-
Gerät zur Anzeige der Lage eines Fahrzeuges, insbesondere Luftfahrzeuges,
bezüglich eines zweidimensionalen Koordinatensystems Für die Zwecke der Blindlandung
ist ein Gerät der im Titel genannten Art vorgeschlagen worden, bei dem gemäß der
Darstellung nach Fig. i zwei Zeiger i und 2 über einer Anzeigefläche 3 mit einem
z`v@eddim;ensionalen Koordinatensystem 3a, 3, beweglich sind. Das Gerät wird in
dem angegebenen Fall benutzt, um die Lage des Luftfahrzeuges in der Vertikalebene
relativ zu dem :durch die Linien 3a, 31, nachgabildeten Koordinatensystem zu bestimmen.
Auf den Zeier i arbeitet ein Meßwerk, das die Flugball' in der Vertikalen, z. B.
bezogen auf eine Gleithahn, festlegt. Der Zeiger i gibt also die Höhen- bzw. Tiefe.nabweichungen
von ;der Sollgleitbahn an. Der Zeiger 2 wird von einem Meß:werk angetrieben, das
auf Seitenabweichungen beispielsweise bezüglich eines Richtsenders, Balte genannt,
empfindlich ist, und. demgemäß gibt -der Zeiger 2 gegenüber der Koordinatenachse3a
-die Seitenabweichung von der Sollflugbahn an. Das Anzeigegerät nach Fig. i hat
den Nachteil, daß symmetrisch gleiche Abweichungen ungleich angezeigt werden. Hierzu
sei der Fall betrachtet, daß der Zeiger i -die ausgezogen dargestellte Stellung
besitzt und; -der Zeiger 2 aus der stark dargestellten Stellung in die gestrichelt
gezeigte Stellung übergeht. Die beiden Stellungen des Zeigers 2 liegen dabei symmetrisch
zur Koordinatenachse 3a. Es werden also :durch die beiden gezeigten Zeigerstellungen
zwei gleich große Abweichungen angezeigt, von welchen jedoch die eine nach links,
die andere nach rechts gerichtet ist. Durch den Schnittpunkt der beiden Zeiger i
und z soll die jeweilige Lage des Luftfahrzeuges bezüglich des in der Vertikalebene
liegenden Koordinatensystems 3u, 3v angezeigt werden. Man ersieht nun, ,daß in der
einen Stellung des Zeigers 2 dieser den Zeiger i in einem Punkt schneicdet, der
wesentlich tiefer unterhalb der Koordinatenachse 3b liegt als der Schnittpunkt,
den der Zeiger 2' in der zweiten Stellung mit dem Zeiger i besitzt. Es werden also,
wie schon oben erwähnt, symmetrisch gleiche AIbiveichungen ungleich angegeben mit
der Folge, daßder Pilot eine falsche Vorstellung Über die Größe der Abweichung des
Flugzeuges von ,der Sollage erhält.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe, ein Gerät der im Titel genannten Art
zu schaffen, bei dem symmetrisch gleiche Abweichungen gleich angezeigt wenden. Das
ist dadurch erreicht,
daß erfindungsgemäß unter Verwendung eines
um zwei sich schneidende geometrische Achsen drehbaren Zeigerwerkes dieses .so angeordnet
ist, daß der Schnittpunkt der beiden Achsen oberhalb oder unterhalb der das Koorid.inatensystem
enthaltenden Anzeigefläche liegt, und zwar auf einer diese im Koordinatenanfangspunkt
senkrecht schneidenden Geraden.
-
Besonders einfach wird die Ausführung, wenn als Anzeigefläche eine
Kugelkalotte und als Zeigerwerk zwei Halbkreisbügel verwendet werden, die so gelagert
sind, @daß ihre Achsen wich im Kugelmittelpunkt der Kalotte schneiden. Ein Ausführungsbeispiel
dieser Art ist in Fig. :2 veranschaulicht. 5 .ist hier die Anzeigefläche in Gestalt
einer Kugelkalotte. Sie enthält das Koordinatensystem 5", 5b. 6 und 7 sind die beiden
Zeiger, und zwar in Form von Hal:bkreisbügeln. Diese sind beispielsweise über Ritzel
6", 7" mit den jeweiligen llleßwerken koppelbar. Die geometrischen Drehachsen der
beiden Bügel schneiden sich im Mittelpunkt der die Anzeigefläche 5 umfassenden geometrischen
Kugel. Hierbei ist noch nachzuholen, daß die geometrischen Drehachsen der beiden
Zeigerbügel 6 und 7 in einer Ebene liegen, die parallel verläuft zur Grundebene
der Kugelkalotte 5 bzw. zu der an diese im Koordinatenursprungspunkt gelegten Tangentialehene.
