DE2341513A1

DE2341513A1 - Sichtanzeigeanordnung fuer hubschrauber

Info

Publication number: DE2341513A1
Application number: DE19732341513
Authority: DE
Inventors: Jean Pierre Couturier; Andre Fayard
Original assignee: HELI UNION; Thomson CSF SA
Current assignee: HELI UNION; Thales SA
Priority date: 1972-08-17
Filing date: 1973-08-16
Publication date: 1974-03-14
Also published as: US3886306A; GB1440826A; NL7311302A; IT990218B

Description

Unser Zeichen; T 1436

THOMSON-CSF, 173 Bd.Haussmann, Paris 8βΊηβ, Frankreich HELI-UNION, 4,.Avenue de la Porte de Sdvres ,Paris 15,Frankr.

Sichtanzeigeanordnung für Hubschrauber

Die Erfindung bezieht sich auf .eine Sichtanzeigeanordnung für Hubschrauber, die dazu bestimmt ist, stationäre Flugmanöver, insbesondere bei Hebevorgängen (d.h. bei Vorgängen, in deren Verlauf der Hubschrauber beispielsweise eine Last auf einem genau festgelegten Ort absetzen muß) oder bei Landevorängen zu erleichtern.

Zu diesem Zweck kann der Hubschrauber mit einer Drahtfernseheinrichtung ausgestattet werden, die eine Kamera enthält, die derart unter dem Hubschrauber befestigt ist, daß auf den Empfänger ein Bild eines Teils des Bodens (oder des Meeres)erzeugt wird, der sich unter dem Hubschrauber befindet und dem Blick des Piloten entzogen ist. Ein einfaches Fernsehbild ist Jedoch eine unvollständige Anzeige für den Piloten, wenn es sich darum handelt, einen Präzisxonshebevorgang auszuführen. Wegen der insbesondere in bewegter Luft ständig stattfindenden Änderungen der Fluglage benötigt der Pilot Markierungspunkte, damit er den

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Hubschrauber im stationären Flug halten kann. Das Fernsehbild liefert diese wesentlichen Anzeigen nicht, da es sich dabei um ein ebenes Bild handelt und da die auf dem Bild erscheinenden Lageveränderungen sowohl die Lageveränderungen des Hubschraubers bezüglich des Bodens als auch Änderungen der Neigung der Kamera infolge von Schwankungen der Hub- . schraüberfluglage wiedergeben. Angesichts der im Falle eines Hebevorgangs erforderlichen Präzision und wegen der Gesamtheit der Ansprechzeiten des Piloten und des Hubschraubers erweisen sich andrerseits die von den üblichen Bordinstrumenten gelieferten einzigen Anzeigen der Fluglageänderungen als unzureichend, de« Piloten zu gestatten, mit der geforderten Präzision zu arbeiten. (Die Fluglageanzeiger des Typs zur Erzeugung eines künstlichen Horizonts sind keine Instrumente, die dazu ausgelegt sind, beim Halten eines Hubschraubers im genauen stationären Flug von Nutzen zu sein). Diese Nachteile treten noch ausgeprägter, in Erscheinung, wenn der auszuführende Vorgang sich nicht unmittelbar in der Nähe des Bodens, sondern beispielsweise am oberen Ende eines Gebäudes abspielt und wenn der Pilot über keine äußeren sichtbaren Markierungen zum Abschätzen seiner Lage bezüglich des Bodens oder bezüglich von Hindernissen und der Position des Hubschraubers in der Luft verfügt.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß dem Piloten ein zusammengesetztes Bild geliefert wird, das eine Abbildung des im Gesichtsfeld der Kamera liegenden Bereichs enthält, dem bewegliche Leuchtmarkierungen überlagert sind, deren Position in Bezug auf feste Markierungen die Querneigungslage und die Längsneigungslage des Hubschraubers kennzeichnet; ferner enthält das Bild eine numerische Höhenanzeige.

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In der nachfolgenden Beschreibung wird mit Längsneigungswinkel der Winkel bezeichnet, den die Querneigungsachse des Hubschraubers mit einer Horizontalebene bildet; mit Querneigungswinkel wird der Winkel bezeichnet, den die Längsneigungsachse des Hubschraubers mit einer Horizontalebene bildet. In den Positionen, in denen der Hubschrauber ausschließlich von der Querneigung oder ausschließlich von der Längsneigung beeinflußt wird, bestimmt der Längsneigungswinkel die Änderungen der Fluglage des Hubschraubers um seine Längsneigungsachse, und der Querneigungswinkel bestimmt die Neigung des Hubschraubers um seine Querneigungsachse .

