DE1456121C3 - Flugsituationsdarstellungsgerät in einer Flugzeug- oder Fliegerschulungskabine - Google Patents
Flugsituationsdarstellungsgerät in einer Flugzeug- oder FliegerschulungskabineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugsituationsdarstellungsgerät
in einer Flugzeug- oder Fliegerschulungskabine, mit einem Bildschirm, auf dem ein
Flugzeugsymbol dargestellt wird, einer Bildsteuervorrichtung zur Steuerung der Lage des auf dem Bildschirm
dargestellten Flugzeugsymbols und einem Darstellungsrechner, der von einer ersten Eingabeeinheit
erste elektrische, Bewegungen des Flugzeugs darstellende Eingangssignale und von einer zweiten
Eingabeeinheit zweite elektrische, vorgebbare Bewegungen des Flugzeugsymbols darstellende Eingangssignale
erhält und an die Bildsteuervorrichtung Bildsteuersignale zur entsprechenden Änderung der
Flugsituationsdarstellung in Abhängigkeit von den zugeführten Eingangssignalen abgibt.
Bei einem bekannten Gerät dieser Art, bei dem die Flugsituationsdarstellung ein lageveränderliches, konturenfestes
Flugzeugsymbol sowie eine lagemäßig und perspektivisch veränderliche, perspektivische Flugweginformation
nach Art einer Landebahn enthält, wird die Flugsituationsdarstellung entweder durch
eine tatsächlich durchgeführte Kursänderung des Flugzeugs oder durch hiervon unabhängige, vorgebbare
Kursänderungsbefehle verändert, wobei der Pilot durch entsprechende Steuermanöver versuchen muß,
diese Veränderungen in der Flugsituationsdarstellung wieder aufzuheben. Zusätzlich zu der Flugweginformation
und dem Flugzeugsymboi werden auf dem Bildschirm noch die Horizontlinie und die Luftgeschwindigkeit
angezeigt; für die Umsetzung der vom Darstellungsrechner ermittelten Werte in Ströme für
die Ablenkspulen der Bildröhre sind dabei Ablenksteuerkreise vorgesehen, die aus den Koordinaten
zweier Punkte auf dem Bildschirm eine diese Punkte verbindende Linie erzeugen.
Bei den bekannten Geräten muß der Pilot jedoch die gegebene Flugsituationsdarstellung selbst interpretieren:
zunächst muß er die Lage des Flugzeugsymbols gegenüber der durch die perspektivische Flugweginformation
und die Horizontlinie gebildeten, synthetisehen Außenwelt abschätzen; dann muß er die Perspektive der Flugweginformation beachten und
schließlich muß er diese beiden Informationen gegeneinander abwägen und danach entscheiden, welches
Steuermanöver erforderlich ist, um das von ihm geführte Flugzeug auf die erwünschte Flugbahn zu
bringen.
Gegenüber dieser bekannten Instrumentierung soll erfindungsgemäß ein Gerät geschaffen werden, das
eine weit einfacher zu interpretierende Darstellung liefert und dadurch zur Erhöhung der Flugsicherheit
beiträgt.
Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein Gerät der eingangs beschriebenen Art, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß das Flugzeugsymbol eine perspektivisch darstellbare Kontur aufweist, die entsprechend einer
Änderung der Perspektive mit Blickrichtung vom Flugzeug durch die Bildsteuersignale steuerbar ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Gerät, bei dem das Flugzeugsymbol selbst in seiner Kontur perspektivisch
dargestellt und nicht nur die Lage des Flugzeugsymbols, sondern auch dessen perspektivische Darstellung
auf dem Bildschirm veränderbar ist, werden sämtliche erforderlichen Flugsituationsinformationen
allein durch das Flugzeugsymbol vermittelt, wobei die Perspektive und die Lage des Flugzeugsymbols einerseits
in Abhängigkeit von tatsächlich durchgeführten Bewegungen des Flugzeugs und andererseits durch
von außen eingegebene Befehle verändert werden kann, wodurch der Pilot dazu gebracht werden kann,
einer willkürlich vorgegebenen Flugbahn nachzufliegen. Infolge der sowohl lagemäßig als auch perspektivisch
veränderlichen Darstellung des Flugzeugsymbols kann der Flugzeugführer unmittelbar und
ohne aufwendige Überlegungen das erforderliche Steuermanöver erkennen. Dabei ist es lediglich erforderlich,
daß der Pilot dem dargestellten Flugzeugsymbol nachfliegt, wobei sich die erforderlichen Steuermanöver
sehr einfach und rasch von der sich auch perspektivisch ändernden Flugzeugsymboldarstellung
ablesen lassen, in ähnlicher Weise, wie dies bei Formationsflügen beobachtet werden kann, wo der Pilot
eines nachfolgenden Flugzeuges mit großer Reaktionsgeschwindigkeit einer Kursänderung eines vor ihm
sichtbaren Leitflugzeuges nachzufliegen vermag.