Die Darstellung nach Fig. 2 macht ohne weiteres deutlich. ,daß das neue Anzeigegerät
die durch <den Schnittpunkt der beiden Zeigerbügel 6 und 7 bestimmte Lage des
Luftfahrzeuges oder sonstigen Fahrzeuges symmetrisch gleich wiedergibt, gleichgültig
darum, ob die Abweichung bezüglich :der Koordinatenaclise 5" nach links oder rechts
erfolgt oder bezüglich der Koordinatenachse 51, nach oben oder unten.
-
Die Verwendung des neuen Gerätes ist nicht beschränkt auf die Verwenflun.gszwecke,
für die das Gerät nach Eig. i in Vorschlag gebracht worden ist. Der Erfindungsgegenstand
kann vielmehr überall d a Anwendung finden, wo es sich um die Anzeige der Lage eines
Fahrzeuges, insbesondere Luftfahrzeuges, bezüglich eines beliebig im Raum orientierten
zweidimensionalen Koord.inatensvstems handelt. Insbesondere ist :das neue Gerät
verwendbar für die Zwecke des Gruppenfluges. Hierunter wird eine gemeinsame Fahrt
mehrerer Flugzeuge verstanden, drei der mittels geeigneter Einrichtungen die Gruppierung
aufrechterhalten wird. In Verbindung mit derartigen oder ähnlichen Einrichtungen
kann also das neue Gerät benutzt werden, um die Abweichungen des betreffenden Fahrzeuges
von seiner Sollage bezüglich des Leitfahrzeuges anzuzeigen. Die genannte Sollage
ist dabei gegeben durch den Koordinatenanfangspu.nkt des auf die Anzeigeflä che
aufgetragenen Koordinatensyst:ems 5", 5b, d. h. das betreffende Fahrzeug besitzt
die Sollage bezüglich (des Leitfahrzeuges, sofern die beiden Zeigerbügel 6 und 7
sich in dein genannten hoor.dinatenanfangspunht schneiden.
-
Zur näheren Erläuterung sei angenommen, daß die Einrichtung, die innerhalb
der Gruppe der Fahrzeuge zur Aufrechterhaltung ihrer Gruppierung benutzt wird, darauf
beruht, .daß auf den zu führenden Fahrzeugen, den soggenannten Folgefahrzeugen,
zur Bestimmung der S.olla-ge gegenüber dein Leitfahrzeug eininal der Abstand z.
B. mit Hilfe einer Intensitätsinessung eines vom Leitfahrzeug ausgesendeten Feldes
und zum anderen die Richtung bezüglich des Leitfahrzeuges bestimmt wird. Letzteres
kann mit Hilfe eines seitenbestimmten Ei:genpeilers, eines Radiokoinpasses oder
eines Bakenempfängers geschehen. In ,diesem Fall arbeiten z. B. das die Intensität
der Sendeenergie bestimmende lleßwerk auf den Zeiger 6 und das die Richtung des
Folgefahrzeuges bezüglich des Leitfahrzeuges bestimmende Meßwerk auf den Zeiger
7. Es mögen beispielsweise in Fig. 3 I_ das Leitfahrzeug und F" ein Folgefahrzeug
sein. x" sei 'der Staffelwinkel., d. h. derjenige Winkel, unter dem :das Folgefahrzeug
in der Sollstellung F" relativ zum Leitfahrzeug L liegt. Entsprechend dem Staffelwinkel
y' wird .das Zeigerwerk 6, 7 bezüglich des Koordinatensystems 5", 5b der Anzeigefläche
5 orientiert, wie das in Fi.g.5 gezeigt ist. Hinsichtlich der Benutzung des Gerätes
sind hier mehrere Möglichkeiten gegeben. Wie schon erwähnt, kann die Abstandsmessung
zwischen den Folgefahrzeugen und dem Leitfahrzeug durch Intensitäts- oder Feldstärkemessung
erfolgen. In Fig.3 stellen die gestrichelten Kreissektoren Linien gleicher Intensität
dar. Bei Verwen,Jung der Intens.itätsinessung wird also, wie schon erwähnt, das
die Intensität bestinimenide Meßwerk auf den Zeiger 6 geschaltet. Es kann weiterhin
ein sogenannter Radiokompaß benutzt werden. Das Auswertgerät dieses Radiokompasses
wird auf :den Zeiger 7 geschaltet. Besitzt das Folgefahrzeug F, im betrachteten
Zeitpunkt die von der Sollstellung abweichende Stellung Fb (F i-. 3), so nehmen
die beiden Zeiger :des Meßgerätes z. B. die in Fig. qa gezeigte Stellung :ein. In
diesem Fall wird zunächst :durch Betätigung des Seitenruders :das Fahrzeug so eingesteuert,
daß der Zeiger 7 in die Nullstellung zurückkehrt. Darauf wirddurch Geschwindigkeitsänderung.
die z. B. <durch Betätigung des Höhenruders und/.oder der Gasdrossel herbeigeführt
-,v,#rden kann, das Flugzeug so eingesteuert, daß der Zeiger 6 in (die Nullstellung
zurückkehrt. Während dieses letzteren Steuervorganges wird sel'bstverständ'lich
durch Betätigung des Seitenruders
darauf geachtet, daß der bereits
zuvor in die Nullstellung zurückgeführte Zeiger 7 in (der Nullstellung verbleibt.
