DE850555C - Navigationseinrichtung zum Landen eines Luftfahrzeugs - Google Patents

Navigationseinrichtung zum Landen eines Luftfahrzeugs

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DE850555C
DE850555C DER1573A DER0001573A DE850555C DE 850555 C DE850555 C DE 850555C DE R1573 A DER1573 A DE R1573A DE R0001573 A DER0001573 A DE R0001573A DE 850555 C DE850555 C DE 850555C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aircraft
landing
predetermined
receiver
directional beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DER1573A
Other languages
English (en)
Inventor
Irving Wolff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE850555C publication Critical patent/DE850555C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Description

  • Navigationseinrichtung zum Landen eines Luftfahrzeugs Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in Landeeinrichtungen für Luftfahrzeuge, wie sie benutzt werden, um ein Flugzeug bei schlechter Sicht zum Landen zu bringen. Dabei kann die Stellung des Luftfahrzeugs vom Boden aus mittels eines Funkmeßgerätes festgestellt und angezeigt und diese Anzeige durch Fernsehübertragung dem Flugzeug mitgeteilt werden. Der Pilot beobachtet die Angaben auf einem Fernsehempfänger und steuert dementsprechend das Fahrzeug längs des gewählten Landeweges.
  • Der Hauptzweck der Erfindung ist, bei einer Einrichtung der beschriebenen Art Verfahren und Einrichtungen für die selbsttätige Steuerung des Flugzeugs bei der Landung zu schaffen oder wenigstens für die selbsttätige Steuerung bis zu einem Punkte, von dem aus der Pilot die Landung durch unmittelbare Beobachtung des Geländes durchführen kann.
  • Die Erfindung wird in folgendem an Hand der Zeichnung beschrieben, welche eine schematische Darstellung der Ausrüstung auf dem Flugzeug und in der Bodenstation enthält.
  • Die Bodenstation weist ein Funkmeßgerät I von derjenigen Art auf, bei der in cyclischer Reihenfolge Hochfrequenzimpulse gesendet und empfangen werden.
  • Statt einer einzigen Antenne, wie sie im allgemeinen in diesen Fällen verwendet wird, ist das Funkmeßgerät I mit zwei Antennen 3 und 5 ausgerüstet, die über einen Schalter 7 mit dem Gerät verbunden sind.
  • Die Antenne 3 kann von der Art sein, daß sie einen fächerartigen Strahl, der praktisch in einer vertikalen Ebene liegt, bildet, welcher durch Rotieren eines der Elemente der Einrichtung von der einen Seite zur anderen Seite geschwenkt wird. Zu diesem Zweck ist ein Motor g mit der Antenne 3 gekuppelt.
  • Die Antenne 5 ist ähnlich ausgebildet wie die Antenne 3, liegt aber in einem rechten Winkel zu ihr, so daß ein fächerartiger Strahl in einer Ebene senkrecht zu derjenigen der Antenne 3, also ein horizontal liegender Fächer, entsteht, der nach oben und unten geschwenkt wird. Auch die Antenne 5 ist mit dem Motor 9 gekuppelt.
  • Der Schalter 7 kann so ausgebildet sein, wie es in der amerikanischen Patentschrift 2407847 beschrieben ist. Es können auch andere bekannte Mittel zur abwechselnden Verbindung des Funkmeßgeräts I mit den Antennen 3 und 5 benutzt werden. Der Schalter 7 wird entweder unmittelbar oder über eine Kupplung, z. B. einen von einem Hilfsschalter gesteuerten Elektromagneten, von dem Motor 9 angetrieben. Auch der Hilfsschalter erfährt seinen Antrieb vom Motor 9. In jedem Falle verbindet der Schalter 7 die Antenne 3 mit dem Gerät 1 während einer vollständigen Hin-und Herschwenkung des Funkstrahls und sodann die Antenne 5 ebenfalls während einer vollständigen Auf-und Abwärtsbewegung usw.
  • Das Gerät I ist mit zwei Kathodenstrahlanzeigeröhren 11 und I3 ausgerüstet, die über einen Schalter angeschlossen werden. Der Schalter 15 verbindet, vom Motor 9 getrieben, die Anzeigeröhre II mit dem Funkmeßgerät. während die Antenne 3 benutzt, und die Röhre I3, während die Antenne 5 benutzt wird.