Im Hinblick auf eine einfache Umsetzung der in den Darstellungsrechner eingegebenen Eingangssignale in die auf dem Bildschirm abgebildete Flugsituationsdarstellung
enthält die Bildsteuervorrichtung zweckmäßigerweise Ablenksteuerkreise, die jeweils
aus Bildsteuersignalen in Form von Koordinaten zweier Punkte auf dem Bildschirm eine diese Punkte
verbindende Linie erzeugen.
Eine besonders einfache, leicht zu interpretierende Darstellung ergibt sich, wenn die Kontur des Flugzeugsymbols
dreieckförmig ist, so daß das Flugzeugsymbol dem Piloten als vorausfliegendes Deltaflügel-Leitflugzeug
erscheint; in diesem Falle enthält das Flugzeugsymbol zweckmäßigerweise eine das Leitwerk
in seiner Höhe darstellende Linie.
Um den Piloten mit zusätzlichen Flugdaten zu versorgen, wird auf dem Bildschirm zweckmäßigerweise
auch die Horizontlinie dargestellt und ferner eine Höhenskala abgebildet, an der die Horizontlinie die
Flughöhe anzeigt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung werden auf dem Bildschirm ferner die Seitenränder einer Landebahn
dargestellt, um dem Piloten beim Landen noch leichter zu interpretierende Informationen zu vermitteln.
Zweckmäßigerweise wird außerdem auf dem Bildschirm eine Linie abgebildet, die durch ihre Länge
oder Lage die Entfernung des Flugzeugsymbols von dem Aufsetzpunkt angibt, und in diesem Falle ergibt
sich eine besonderes einfach abzuschätzende Anzeige dadurch, daß die Linie als Kreisbogen ausgebildet ist,
der bei abnehmender Entfernung vom Aufsetzpunkt fortschreitend abgeblendet wird. Als weitere Meßwertanzeige
kann auf dem Bildschirm die Luftgeschwindigkeit angezeigt sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den
Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Flugsituationsdarstellung,
F i g. 2 ein Blockschema des Flugsituationsdarstellungsgerätes,
F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Berechnung der Koordinaten des auf dem Bildschirm dargestellten
Flugzeugsymbols,
F i g. 4 eine schematische Darstellung des Darstellungsrechners,
F i g. 5 einen Abschnitt der Bildsteuervorrichtung,
F i g. 6 eine typische Folge von Flugsituationsdarstellungen,
F i g. 7 eine Darstellung beim Anflug einer Landebahn.
Bei der einfachen,in Fig. 1 gezeigten Darstellung
ist das Flugzeugsymbol ein »Leitflugzeug«, das durch drei Linien, die gemeinsam ein Dreieck bilden, und
durch eine senkrechte Linie dargestellt ist, welche in der Mitte der die Hinterkante des Leitflugzeugs darstellenden
Linie liegt.