Sobald sichbeide Zeiger in der Nullstellung befinden, besitzt Jas Fahrzeug
F, wieder die Sollstellung. Das Leitfahrzeug kann statt eines urigerichteten
Senders, wie er in dem zuvor beschriebenen Fall benutzt wird, auch eine Richtbake
benutzen. In ddese m Fall wird der Zeiger 7 von einem sogenannten Bakenmeßwerk eingestellt.
Durch Richtungsänderung des Folgefahrzeuges, die wieder mit Hilfe einer Änderung
der Einstellung des Seitenrud,ers herheigeführt werden kann, wird der Zeiger 7 auf
Null gebracht. Darauf wird durch Geschwindigkeitsänderung, also Betätigung des Höhenruders
oder/und der Gasdrossel die Nullstellung des Zeigers 6 herbeigeführt. Während dieses
letzteren Steuervorganges ist ebenso wie im vorhergehenden Fall darauf .zu achten,
daß durch entsprechende Betätigung der betreffenden Steuerorgane der Zeiger 7 in
der Nullstellung bleibt.
-
Mit der votbeschriebenen Einrichtung kann noch ein Radiokompaßzeiger
kombiniert werrdien. Es ergibt sich dann das Anzeigesystem gemäß der F,ig. 5. In
diesem ist S der Zeiger des Radiokompasses, Während 5, 6 und 7 .das Anzeigegerät
bilden, wie es .in Fig. q. und 2 dargestellt ist. Der Zeiger 7 ist hier wieder wie
im vorhergehenden Fall mit dem s:ogenannten Bakenmeßwerk gekuppelt. Der Zeiger 6
wind vom Intensitätsmeßwerk eingestellt. Die Steuerung ide.s Fahrzeuges zur Wiederherbeiführung
der Sollstellung erfolgt mit Hilfedes in Fig. 5 dargestellten Systems in oder Weise,
,daß zunächst durch Betätigung des Seitenruders,der Ra@di.okompaßzei.ger S auf Null
gebracht wird. Darauf wird durch Geschwindigkeitsänderung der Zeiger 7 in @die Nullstellung
geführt. Anschließend, wird durch Korrektur der Einstellung des Seitenruders rder
Zeiger 6 auf Null gebracht. Hierbei wird zeitweilig der Radiokompaßzeiger 3. aus
der -Nullstellung herausgeführt. Die Stufen des letztgenannten Steuervorganges sind
in Fig. 3 zum Teil veranschaulicht, und zwar an Hand der eingezeichneten Stellungen
des Folgefahrzeu.ge.s F1. F1 bedeiutet in Fig. 3 die Sollstellung des betreffenden
Fahrzeuges. F4 ist eine beliebig gewählte Stellung außerhalb der Saustellung. In
dieser Stellung F4 verläuft der durch die Orientierung dies Radiokompasses des Folgefahrzeuges
F4 gegebene und,die Richtung maximalen Empfanges darstellende Strahl -an dem Leitfahrzeug
L vorbei. Hierbei ist noch nachzuholen, daß die Orientierung :des Radiokompasses
auf dem FahrzeugF4 ;bestimmt ist durch den Staffelwinkel a, unter dem das betreffende
Folgefahrzeug bezüglich dies Leitfahrzeuges orientiert sein soll. Indem d!as Seitenruder
betätigt wird, dreht sich (d!as Fahrzeug (Stellung F4) zunächst um die Hochachse,
und zwar so lange, bis der genannte Strahl durch :das Leitfahrzeug L verläuft, d.
h. d.aß der Radiokompaß sich in der Stellung minimalen Empfanges befindet und damit
der Zeiger S in die Nulllage kommt. Hiermit erhält das Fahrzeug die Lage F3. Durch
Geschwindigkeitsänderung wird der Zeiger 7 auf Null gebracht, woraus sich die Lage
F2 ergibt, d. h. das Folgefahrzeug in Lage F2 befindet sich nunmehr unter dem richtigen
Winkel bezüglich des Leitfahrzeuges, :aber es hat noch nicht den Sollabstand von
diesem. Dieser wird durch Korrektur der Einstellung des Seitenruders herbeigeführt,
`vorbei das Fahrzeug auf dem gestrichelt angedeuteten Wege aus Stellung F, in die
Sollstellung F, einfliegt. Die letztgenannte Steuermethode hat gegenüber der vorgenannten
Steuermethode den Vorteil, daß das Fahrzeug rin wesentlichen bei Erreichen der Sollstellung
mit der Längsachse parallel zur Längsachse des Leitfahrzeuges steht, so :daß Pendelurigen
um die Sollstellung nach dem Einfliegen im wesentlichen vermieden werden.