  • Ein Generator 17 für Ablenkungsspannungen ist mit den Ablenkstromkreisen beider Röhren II und I3 verbunden und wird vom Gerät I synchronisiert.
  • Die Antennen 3 und 5 sind so beschaffen, daß die Winkelsektoren, welche von ihnen abgetastet werden, den von dem Flugzeug einzuschlagenden Landeweg enthalten. Mit zwei Hilfsimpulsgeneratoren 19 und 2I, welche gewöhnliche nockengesteuerte elektrische Schalter enthalten können, die vom Motor 9 angetrieben werden, werden charakteristische Signale erzeugt, die praktisch mit dem Durchgang des Strahles der Antennen 3 und 5 durch den gewünschten Landeweg zusammenfallen.
  • In der Nähe der Anzeigeröhren II und I3 sind zwei Fernsehkameras 23 und 25 vorgesehen, deren Ausgangsklemmen zu einem Mischverstärker 27 geführt sind. DieAusgangsspannung diesesVerstärkers ist an die Fernsehsignaleingangsklemmen eines Fernsehsenders angeschlossen, der so aufgebaut sein kann, wie es in der amerikanischen Patentschrift 2o89639 beschrieben ist. Diese Art von Fernsehsender erlaubt es, sowohl ein Bildsignal als auch ein oder mehrere hörbare Signale unabhängig voneinander auf einer einzigen Trägerwelle zu übertragen. Die Hilfsimpulse von Hörfrequenz zweier Generatoren 19 und 2I werden den Hörsignaleingangsklemmen des Senders 29 zugeführt.
  • Sie werden dem Bildsignal unterscheidbar überlagert, und zwar auf dem Synchronisierkanal, wie in der erwähnten Patentschrift beschrieben ist.
  • Die Ausrüstung im Flugzeug enthält einen Impulsempfänger 3I, der auf derselben Frequenz arbeitet wie das Funkmeßgerät I. Die Signale von der Bodenstation werden vom Empfänger 3I aufgenommen und einem Tiefpaßfilter 37 zugeführt, das dazu bestimmt ist, Frequenzen, die tiefer liegen als die Impulswiederholungsfrequenz des Funkmeßgerätes, abzuschneiden.
  • Im Flugzeug befindet sich außerdem ein Fernseliempfänger 39, der den Sender 29 empfängt und mittels einer Kathodenstrahlröhre ein zusammengesetztes Bild aus der Anzeige der Röhren II und I3 der Bodenstation wiedergibt. Die Hilfsimpulse der Generatoren 19 und 21 werden in besonderen Empfangsstromkreisen des Empfängers 39 wiedergegeben.
  • Zwei Sägezahngeneratoren 55 und 57, welche auf der Frequenz der Schwenkbewegungen der Strahlen der Antennen 3 und 5 arbeiten, werden von den Hilfsimpulsen synchronisiert. Die Synchronisierung kann so geschehen, wie es von Wendt und Frequenz dall auf Seite 7 bis 15 des Januarheftes I943 der «Proceedings of I. R. E.Ss beschrieben ist.
  • Die Ausgangsspannung der Sägezahngeneratoren 55 und 57 wird zwei Phasendetektoren 59 und 6I, wie sie in der erwähnten Veröffentlichung beschrieben sind, zugeleitet. Das Tiefpaßfilter 37 ist an diese beiden Detektoren angeschlossen. Die Ausgangsklenimen der Detektoren sind mit den umsteuerbaren Motoren 63 und 65 verbunden.
  • Zwischen den Phasendetektoren und den Motoren können nötigenfalls Verstärker angebracht werden.
  • Der Motor 63 ist mit dem Seitenruder, der Motor 65 in entsprechender Weise mit dem Höhenruder des Flugzeugs verbunden. In einem Flugzeug mit einer selbsttätigen Steuereinrichtung können die Motoren 63 und 65 unmittelbar zu den üblichen Handsteuergriffen der Steuereinrichtung führen. Vorzugsweise ist die Anordnung dann ähnlich der oben beschriebenen.
  • Beim Betrieb der beschriebenen Einrichtung liefert das Funkmeßgerät I Hochfrequenzimpulse von einer Frequenz von beispielsweise Ioooo Hz. Die Impuls energie wird von einer der Antennen, beispielsweise der Antenne 3, ausgestrahlt. Mittels des Motors 9 wird durch die Antenne ein Winkelsektor bestrichen, der den Landeweg enthält.
  • Wenn der Richtstrahl auf das Flugzeug gerichtet ist, wird das impulsmodulierte Signal reflektiert, der reflektierte Strahl von der Antenne 3 wieder empfangen, im Funkmeßgerät I gleichgerichtet und der Röhre 11 zugeführt, um eine Sichtanzeige des Bereichs des Flugzeugs und seiner Seitenabweichung vom Boden aus zu ermöglichen.