Nach der Erfindung ist eine Sichtanzeigeanordnung für Hubschrauber gekennzeichnet durch eine Drahtfernseheinrichtung, deren Kamera an einem unteren Teil des Hubschraüberrumpfs derart angebracht ist, daß sie ein Bild eines in der Nähe des Hubschraubers liegenden Bereichs liefert, und Einrichtungen zum Erzeugen einer beweglichen Markierung auf dem vom Empfänger der Drahtfernseheinrichtung wiedergegebenen Bild, deren Position vom Längsneigungswinkel des Hubschraubers abhängt.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.Darin zeigen:

Fig.1 und 2 erläuternde Darstellungen und

Fig.3 ein Gesamtschaltbild einer Ausführungsform der Sichtdarstellungsanordnung nach der Erfindung.

In Fig.1 ist ein Hubschrauber im Flug dargestellt, an dem eine am Ende einer Schlinge angebrachte Last angehängt ist. Diese Last ist in der Art eines Pendels in der Vertikalen ausgerichtet, die durch den Befestigungspunkt der Schlinge läuft; dieser Befestigungspunkt liegt dabei in der Verlängerung der Rotorachse dicht beim Schwerpunkt G des Hubschraubers. Am unteren Teil des Hubschrauberrumpfs ist am Punkt H eine Fernsehkamera angebracht. In einer ersten Ausführungsform ist die Kamera starr und einstellbar am Hubschrauber befestigt. In einer zweiten Ausführungsform, die unten beschrieben wird, wird die Kamera von einer Vorrichtung getragen, mit deren Hilfe die Ausrichtung verändert werden kann.

Der Punkt H liegt vorzugsweise in der Längssymmetrieebene des Hubschraubers, die von seiner Längsachse und von seiner Rotorachse gebildet wird. Der Punkt H ist bezüglich des Befestigungspunktes der Schlinge derart verschoben, daß die am Hubschrauber aufgehängte Last keinen zu großen Teil des Gesichtsfeldes der Kamera einnimmt und somit den interessierenden Bereich am Boden, der den Aufsetzpunkt der Last umgibt, nicht verdeckt. In Fig.1 ist ein Trieder Hxyz mit drei rechten Winkel dargestellt. Die Achse Hx verläuft parallel zur Querrichtung des Hubschraubers, in deren Richtung sich die Längsneigungs-

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achse erstreckt. Die Achse Hy verläuft parallel zur Längsachse des Hubschraubers, die seine Querneigungsachse darstellt. Die Achse Hx verläuft parallel zur Rotorachse, die die Drehachse des Hubschraubers bildet. Bei ABCD ist ein eben angenommener Bodenausschnitt dargestellt, der sich unter dem Hubschrauber ausdehnt; XX und YY sind die vertikalen Projektionen der Achsen Hz bzw» Hy am Boden. Die Geraden XX und YY schneiden sich in einem Punkt 0, der auf der Vertikalen OH durch die Kamera liegt.

Die Kamera ist so angeordnet, daß sie im wesentlichen in der Vertikalen ausgerichtet ist, wenn sich der Hubschrauber in einem stationären Flugzustand befindet, so daß die Last und der Aufsetzpunkt am Boden vom Gesichtsfeld der Kamera erfaßt werden. Damit jedoch auf dem Bildschirm ein auf dem Aufsetzpunkt am Boden zentriertes Bild erhalten wird, kann es vorteilhaft sein, die Kamera bezüglich der Vertikalen leicht in Richtung der Last in der Längsebene zu neigen. Ebenso ist es zweckmässig, die Ausrichtung der Kamera vorher zu ändern, wenn der im stationären Flug gehaltene Hubschrauber zur Kompensation der Wirkung des Windes dauernd geneigt sein wird. Da die Rotorachse eines Hubschraubers andrerseits bei einem einwandfreien stationären Flug vertikal oder in einer dicht bei der Vertikalen liegenden Richtung (in Abhängigkeit von seiner Konstruktion ) ausgerichtet ist, wird die optische Achse der Kamera unter diesen Bedingungen ständig im wesentlichen entsprechend der Richtung der Rotorachse ausgerichtet sein.

