom Landungsfeld den praktischen Bedürfnissen entsprechend größer.The vertical radiators or rectors in the landing direction are useful arranged so that their mutual distances with the decrease in distance decrease from the landing field. This way the display accuracy will be with as the distance from the landing field becomes smaller, in accordance with practical requirements greater.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt. In Ahb. i und 2 stellen i den Flugplatz und 2, 3, 4, 5, 6, ;, 8 bziv. 2', ;', 4.', 5', 6', ;', S' die ei,iizelnen Vertikalstrahlungen dar. In dem in Abb. i dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen sämtliche Strahlungen die gleiche Feldstärke, so daß ein in Pfeilrichtung P ankommendes Flugzeug, das sich zunächst in großer Höhe befindet, mit abnehmender Entfernung vom Landungsfeld und allmählichem Niedergehen einen immer größer werdenden Ausschlag eines Feldstärkemeßgerätes beobachten wird. Arbeiten sämtliche Strahlungen auf derselben Trägerwelle, so können sie mit ein und demselben Empfänger aufgenommen werden. Es ist dann nur erforderlich, den einzelnen Strahlungen voneinander verschiedene Kennungen, z. B. verschiedene Modulationsfrequenzen, zu geben, um aus dem Eintreffen der einen oder der anderen Modul.ationsfrequenz auf die betreffende Strahlung und damit auf die Entfernung des Flugzeuges vom Landungsfeld schließen zu können. Um die Leistungen der einzelnen Sender konstant zu halten, wird es zweckmäßig sein, Kontrolleinrichtungen vorzusehen, die in an sich bekannter Weise die Sender stets auf konstante Leitung einregulieren.In the drawing are exemplary embodiments of the inventive concept shown. In Ahb. i and 2 represent i the airfield and 2, 3, 4, 5, 6,;, 8 bziv. 2 ',;', 4. ', 5', 6 ',;', S 'represent the individual vertical radiations. In the one shown in Fig. i illustrated embodiment, all radiations have the same field strength, so that an aircraft arriving in the direction of arrow P, which is initially in large Altitude, with decreasing distance from the landing field and gradual decline will observe an ever increasing deflection of a field strength meter. If all the radiations work on the same carrier wave, they can be included and the same recipient. It is then only necessary to the individual Radiations different from each other identifiers, z. B. different modulation frequencies, to give to from the arrival of one or the other modulation frequency on the radiation in question and thus on the distance of the aircraft from the landing field to be able to close. In order to keep the performance of the individual transmitters constant, it will be useful to provide control devices that are known per se Way, always adjust the transmitters on a constant line.

Ferner wird, um auch Flugzeugen, die nicht direkt in Leitstrahlrichtung ankommen, eine Anzeige zli ermöglichen, entweder die Antenne der vertikalen Sendcrstrahlung oder aber die auf dem Flugzeug vorgesehene Empfangsantenne zirkular polarisiert ausgeführt. Vorzugsweise wird man jedoch die Senderalltennen mit zirkularer Polarisation ausbilden, uni all Bord des Flugzeuges eine möglichst einfache Empfangseinrichtung zu haben.It is also used to avoid aircraft that are not directly in the direction of the beacon arrive, a display zli enable either the antenna of the vertical transmission radiation or the receiving antenna provided on the aircraft is circularly polarized executed. Preferably, however, the transmitter antennas are used with circular polarization train, uni all board of the aircraft, the simplest possible receiving device to have.

Wird eine Anordnung der Senderstrahler gemäß Abb. i vorgesehen, so kann beispielsweise eine Anzeigevorl-ichtung verwendet werden, wie sie in Abb. ; dargestellt ist. Der Zeiger Z des auf die Intensität der Strahlungeil ansprechenden Anzeigeinstrumentes spielt über einer im Höhenmaßstab geeichten Skala N. Neben dieser Skala H sind entsprechend der Anzahl von Vertikalstrahlungen verschiedenfarbige Gliininlampen n2 bis n8 in solcher Verteilung vorgesehen, daß sich in Verbindung mit den zugehörigen Höhenwerten eine ideale Landungskurve ergibt. Ist der Zeiger Z beispielsweise bei Aufleuchten der Lampen, auf einen Skalenwert etwas oberhalb der Lampen,; gerichtet, so weiß der Flugzeugführer, daß er sich oberhalb des eigentlich vorgeschriebenen Punktes der Landebahn befindet. Ist der :iusschlag jedoch geringer, so liegt er unterhalb des vorgeschriebenen Punktes.If an arrangement of the transmitter emitters according to Fig. I is provided, so For example, a display device can be used as shown in Fig.; is shown. The pointer Z of the responsive to the intensity of the radiation part The display instrument plays over a scale N calibrated in the height scale. Next to this Scale H are different colored according to the number of vertical radiations Gliinin lamps n2 to n8 are provided in such a distribution that they are connected with the associated altitude values results in an ideal landing curve. Is the pointer Z, for example, when the lamps light up, to a scale value slightly above of lamps; directed, the pilot knows that he is actually above the prescribed point of the runway. However, if the rate is lower, so it is below the prescribed point.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.2 besitzen die einzelnen Vertikalstrahlungen mit abnehmender Entfernung vom Landungsfeld eine abnehmende Leistung. Mit diesem Verfahren ist es möglich, unter Konstanthaltung des Zeigerausschlages eine bestimmte Landungskurve innezubalten. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß die Landekurve durch entsprechende Wahl. der einzelnen Strahlungsintensitäten in beliebiger, beispielsweise geradliniger Form eingestellt werden kann. Gleichzeitig ist ein wesentlicher Nachteil der bisherigen Gleitwegbaken vermieden, der darin besteht, daß die Äquipotentiallinien des keulenförmigen Strahlungsdiagrammes mit wachsender Annäherung an den Landepunkt immer dichter zusammenlaufen, so daß die Einhaltung der richtigen Höhe gerade in der kritischen Phase der Landung äußerst schwierig wird.In the embodiment according to Figure 2, the individual vertical radiations with decreasing distance from the landing field, a decreasing power. With this It is possible to use a certain method while keeping the pointer deflection constant To keep the landing curve in. This has the advantage that the landing curve through appropriate choice. of the individual radiation intensities in any, for example rectilinear shape can be set. At the same time is a major disadvantage the previous glide path beacons avoided, which consists in the fact that the equipotential lines of the club-shaped radiation diagram with increasing approach to the landing point converge ever closer, so that keeping the correct height straight in the critical phase of landing becomes extremely difficult.