  • Wenn die Antenne 3 ihre Abtastbewegung vollendet hat, wird das Funkmeßgerät an die Antenne 5 angeschlossen sowie an die Anzeigeröhre I3, worauf der Erhebungswinkel und Bereich des Flugzeugs auf der Röhre I3 angezeigt werden.
  • Die beschriebene Folge von Arbeitsgängen spielt sich etwa I5mal pro Sekunde ab, so daß 1/30 Sekunde für eine vollständige Abtastbewegung für jede Antenne zur Verfügung steht. Das Bild auf den Anzeigeröhren wird mittels der Fernsehkameras 23 und 25 zum Flugzeug übertragen, und zwar über den Mischverstärker 27, und im Flugzeug durch den Empfänger 39 auf der Fernsehempfangsröhre 41 wiedergegeben.
  • Die .\usgangsspannung des Filters 37 enthält Impulse entsprechend den Hilfsimpulsen des Empfängers 39, aber ihre zeitliche Lage entspricht der Lage des Flugzeugs innerhalb der \'V'inkelsektoren, die von den Antennen 3 und 5 abgetastet werden. Diese Impulse werden den Phasendetektoren 59 und 6I zugeleitet, in denen ein Vergleich mit der Sägezahnspannung der Oszilhltoren 55 und 57 stattfindet. Die Phasendetektoren 59 liefern eine Gleichspannung, deren Größe und Polarität der Phasenlage der ihnen zugeführten Impulse zu der Sägezahnkurve entsprechen. Wenn also das Flugzeug eine Seitenabweichung hat, die, von der Bodenstation aus gesehen, dem gewünschten Landeweg entspricht, ist die Ausgangsspanntlrlg des Phasendetektors 59 gleich Null.
  • Wenn das Flugzeug sich auf der einen Seite des gewünschten Landeweges befindet, ist die Ausgangsspannung des I)etektors 59 von einer entsprechenden PoLlritit und hat eine Größe, die von der Entfernung des Flugzeugs vom Landeweg abhängt.
  • Der Phasendetektor 6I liefert, ebenso wie der Detektor 59, eine Ausgangsspannung, die in Größe und Polarität der Höhenabweichung des Flugzeugs vom Landeweg entspricht. Die Phasendetektoren 59 und Ör steuern die Motoren 63 und 65, welche das Flugzeug in horizontaler und v vertikaler Richtung dem richtigen Landeweg zuführen. Das Flugzeug fliegt also dann diesen Weg entlang, wobei sich alle Abweichungen automat isch korrigieren, während eine fortlaufende Anzeige der Flugzeuglage längs der Landekurve auf der Empfangsröhre 41 erscheint. Es sei bemerkt, daß die beschriebene Einrichtung nicht auf die Führung nur eines Flugzeugs beschränkt ist, sondern daß mehrere Flugzeuge gleichzeitig gefiihrt werden können.
  • Eine Begrenzung der gleichzeitig angemessenen und geführten Zahl der Flugzeuge ist lediglich durch die Größe des Flugplatzes gegeben, unabhängig von der Lage der Flugzeuge zu dem Landeweg.
  • Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer Landeeinrichtung unter Benutzung einer Fernsehübertragung beschrieben ist, ist zu sagen, daß die selbsttätige Steuerung der Flugzeuge bei der Landung auch ohne eine Sichtanzeige stattfinden kann. In diesem Fall kann das Funkmeßgerät I durch einen einfachen Impulssender ersetzt werden, und es ist kein Empfänger in der Bodenstation nötig. Der Fernsehsender 29 kann dann ein einfacher Rundfunksender sein, der durch die Hilfsimpulse der Generatoren 19 und 21 moduliert wird.
  • Kurz zusammengefaßt besteht die Erfindung aus Einrichtungen, um von einem vorbestimmten Punkt am Boden Richtstrahlen auszusenden, welche nach Höhen- und Seitenrichtung geschwenkt werden, und zwar innerhalb eines Winkels, der den gewünschten Landeweg enthält. Vom Boden aus werden Hilfsimpulse ausgesendet, wenn die Richtstrahlen den Landeweg gerade passieren. Jedesmal, wenn der Richtstrahl das Flugzeug trifft, wird ein Impuls empfangen, der der Lage des Flugzeugs in bezug auf den Landeweg entspricht. Diese Impulse werden mit den Hilfsimpulsen verglichen und bewirken zusammen mit ihnen die Steuerung des Flugzeugs, so daß dieses den vorgeschriebenen Landeweg entlang fliegt.