-
Bei der in Fi.g.2 bis 5 veranschaulichten Ausführung sind als Zeigerwerk
zwei Halbkreisbügel6 und 7 verwendet. Der Schnittpunkt ihrer geometrischen Drehachsen
liegt hierbei im Kugelmittelpunkt und damit gemäß der oben gegebenen Definition
auch auf einer Geraden, die die Anzeigefläche im Koordinatenursprungsptu-lzt senkrecht
schneidet. Statt körperlicher Zeiger 6 und 7 lassen sich auch Lichtzeiger verwenden.
In -diesem Falle wäre die Kugelkalotte 5 (durchsichtig auszubilden, und die Lichtquellen
wären im Kugelmittelpunkt anzuordnen. Es würden hier jedoch gewisse Schwierigkeitenentstehen,
zwei Lichtquellen genau oder angenähert im Kugelmittelpunkt anzubringen bzw. zwei
vom Kugelmittelpunkt ausgehende Strahlensektoren zu erzeugen. Verhältnismäßig einfach
wird aber die Ausbildung, sofern man lediglich einen einzelnen Lichtstrahl als Zeigerwerk
verwendet, so daß also auf der Kugelkalotte 5 jevveil.s nur ein die jeweilige Lage
des betreffenden Fahrzeuges bezüglich des Koordinatensystems bezeichneter Lichtpunkt
sichtbar `wird. Die Anordnung könnte beispielsweise gemäß der F ig. 6 erfolgen,
in der bei 5 wieder Aiie hier durchsichtige Kugelkalotte und bei g die um zwei Achsen
drehbare Halterung für eine geeignete punktförmige Lichtquelle angedeutet ist. Diese
Halterung wird, in ähnlicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 die beiden
Bügel 6 und 7, mit zwei geeigneten Meßwerken gekuppelt, und zwar so, daß der von
der Lichtquelle erzeugte Lichtstrahl g' Uzw.
der von diesem erzeugte
Lichtpunkt auf .der Kugelkalotte 5 nach zwei Koordinaten verschiebbar ist.
-
Man sieht leicht ein, daß -die Kugelkalotte auch ersetzt -werden kann
durch die an sie iin Koordinatenurspr.ungspunkt gelegte Tangentialebene. Bei Verwendung
einer solchen ebenen Anzeigefläche ergeben sich zwar am Rande dieser Fläche gewisse
Verzerrungen. Gegenüber der oben erwähnten, bereits in Vorschlag gebrachten Ausführung
nach Fig. i hat sie aber den Vorteil, daß symmetrische Logenabweichungen symmetrisch
gleich wiedergegeben werden, d. h. gleichgültig tun .den Richtungssinn der betreffenden
Abweichungen.
-
Es war oben an Hand der Fig. d. erläutert, daß es sich zur sinnfälligen
Darstellung der Lage des Luftfahrzeuges b eim Gruppenflug empfiehlt, die Drehachse
des Zeigerwerkes gemäß dem Staffelwinkel a zu orientieren. Andererseitswirdwiederutnbei:d.erBl.indlandiungdie
in Fig. i und Fig. 2 gezeigte Orientierung des 7eigerwerl#es bezüglich des Koordinatensystems
der Anzeigefläche erforderlich sein. LTm daher ein ui"ldasselbe Anzeigegerät sowohl
für die Blindlandung wie auch für Gruppenflug und sonstige Zwecke verwenden zu können,
empfiehlt es sich gemäß weiterer Erfindung, -das Zeigerwerk bezüglich der Anzeigefläche
im Sinne der vorhergehenden Ausführungen einstellbar zu gestalten. Diese Einstellbarkeit
kann z. B., wie das in Fig. 6 gezeigt ist, dadurch erreicht werden, daß die Kugelkalotte
5 oder sonstige Anzeiggefläche drehbar bezüglich des Zeigerwerkes angeordnet und
die Halterung für das letztere und die Kugelkalotte wiederum drehbar bezüglich einer
Grundplatte angeordnet werden. Die Orientierbarkeit zwischen Anzeigefläche und Zeigerwerk
ist nicht nur bei der Ausführung nach Fi:g. -2 bis 6 verwendbar, sondern kann ebenso
mit Vorteil auch bei der im übrigen nicht zum Gegenstand der Erfindung gehörenden
Ausführung nach Fig. i oder ähnlichen Ausführungen mit Vorteil benutzt werden. Das
betreffende Merkmal ist daher nicht auf die Einzelheiten der Fig. a bis 6 beschränkt.