DE1456121C3

DE1456121C3 - Flugsituationsdarstellungsgerät in einer Flugzeug- oder Fliegerschulungskabine

Info

Publication number: DE1456121C3
Application number: DE1456121A
Authority: DE
Inventors: Arthur Georg Lytham Lancashire Barnes (Großbritannien)
Original assignee: British Aircraft Corp Ltd
Current assignee: British Aircraft Corp Ltd
Priority date: 1964-05-15
Filing date: 1965-05-14
Publication date: 1974-01-10
Also published as: US3327407A; DE1456121A1; DE1456121B2; GB1066282A; SE301275B

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„ s_r s_z).

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

S_x= -u + Sy¹P- s_zÖ,

Sy = V₇- (Ψ_τ - Ψ) - V_c (β cos Φ- α sin Φ) - S_x Ψ,

s_s = V_T (Θ_τ — Θ) — V_c (α cos Φ + β sin Φ) — s_x0,

wobei Φ, Θ, Ψ die Roll-, Steigungs- und Gierwinkel des geführten Flugzeuges, Φ_τ, θ_τ und Ψ_τ 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

m η

= V_c-V,

Ti

halbe Spannweite des Leitflugzeugs,

Länge des Leitflugzeugs,

m sin a_T, wo a_T = 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 φ_Τ — Sy)	*S_x* — (Z sin Φ_τ + s_z)
*^Sx* η sin Φ_τ — Sy — m (ψ — ψ_τ)	*S_x* η cos Φ_τ — s_z — m (θ — θ_τ)
S_x + nt — (Z cos Φ_τ + Sy)	S_x + m I sin Φ_τ — s_z
*S_x* r. /sin Φ_τ — α,,	*S_x* /cos Φ_τ — S₂
*S_x*	*S_x*

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 s_x als konstant angenommen wird, dann ist V_c = V_T, und die Gleichungen vereinfachen sich zu:

-1

+ αςϊηΦ)] -ψ,

= [jV_c(0_T-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, Φ_τ 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 V_c 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) P^aar 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.

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

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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

Ix_n-X_n-A + Iy_n-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 2^l/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

Patentansprüche:

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.