Claims (2)

  1. PATENTANS PRÜCHE: I. Navigationseinrichtung zum Landen eines Luft fahrzeugs längs eines vorbestimmten Weges mit einer Bodeneinrichtung zum Aussenden eines drahtlosen Richtstrahls und periodischen Bewegen desselben über den vorbestimmten Weg hinweg, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenstation Mittel (19, 2I, 29) zum Aussenden eines zusätzlichen Signals beim Durchgang des Richtstrahls durch den vorbestimmten Weg hat, der Empfänger (3I) im Luftfahrzeug einen Impuls erzeugt, wenn der Richtstrahl das Luftfahrzeug trifft, der Empfänger (39) aus dem zusätzlichen Signal einen Impuls erzeugt, und daß im Luftfahrzeug Mittel (59, 61, 63, 6) vorhanden sind, die in Abhängigkeit von der gegenseitigen zeitlichen Lage dieser beiden Impulse das Luftfahrzeug auf den vorbestimmten Weg bringen und auf ihm entlang führen.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, unter Benutzung einer mit Abtasten eines Winkelbereiches arbeitenden Funkmeßeinrichtung zur Richtungsbestimmung in der Bodenstation, einer praktisch kontinuierlichen Sichtanzeige der jeweiligen Lage des Luftfahrzeugs zum vorbestimmten Weg, einem Fernsehsender für dieses Anzeigebild und einem Fernsehempfänger im Luftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Durchgang des Richtstrahls durch den vorbestimmten Weg erzeugte zusätzliche Signal den Fernsehsignalen überlagert wird.
DER1573A 1946-08-09 1950-04-25 Navigationseinrichtung zum Landen eines Luftfahrzeugs Expired DE850555C (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US850555XA 1946-08-09 1946-08-09

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DE850555C true DE850555C (de) 1952-09-25

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DER1573A Expired DE850555C (de) 1946-08-09 1950-04-25 Navigationseinrichtung zum Landen eines Luftfahrzeugs

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DE (1) DE850555C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1117180B (de) * 1957-10-31 1961-11-16 Int Standard Electric Corp Gleitwegsystem
DE1236346B (de) * 1959-07-07 1967-03-09 Cutler Hammer Inc Einrichtung zum Fuehren von Luftfahrzeugen auf einer Abfangbahn

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1117180B (de) * 1957-10-31 1961-11-16 Int Standard Electric Corp Gleitwegsystem
DE1236346B (de) * 1959-07-07 1967-03-09 Cutler Hammer Inc Einrichtung zum Fuehren von Luftfahrzeugen auf einer Abfangbahn

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