Das dargestellte Flugzeugsymbol entspricht somit in etwa einem Flugzeug mit Dreieckflügeln. In diesem
Beispiel ist außerdem eine einfache Linie dargestellt, die dem Horizont entspricht. Gemäß F i g. 2 sieht der
Pilot durch ein optisches Sammelsystem 28 und ein Reflektorglas 29 auf den Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre
27, auf dem sich die Darstellung befindet. Die Darstellung kann durch beliebige Veränderung
der Geschwindigkeit, der Richtung oder der Lage des geführten Flugzeugs, welches der Pilot fliegt (oder des
simulierten Flugzeugs, wenn sich der Pilot in einer Fliegerschulungskabine befindet), verändert werden
sowie auch durch eine Änderung der Flugbahn, die das geführte Flugzeug zurücklegen soll. Das Blockschema
des Darstellungsgerätes ist in F i g. 2 gezeigt.
Es sei angenommen, daß der Pilot versucht, dem dargestellten Flugzeugsymbol (Leitflugzeug) zu folgen.
Hierzu stellt er die Flugsteuerungen 20 ein, und auf diese Weise verändert er die Richtung des von ihm geführten
Flugzeugs 21 so, wie es erforderlich ist, um dem Leitflugzeug zu folgen. Diese Änderungen werden von
einer ersten Eingabeeinheit in Form von Flugdatentastern 22 wahrgenommen, welche erste, Bewegungen
des geführten Flugzeugs darstellende Eingangssignale an einen Darstellungsrechner 23 abgeben. Der Dar-Stellungsrechner
kann auch zweite, vorgebbare Bewegungen des Flugzeugsymbols darstellende Eingangssignale
von einer zweiten, beispielsweise von der Bodenstation mit Daten versorgten Eingabeeinheit 24
erhalten und verknüpft die ersten und zweiten Eingangssignale, um die Darstellung des Leitflugzeugs zu
errechnen. Die vom Rechner erzeugten Bildsteuersignale geben die Koordinaten der beiden Endpunkte
einer auf dem Bildschirm darzustellenden Linie an und werden den Ablenksteuerkreisen 25 der Bildsteuervorrichtung
zugeführt, welche auf der Kathodenstrahlröhre 27 eine diese beiden Endpunkte in der gewünschten
Weise verbindende Linie erzeugen.
Ein Schalter 26 gestattet die Abschaltung der zweiten Eingabeeinheit 24, wenn eine Abwandlung der Darstellung
durch die zweiten Eingangssignale nicht erforderlich ist.
Die Gleichungen, die zur Darstellung des Leitflugzeugs benutzt werden, werden an Hand der
F i g. 3 erläutert. Diese Gleichungen sind derart, daß die durch den Rechner auf Grund dieser Gleichungen
erzeugten Signale den geometrischen Gesetzen folgen, die der Lage eines Dreieckflügelflugzeugs
bei Betrachtung von einem nachfolgenden Flugzeug entsprechen. Die Gleichungen sind auf ein bewegtes
(jedoch nicht rollendes) rechtsseitiges x-, j>-, z-Koordinatensystem
bezogen, das seinen Mittelpunkt im Schwerpunkt des geführten Flugzeuges hat. Die
Lage des Mittelpunkts der Hinterkante des Leitflugzeugs in diesem Koordinatensystem ist (s„ sr sz).
Diese Gleichungen bestimmen die Kontur des Leitflugzeuges. Da aus Gründen einer Rechenvereinfachung
ein nichtrollendes Koordinatensystem verwendet wird, werden diese Kontur sowie sämtliche
weiteren Symbole außerhalb des geführten Flugzeugs gedreht, um dem Piloten eine von den Flugzeugachsen
her gesehene Darstellung zu vermitteln.
Somit ist
Somit ist
Sx= -u + Sy1P- szÖ,
Sy = V7- (Ψτ - Ψ) - Vc (β cos Φ- α sin Φ) - Sx Ψ,
ss = VT (Θτ — Θ) — Vc (α cos Φ + β sin Φ) — sx0,
wobei Φ, Θ, Ψ die Roll-, Steigungs- und Gierwinkel
des geführten Flugzeuges, Φτ, θτ und Ψτ die entsprechenden
Winkel des Leitflugzeuges sind und
V1- = wahre Luftgeschwindigkeit des Leitflugzeugs,
β =r
Anstellungszunahme des geführten Flugzeugs,
Seitenschlupfzunahme des geführten Flugzeugs,
wahre Luftgeschwindigkeit des geführten Flugzeugs,
u
I
I
m
η
= Vc-V,
Ti
halbe Spannweite des Leitflugzeugs,
Länge des Leitflugzeugs,
m sin aT, wo aT = Flügelanstellung des
Leitflugzeugs.