Da die Kamera entsprechend der Achse HZ ausgerichtet ist, trifft die optische Achse der Kamera an einem Punkt K auf den Boden, der nicht mit dem Punkt 0 zusammenfällt, wenn

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der Hubschrauber quer geneigt und längsgeneigt ist, wie es in der Darstellung von Fig.1 der Fall ist. In Fig.1 ist mit gestrichelten Linien das vom Objektiv derKamera überdeckte Gesichtsfeld dargestellt, das einen Bereich des Bodens erfaßt, der bezüglich des bei der Vertikalen des Hubschraubers liegenden Punkt O dezentriert ist. Bei J und I sind die rechtwinkligen Projektionen des Punkt K auf die Geraden XX und YY dargestellt. Der Winkel IHO, der in der durch die Gerade YY laufenden Ebene liegt, und der Winkel JHO, der in der durch die Gerade XX laufenden Ebene liegt, sind gleich den Längsneigungswinkeln bzw. den Querneigungswinkeln.

Die Fernsehkamera nimmt ein Bild des Bereichs des Bodens auf, der den Punkt K umgibt , und dieses Bild wird auf dem Bildschirm eines vor dem Piloten angebrachten üblichen Fernsehempfängers wiedergegeben. ( In der nachfolgenden Beschreibung wird die zur Zeilenabtastrichtung des Bildschirms parallele Achse als Horizontalachse bezeichnet, und die zu dieser Achse senkrechte Achse des Bildschirms wird als Vertikalachse bezeichnet; die Zeilenrichtung und die dazu senkrechte Richtung sind dabei in analoger Weise definiert). Die Kamera ist so mit dem Empfänger verbunden, daß der obere Teil des Bildschirms in Übereinstimmung mit dem Bild des vor dem Hubschrauber liegenden Bodenbereichs gebracht wird, und daß der untere Teil des Bildschirms mit dem Bild des hinter dem Hubschrauber liegenden Bodenabschnitts in Übereinstimmung gebracht wird. Damit dem Piloten die Fluglage des Hubschraubers und die Fluglageänderungen angezeigt werden, werden dem Bild in Abhängigkeit vom Längsneigungswinkel und vom Querneigungswinkel bewegliche

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Markierungen überlagert.

In Fig.2 ist ein auf dem Bildschirm des Empfängers erzeugtes Bild dargestellt; dieses Bild entspricht dem in Fig.1 dargestellten Fall.

Die Abbildungen der am Boden verlaufenden gedachten Geraden XX und YY auf dem Bildschirm wären geradlinige Bilder parallel zu den Bildschirmachsen, wobei das Bild der Geraden XX eine zur Horizontalachse parallele Gerade wäre, während das Bild der Geraden YY eine zur Vertikalachse parallele Gerade wäre. In der bevorzugten Ausführungsform der hier beschriebenen Anordnung sind dieLängsneigungsmarkierung und die Qüerneigungsmarkierung auf dem Bildschirm mit Hilfe der Geraden TT bzw. RR wiedergegeben, die parallel zu den Bildern der Geraden XX und YY und gleichzeitig parallel zu den Bildschirmachsen verlaufen. Die Qüerneigungsmarkierung und die Längsneigungsmarkierung liegen in Abständen von diesen Achsen, die dem Querneigungswinkel bzw. dem Längsneigungswinkel proportional sind. Bei Längsneigungswinkeln und Querneigungswinkeln mit dem Wert Null fallen die Fluglagemarkierungen mit den Bildschirmachsen zusammen; diese besondere Position ist mit Hilfe von zwei festen Richtlinien EE und FF markiert, die auf dem Empfänger angebracht sind. Diese zwei festen Richtlinien können allerdings gegebenenfalls unter gewissen Umständen für die Dauer des Flugs verschoben werden.

Die Fluglagemarkierungen folgen den aus den am Boden verlaufenden gedachten Geraden XX und YY ersichtlichen Bewegungen. Die Längsneigungsmarkierung verschiebt sich parallel zum oberen Teil des Bildschirms um eine dem

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Längsneigungswinkel proportionale Strecke, wenn sich der Hubschrauber nach vorn neigt. Sie verschiebt sich gegen.den unteren Teil des Bildschirms, wenn sich der Hubschrauber vorn aufrichtet.In gleicher Weise verschiebt sich die Querneigungsmarkierung parallel zur rechten Seite des Bildschirms um eine dem Querneigungswinkel proportionale Strecke, wenn der Hubschrauber veranlaßt wird, sich nach rechts zu neigen; sie verschiebt sich nach links, wenn der Hubschrauber veranlaßt wird, sich nach links zu neigen.