Die Leistung der einzelnen Sender zur Erzeugung der Vertikalstrahlungen wird man zweckmäßig so groß wählen, daß im Empfänger keine Verstärkung erforderlich ist. Als Empfangsanordnung kann ein von der Empfangsantenne gespeistes Thermokreuz oder ein Bolometer benützt werden.The power of the individual transmitters to generate the vertical radiation it is expedient to choose so large that no amplification is required in the receiver is. As a receiving arrangement, one of the receiving antenna fed Thermocross or a bolometer can be used.

Da das Anzeigegerät bei Durchfliegen der einzelnen Vertikalstrahlungen nur kurzzeitig beeinflußt würde, ist es zweckmäßig, die Empfangsspannungen auf eine Verzögerungsanordnung, beispielsweise eine Kondensator-Widerstand-Kombination, zu geben, um eine kontinuierliche Anzeige zu erhalten.As the display device flies through the individual vertical rays would only be affected for a short time, it is advisable to set the receive voltages to a Delay arrangement, for example a capacitor-resistor combination, too give to get a continuous display.

Wie bereits erwähnt, können anstatt der einzelnen Vertikalstrahler auch einfache Reflektoren vorgesehen werden, die mit voneinander verschiedenen Kennungen moduliert werden. Die Modulation kann beispielsweise durch periodische Änderung ihrer Strahlungswiderstände erfolgen. Dazu sind mechanische oder elektrische Mittel geeignet.As already mentioned, instead of the individual vertical radiators simple reflectors are also provided, which have different identifiers be modulated. The modulation can be made, for example, by periodic change their radiation resistances take place. This is done using mechanical or electrical means suitable.

Die Verlegung von modulierten Reflektoren hat ,aber in Verbindung mit einer Anzeigevorrichtung, wie sie in Abb.3 dargestellt ist, noch weitere Vorteile. Besitzt das Flugzeug nämlich einen beispielsweise nach der Laufzeitmethode arbeitenden #elektrischen Höhenmesser (elektrisches Echolot), so kann das in Abb.3 dargestellte Instrument mit dem Zeiger Z und der Höhenskala H zur Anzeige der mit diesem Instrument gemessenen Höhen verwendet werden. Die einzelnen Glühlampen n. bis n8 werden dann in diesem Fall beim Eintreffen der von den modulierten Reflektoren zurückgeworfenen Strahlungen ansprechen. Mit einer einzigen vom Bordsender ausgesandten, vertikal nach unten gerichteten Strahlung kann somit sowohl die Höhe als auch die Entfernung des Flugzeuges vom Landungsplatz ermittelt werden.The laying of modulated reflectors has, however, in connection with a display device as shown in Figure 3, there are other advantages. If the aircraft has one that works, for example, according to the runtime method #electric altimeter (electric echo sounder), then the one shown in Fig Instrument with pointer Z and the height scale H to indicate the use of this instrument measured heights can be used. The individual light bulbs n. To n8 are then in this case when the reflected by the modulated reflectors arrive Addressing radiations. With a single one sent by the on-board transmitter, vertically Downward radiation can thus determine both the height and the distance of the aircraft can be determined from the landing site.

Der einfacheren Darstellung halber wurde nur von der Führung von Flugzeugen bei der Blindlandung gesprochen. Es ist selbstverständlich, daß die vorgeschlagene Anlage ganz allgemein für Luftfahrzeuge Verwendung finden kann.For the sake of simplicity, only the guidance of airplanes was used spoken during the blind landing. It goes without saying that the proposed Plant can be used in general for aircraft.

Claims

PATENT CLAIM: i. System for the management of an aircraft in the Vertical plane for blind landing, characterized by a plurality of in the landing direction, at known distances from the landing field, erected and distinguishable from one another Radiators with vertical bundling with the same radiation power or of modular reflectors and a receiver provided in the aircraft, which is the field strength of the vertical radiation flown through or that of one On-board transmitters emitted and modulated by one of the reflectors Radiation to determine the distance to the ground, displays and at the same time information about the respective distance from the landing field mediated.

2. Plant according to claim i, characterized characterized in that the vertical radiators or reflectors in the landing direction in such a way Are arranged that the mutual distances with the decrease of the distance decrease from the landing field.

3. Plant according to claim i and 2, characterized in that that control devices to keep the performance of the individual vertical radiation constant generating transmitters are provided. q ..

Modification of the system according to claim t and 2, characterized in that the energies of the individual vertical radiations in Direction to steadily decrease towards the landing field.

5. Plant according to claim i to q., characterized in that the transmitting antennas for generating the vertical radiation or the reflectors have circular polarization properties.

6. Plant according to claims i to q., characterized in that the receiving antennas are circular Have polarization properties.

7. Plant according to claim i to 6, characterized in that that the receiving device in the aircraft is a display instrument calibrated in height units owns, .on its scale ,. according to a prescribed landing curve, certain altitude indicators for the identifiers of each recorded Vertical radiations are assigned.