F i g. 3 zeigt ein Leitflugzeug, das durch fünf Linien und einen Punkt dargestellt ist. Die Koordinaten sind
gemäß Numerierung nach F i g. 4 wie folgt:
Koordinate | X | Y |
1 2 3 4 5 |
Sy
(/ COS φΤ — Sy) |
Sx — (Z sin Φτ + sz) |
Sx η sin Φτ — Sy — m (ψ — ψτ) |
Sx η cos Φτ — sz — m (θ — θτ) |
|
Sx + nt — (Z cos Φτ + Sy) |
Sx + m I sin Φτ — sz |
|
Sx r. /sin Φτ — α,, |
Sx /cos Φτ — S2 |
|
Sx | Sx |
In den Formeln für Punkt 5 bedeutet / die Höhe des Leitwerks. Es ist ersichtlich, daß es sich bei diesen
Gleichungen nur um Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division, Differenzieren, Integrieren sowie
die Erzeugung von Sinus- und Kosinusfunktionen handelt, die insgesamt normale Analogrechnerfunktionen
bilden.
In der Praxis ist es wahrscheinlich, daß sich diese Gleichungen bei Anwendung in Flugzeugen erheblich
vereinfachen lassen. Wenn beispielsweise sx als konstant
angenommen wird, dann ist Vc = VT, und die
Gleichungen vereinfachen sich zu:
-1
+ αςϊηΦ)] -ψ,
= [jVc(0T-6>
— acos<z>-/?sin0)] — Θ.
Somit entfallt die Notwendigkeit einer Division, Multiplikation und eines Differenzierens innerhalb
des Rechners. Wenn Signale proportional zu α und β nicht vorhanden sind, dann können diese ebenso in
Fortfall kommen. :
Es kann auch wünschenswert sein, die Bildsteuersignale weiter abzuwandeln, um einen Phasen-Vorschub
bei bestimmten Signalen zu ermöglichen (Darstellungsbeschleunigung), um die Aufgabe des Piloten
unter bestimmten Umständen zu erleichtern.
F i g. 4 zeigt ein Blockschema des Darstellungsrechners für die vereinfachten Gleichungen. Die beiden
Resolver sind so eingestellt, daß sie die Sinus- und Kosinuswerte der Winkel Φ, Φτ ergeben, und sie
multiplizieren diese Sinus- und Kosinuswerte mit α, β, wie es gemäß obigen Gleichungen erforderlich ist
Innerhalb des Rechners werden die erforderlichen Additionen und Subtraktionen in den Summierverstärkern
durchgeführt, und diesen sind die Integrierstufen nachgeschaltet, die die Geschwindigkeitswerte
in Lagekoordinaten umwandeln.
Das Eingangssignal Vc wird benutzt, um den Verstärkungsgrad des ersten Summierungsverstärkers zu steuern.
Das Eingangssignal Vc wird benutzt, um den Verstärkungsgrad des ersten Summierungsverstärkers zu steuern.
Die Koordinatenpunkte 2,3 und 4 stellen die Enden der Linien dar, die das Dreieck bilden, und es ist nun
erforderlich, Anstiegsspannungen zu erzeugen, die bei
Übertragung auf die Ablenkungsspulen der Kathodenstrahlröhre eine entsprechende Ablenkung des Elektronenstrahls
verursachen, der auf den Bildschirm auftrifft, wobei die Linien nacheinander erzeugt werden.