Daraus ergibt sich, daß bei einer Änderung der Fluglage des Hubschraubers mit Hilfe des Steuerknüppels durch den Piloten die Fluglagemarkierungen der Bewegung seiner Hand folgen.

Zum Festhalten des Hubschraubers bei der Vertikalen eines Punktes betätigt der ^pilot die Steuerungen derart, daß der Schnittpunkt der beweglichen Markierungen fortlaufend in Deckung mit dem Bild der Zielfläche gebracht wird, und daß der Schnittpunkt dann über dem Zielflächenbild liegend gehalten wird, wobei diese ^überlagerung in der Bildschirmmitte stattfindet, wenn die Längs- und Querneigungswinkel den Wert Null haben.

Es sei bemerkt, daß jedoch bereits die alleinige Anzeige der Längsneigungsmarkierung eine brauchbare Angabe für den Piloten wäre, weil die Änderungen der Längsneigung im allgemeinen größere Lageveränderungen ces Hubschraubers mit sich bringen als Änderungen der Querneigung.

Vorzugsweise wird an dem Bildschirm ferner eine Angabe der Höhe des Hubschraubers über dem Niveau der Zielfläche numerisch angezeigt.

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Das Gesamtdiagramm von Fig.3 stellt ein Ausführungsform der hier beschriebenen Sichtanzeigeanordnung dar.

Die Sichtanzeigeanordnung enthält prinzipiell eine Fernsehkamera 1· , einen Fernsehempfänger 2 und elektronische Hilfsschaltungen sowie ein Fluglageinstrument 3 (für Querneigung und Längsneigung) und ein Höhenmeßinstrument 4.

Der Fluglageanzeiger 3 ist ein Kreisel-Horizontgeber. Fluglageanzeiger dieser Art bestehen gewöhnlich aus einem Kreisel und aus Potentiometern, deren eine von der Winkelstellung d5s Kreisels gesteuerte Position einnehmen, so daß der Querneigungswinkel oder der Längsneigungswinkel wiedergegeben werden. Der Fluglageanzeiger 3 liefert an einem ersten Ausgang 31 eine gemäß einem Koeffizienten b den Wert des Längsneigungswinkel proportionale Gleichspannung, die als Längsneigungsspannung bezeichnet wird; an einem zweiten Ausgang 32 liefert er eine dem Querneigungswinkel proportionale Gleichspannung, die als Querneigungsspannung bezeichnet wird.

Die Anzeige der Höhe des Hubschraubers über denBoden oder über Hindernissen wird von einem unter dem Hubschrauber befestigten Entfernungsmeßgerät geliefert. Das Höhenmeßgerät 4 wird beispielsweise von einem HF-Sende-Empfangs-Gerät vom Typ einer Funksonde- mit Frequenzmodulation gebildet, das einen Meßbereich aufweist, der auf Entfernungen in der Größenordnung einiger Vielfacher von 10 m begrenzt ist. Ein solches Meßgerät liefert an seinem Ausgang eine Gleichspannung, die der gemessenen Höhe direkt proportional ist.

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Die Fernsehkamera 1 liefert an ihrem Videoausgang ein vollständiges Videosignal; dieser Videoausgang ist einerseits an den Eingang einer Abtrennstufe 5 und andrerseits an einen Eingang einer Ausgangsschaltung 7 angeschlossen. Die Abtrennstufe 5 trennt vom vollständigen Videosignal die Bildwechselfrequenz-Synchronisierungsimpulse, die Zeilenfrequenz-Synchronisierungsimpulse und die Austastsignale, die dann an die Synchronisierungseingänge eines Generators 10 zur Erzeugung von Sägezahnsignalen mit der Bildwechselfrequenz und eines Generators 20 zur Erzeugung von Sägezahnsignalen mit der Zeilenfrequenz bzw. an einen Hilfseingang einerMischstufe 6 angelegt werden. Die von den Generatoren 10 und 20 erzeugten Sägezahnsignale sind bezüglich des Nullniveaus symmetrische Signale.