Die Bildsteuervorrichtung, mit der dies erreicht wird, ist in der F i g. 5 gezeigt. Die Erzeugung der
Ablenkungssignale unterschiedlicher Linien nacheinander wird durch einen Ringzähler 33 bewirkt,
welcher in dem dargestellten Beispiel sechzehn Ausgänge hat. Dieser Ringrechner wird durch Impulse
betätigt, die von einem Kristalloszillator 30 abgenommen werden, dessen Ausgangssignal eine Rechteckwellenformstufe
31 und eine Flip-Flop-Einrichtung 32 durchläuft. Die Impulse, die von jedem der
sechzehn Ausgangsleiter Bl bis B16 des Zählers 33
abgenommen werden, werden jeweils auf Transistorstromkreise übertragen, mittels deren gleichzeitig X-
und Y-Koordinatenspannungen auf die Kathodenstrahlröhre übertragen werden. In F i g. 5 sind nur die
Ablenksteuerkreise gezeigt, die sich auf die X-Koordinatenspannungen
beziehen, da die Ablenksteuerkreise für die Y-Koordinatenspannungen genau die gleichen
sind. Die gezeigte Bildsteuervorrichtung ist in der Lage, sechzehn Linien auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre
abzubilden. Die erste Linie wird durch die Koordinatenspannungen X1, Y1 und X2, Y2 gebildet,
und diese Spannungen werden auf die oben beschriebene Weise durch eine tatsächlich durchgeführte
Bewegung des geführten (oder simulierten) Flugzeugs oder durch eine von außen vorgegebene,
erwünschte Bewegung des Leitflugzeugs modifiziert. Es sind drei Transistoren für jedes der sechzehn Paare
von X-Koordinatenspannungen vorhanden, wobei die drei Transistoren TKl, TRl und TR3 für die
Erzeugung der Spannung Bl und die Transistoren TR 46, TR 47 und 77? 48 für die Spannung B16 benutzt
werden. Unter der Steuerung der Spannungen Bl bis B16, die auf ihre Basen übertragen werden,
dienen diese Transistoren zum Durchschalten der richtigen X-Koordinatenspannung an die Verstärker
A\,A2 und A4, die für alle sechzehn Linien gemeinsam
vorhanden sind. Der Verstärker A1 empfängt Spannungen
entsprechend dem ersten (Z1) Paar der X-Koordinatenwerte,
die zusammen mit den entsprechenden Y-Koordinatenwerten die erste auf dem Bildschirm
der Kathodenstrahlröhre darzustellende gerade Linie bilden. Der Verstärker A 2 empfängt eine Spannung
entsprechend dem zweiten (X2) Paar der X^Werte
zusammen mit dem Ausgangssignal von dem Verstärker A1, derart, daß das Ausgangssignal des Verstärkers
A2 den Unterschied (X2 — X1) darstellt Dieses
Ausgangssignal zeigt somit die Gesamtlänge in X-Richtung der auf der Kathodenstrahlröhre abzubildenden
Linie an. Der Verstärker .43 ist ein integrierender Verstärker mit einem Kondensator C, der
zwischen seinem Eingang und Ausgang angeordnet ist, und einem Zweirichtungstransistor 35, der dazu
dient, den Kondensator am Ende jedes Arbeitsschrittes zu entladen. Das Ausgangssignal des Verstärkers v4 3
ist somit eine Spannung, die sich stetig bis zu einer Amplitude, die den Unterschied (X2 — Xt) darstellt,
erhöht. Diese Spannung wird an einen Verstärker .44 übertragen, der wiederum eine Spannung empfängt,
die den ersten X-Wert darstellt, und daher eine Ausgangsspannung
liefert, die bei einem Wert X1 beginnt und bis zu einem Wert X2 ständig zunimmt oder abnimmt.
Diese Spannung wird auf die X-Ablenkspule der Kathodenstrahlröhre übertragen. Die übertragung
der Spannungen X1, X2 ... X31 auf die Verstärker
wird durch Impulse von dem Zähler 33 erreicht. Bezüglich der Spannungen X1, X2 sind die
entsprechenden Transistoren TR1, TR 2, TR 3 normalerweise
geerdet. Wenn auf die Basen dieser Transistoren ein Ausgangspotential von dem Ausgang B1
des Zählers 33 übertragen wird, dann werden sie abgeschaltet, so daß die Spannung X1 auf die Verstärker
Al und A4 und die SpannungX2 auf den Verstärker
A2 durchgeschaltet wird.
Am Ende jeder Anstiegsperiode des integrierenden Verstärkers A 3 wird über den Transformator 36 ein
Impuls von der Flip-Flop-Einrichtung an die Basis des Schalttransistors 35 übertragen, der leitend gemacht
wird und dadurch den Kondensator G entlädt. Um Leckströme klein zu halten, ist es wünschenswert,
die umgekehrte Basisspannung des Schalttransistors im abgeschalteten Zustand auf einen möglichst niedrigen
Wert zu begrenzen. Dies wird durch ein mit dem Transistor gekoppeltes Schaltsignal erreicht, wie dies
in F i g. 5 gezeigt ist. Ein Diodengatter, welches aus zwei Dioden 37 und 38 besteht, wählt den positiveren
seiner beiden Eingänge, die an Erde und den Integratorausgang gelegt sind, und steuert den Gleichstromwert
der Sekundärwicklung des Transformators. Dieses ermöglicht die Verwendung einer Schaltwellenform
kleiner Amplitude und stellt dennoch sicher, daß der Transistor bei positiven Impulsen stets abgeschaltet
wird.
Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise dieser Vorrichtung sei die Erzeugung einer Linie zwischen
den Spannungskoordinaten X1, Y1 und X2, Y2 betrachtet.
Wenn das Integratoreingangssignal (X2 — X1)
Volt beträgt, ist die Anstiegsamplitude am Ausgang des Verstärkers
(X2 - X1) ·
T R4
R1C ' R2
Volt,
worin
T = Integrationsintervall, in Sekunden,
C = Integrationskapazität, in Farad,
R1, R2, R3, R4 = Widerstände, in Ohm.
C = Integrationskapazität, in Farad,
R1, R2, R3, R4 = Widerstände, in Ohm.
Ein Wechsel in der KoordinateX1 um AX1 Volt
muß die Spannung an dem Ende des Anstiegs unbeeinflußt lassen. Die Bedingungen für eine richtige
Dimensionierung sind daher:
R1C R2
— A
~ /J
R1C =
1 .
Ein identischer Ablenksteuerkreis erzeugt den Anstieg für die Y-Ablenkungsspule. Wenn die Integrationsperioden
identisch sind, wird die erforderliche Linie auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre
abgebildet. Der Verstärker .4 3 sollte vorzugsweise eine Bandbreite von etwa 250kHz/sek haben, um
das Auftreten von Störungen am Beginn der Anstiegsspannung zu vermeiden. In dem Beispiel, welches jetzt
beschrieben wird, ist die Integrationsperiode 1 Millisekunde, und die Rückstellungsperiode hat die gleiche
Dauer. Wenn die Vorrichtung in der Lage ist, sechzehn unabhängige Linien zu ziehen, beträgt die Wiederholgeschwindigkeit
somit etwa dreiundreißig je Sekunde.
Um eine übermäßige Trennung von Punkten zu vermeiden, die sich an dem Ende von zwei Linien, die
sich an einer Ecke treffen, überlagern sollten (diese Trennung ist auf die Flugzeugbewegung zurückzuführen,
die zwischen dem Aufzeichnen dieser beiden Linien auf dem Bildschirm ausgeführt wird), ist es
wünschenswert, daß die Linien nicht in möglichst schneller Aufeinanderfolge gezogen und dann nach
einem langen Intervall nochmals gezeichnet, sondern während des Arbeitstaktes gleichmäßig verteilt werden.
Die Impulse, die die Helligkeit der Linien steuern, wenn eine L:nie gezogen werden soll, werden durch die
Flip-Flop-Einrichtung 32 abgegeben.
Da alle diese Linien auf dem Schirm während des gleichen Arbeitstaktes gezeichnet werden, würden
lange Linien weniger hell sein als kurze, wenn nicht für eine entsprechende Steuerspannung in der Kathodenstrahlröhre
gesorgt wird. Diese Steuerspannung kann von einem Helligkeits-Steuerrechner erzeugt
309 524/8
werden, welcher von den Ablenkungssteuerkreisen gemäß Fig. 5 während des Abbildens der Linie eine
Spannung empfängt, die proportional zu der Länge der Linie ist. Es ist in der Praxis festgestellt worden,
daß eine Spannung in der Größe
Ixn-Xn-A + Iyn-V1I
eine genügend gute Annäherung ist, und es können zwei Komponenten einer solchen Spannung in bequemer
Weise von den Ausgängen der Verstärker A 2 in den X- und Y-Ablenksteuerkreisen abgenommen
werden.
Obwohl die Koordinatenmethode zur Erzeugung einer Darstellung beschrieben wurde, sind auch andere
elektronische Verfahren ebensogut möglich. Es ist z. B. möglich, die Darstellung mit einem bekannten
Fernsehraster mit entsprechenden Dunkelimpulsen und mit einer geeigneten, nichtlinearen Signalverstärkung
und einer Verstellung des Verstärkungsgrades vorzunehmen.
Die Vorteile der vorgeschlagenen Form der Darstellung gehen aus der F i g. 6 hervor. F i g. 6 zeigt
eine Aufeinanderfolge von Darstellungen, in welcher das durch das Leitflugzeug gebildete Flugzeugsymbol
durch vorgegebene Eingangssignale entweder von der Bodenbefehlsstation oder von einer Befehlsstufe im
Flugzeug verändert wird und eine Abstiegswende nach Steuerbord ausführt, wobei der Pilot des geführten
Flugzeugs dem Leitflugzeug verhältnismäßig gut nachfliegt. Der Windschutzrahmen 50 ist ein permanentes
Merkmal. In Fig. 6a beginnt das Leitflugzeug seine Steuerbordwendung. In Fig. 6b ist das geführte
Flugzeug dem Leitflugzeug bis in diese Steuerbordwendung gefolgt und das Leitflugzeug hat etwas
Höhe verloren. In den verbleibenden A b b. c, d, e und f vollendet das Leitflugzeug seine Wendung,
die von dem geführten Flugzeug nachgemacht wird, wobei die letzte A b b. f die Lage zeigt, in welcher sich
das geführte Flugzeug unmittelbar hinter dem Leitflugzeug in der gleichen Höhe befindet und sich in
derselben Richtung bewegt.
Gegebenenfalls kann eine Stellvorrichtung vorgesehen sein, um die Vergrößerung der Darstellung zu
verändern und somit die scheinbare Entfernung von dem Leitflugzeug zu verändern.
Das Gerät kann benutzt werden, um das Flugzeug während des Anflugs der Landebahn in genauer und
stabiler Weise auf einem vorher festgelegten Flugweg zu halten. In einem solchen Falle wird das Leitflugzeug
veranlaßt, eine von der Bodenstation vorgegebene Flugbahn zu beschreiben.
In der in F i g. 7 gezeigten Darstellung sind drei Bodenlinien vorhanden, nämlich eine Horizontlinie
und zwei unterbrochene Linien (erzeugt durch die oben beschriebene Bildsteuervorrichtung), welche eine
unbegrenzte Landebahn von üblicher Breite darstellen und deren Mittellinie mit der Mittellinie der tatsächlichen
Landebahn zusammenfällt. Der Spalt in der Linie bildet am Auge des Piloten ständig einen Höhenwinkel
von 3° und ist so angeordnet, daß sein Mittelpunkt in der Höhe um 2l/2° unter der Horizontlinie
liegt (bei Annahme einer Gleitneigung von 3°).
Die Darstellung enthält auch einen Entfernungskreis 60, welcher als voll ausgezogener Kreis am Heck des
Leitflugzeugs erscheint, wenn der endgültige Abstieg begonnen wird, und sich bei Annäherung des Aufsetzpunktes
abwickelt. Schließlich enthält die Darstellung auch eine Digitalhöhenanzeige 61, eine Luftgeschwindigkeitsfehleranzeige
62 und eine Digitalluftgeschwindigkeitsanzeige 63. Die Höhen- und Luftgeschwindigkeitssignale
werden von an Bord des Flugzeugs vorhandenen Meßgeräten geliefert, und es können normale
Verfahren benutzt werden, um die Zahlen auf dem !Bildschirm der Kathodenstrahlröhre abzubilden.
Der Kreis am Heck des Leitflugzeugs wird durch einen Stromkreis erzeugt, in welchem ein Oszillator die Ablenkungsspannungen
zu den X- und Y-Ablenkspulen führt, welche um 90° in der Phase zueinander verschoben
sind. Das Abblenden des Kreises wird durch einen Stromkreis mit einem Gatter erzielt, dessen Betrieb
mit dem Oszillator gekoppelt ist und das in Abhängigkeit von der Entfernung von dem Aufsetzpunkt
gesteuert wird, wobei das Gatter die Übertragung eines Aufhellungsimpulses auf die Kathodenstrahlröhre
für die von der Entfernung des Aufsetzpunktes abhängige Bogenlänge des Kreises gestattet.
Die Lücken in den Landebahnlinien werden durch die übertragung von Dunkelimpulsen auf den Aufhellstromkreis
bei der Erzeugung der Landebahnlinien erzielt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Flugsituationsdarstellungsgerät in einer Flugzeug- oder Fliegerschulungskabine, mit einem Bildschirm,
auf dem ein Flugzeugsymbol dargestellt wird, einer Bildsteuervorrichtung zur Steuerung
der Lage des auf dem Bildschirm dargestellten Flugzeugsymbols und einem Darstellungsrechner, der
von einer ersten Eingabeeinheit erste elektrische, Bewegungen des Flugzeugs darstellende Eingangssignale und von einer zweiten Eingabeeinheit
zweite elektrische, vorgebbare Bewegungen des Flugzeugsymbols darstellende Eingangssignale erhält
und an die Bildsteuervorrichtung Bildsteuersignale zur entsprechenden Änderung der Flugsituationsdarstellung
in Abhängigkeit von den zugeführten Eingangssignalen abgibt, dadurch
gekennzeichnet, daß das Flugzeugsymbol eine perspektivisch darstellbare Kontur aufweist,
die entsprechend einer Änderung der Perspektive mit Blickrichtung vom Flugzeug durch die Bildsteuersignale
steuerbar ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsteuervorrichtung einen Ablenksteuerkreis
enthält, der aus Bildsteuersignalen in Form von Koordinaten zweier Punkte auf dem
Bildschirm eine diese Punkte verbindende Linie erzeugt.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur des Flugzeugsymbols
dreieckförmig ist.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flugzeugsymbol eine das Leitwerk
in seiner Höhe darstellende Linie enthält.
5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem
Bildschirm die Horizontlinie darstellbar ist.
6. Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine auf dem Bildschirm abgebildete Höhenskala,
an der die Horizontlinie die Flughöhe anzeigt.
7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenränder
einer Landebahn auf dem Bildschirm darstellbar sind.
8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem
Bildschirm eine Linie abbildbar ist, die durch ihre Länge oder Lage die Entfernung des Flugzeugsymbols
von dem Aufsetzpunkt angibt.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Linie als Kreisbogen ausgebildet
ist, der bei abnehmender Entfernung vom Aufsetzpunkt fortschreitend abgeblendet wird.
10. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem
Bildschirm die Luftgeschwindigkeit angezeigt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB20359/64A GB1066282A (en) | 1964-05-15 | 1964-05-15 | Improvements in or relating to flight display apparatus |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1456121A1 DE1456121A1 (de) | 1969-06-19 |
DE1456121B2 DE1456121B2 (de) | 1973-06-14 |
DE1456121C3 true DE1456121C3 (de) | 1974-01-10 |
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ID=10144635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1456121A Expired DE1456121C3 (de) | 1964-05-15 | 1965-05-14 | Flugsituationsdarstellungsgerät in einer Flugzeug- oder Fliegerschulungskabine |
Country Status (4)
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---|---|
US (1) | US3327407A (de) |
DE (1) | DE1456121C3 (de) |
GB (1) | GB1066282A (de) |
SE (1) | SE301275B (de) |
Families Citing this family (12)
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