Der Ausgang des Generators 10 ist mit einem ersten Eingang einer Vergleichsstufe 11 verbunden, deren zweiter Eingang am Ausgang 31 des Fluglageanzeigers angeschlossen ist. Der Ausgang der Vergleichsstufe speist eine Signalformerschaltung 12. Die Vergleichsstufe 11 vergleicht das mit der Bildwechselfrequenz schwingende Sägezahnsignal mit der den Längsneigungswinkel kennzeichnenden Gleichspannung; an dem Zeitpunkt der Bildwechselperiode,an dem die Amplitude des Sägezahnsignals den Wert der Längsneigungsgleichspannung erreicht,kippt die Vergleichsstufe, und ihre Ausgangsspannung ändert ihren Wert. Von dieser Zustandsänderung an liefert die Signalformerschaltung an ihrem Ausgang einen Impuls, dessen Amplitude dem Weißwert entspricht und dessen Dauer in der Nähe der Dauer von zwei Abtastzeilen liegt. Dieser Impuls wird zu einem Eingang der Mischstufe 6 übertragen, so daß er in das endgültige Videosignal eingefügt wird, das zum Speisen des Empfängers bestimmt ist. Der beschriebene Vorgang wird im Verlauf jeder Bildwechselperiode wiederholt,

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wobei die Vergleichsstufe während der Rücklaufperiode des Sägezahnsignals wieder in ihren Ausgangszustand zurückkehrt. Die Gesamtheit der mit der Bildwechselfrequenz erhaltenen Impulse erzeugt auf dem Bildschirm einen weißen Strich, der parallel zur Horizontalachse liegt und dessen Höhe etwa vier Zeilen beträgt;seine Lage längs der Vertikalachse hängt vom Längsneigungswinkel ab: Tatsächlich hängt der Kippzeitpunkt der Xergleichsttufe im Verlauf einer Bildwechselperiode vom Längsneigungswinkel ab, und dieser Zeitpunkt entspricht vermittels der Bildabtastung des Empfängers einer bestimmten Position des Leuchtpunkts auf dem Bildschirm. Die Polaritäten des mit der Bildwechselfrequenz schwingenden Sägezahnsignals und der Längsneigungsspannung sind so gewählt, daß jeder Impuls bei positiven Längsneigurigswinkeln (in der vorne abgesenkten Stellung des Hubschraubers) während der ersten Hälfte einer Bildwechselperiode erscheint und daß der von diesen'Impulsen erzeugte Strich in der oberen Hälfte des Bildschirms liegt.

In einer im wesentlichen gleichen Art und Weise vergleicht eine an den Ausgang 32 und an den Generator 20 angeschlossene Vergleichsstufe 21 das mit der Zeilenfrequenz schwingende Sägezahnsignal mit der Querneigungsspannung; eine von den Kippvorgängen der Vergleichsstufe gesteuerte Signälformerschaltung 22 liefert während jeder Zeilenperiode einen kurzzeitigen Impuls, dessen Amplitude dem Weißwert entspricht. Die mit der Zeilenfrequenz erhaltenen Impulse werden zur Mischstufe übertragen, damit sie in das endgültige Videosignal eingefügt werden; sie erzeugen auf dem Bildschirm einen zur Vertikalachse parallelen weißen Strich, dessen Position längs der Horizontalachse vom Querneigungswinkel abhängt.

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Ebenso wie für die Längsneigungssignale sind auch die relativen Polaritäten des mit der Zeilenfrequenz schwingenden Sägezahnsignals und der Querneigungsspannung so aui-g ewählt, daß jeder Impuls während der zweiten Hälfte einer Zeilenperiode für einen rechts liegenden Querneigungswinkel erzeugt wird, und daß jeder Impuls für einen linke liegenden Querneigungswinkel während der letzten tfälfte der Zeilenperiode erzeugt wird, damit eine Querneigungs&arkierung auf den entsprechenden Teil des Bildschirms erhalten wird.

Der Abstand d auf dem Bildschirm zwiechen der Längsneigungsmarkierung und der entsprechenden Richtlinie steht mit dem Wert des! Längsneigungswinkels über einen Proportionalitätkoeffizienten q in Beziehung. Dieser Proportionalitätskoeffizient hat die Form q = (h/U) b, wobei h die nutzbare Bildschirmhöhe darstellt, U die Amplitude des mit der Bildwechselfrequenz schwingenden Sägezahnsignals von Spitze zu Spitze bedeutet, während b der Proportionalitätskoeffizient ist, der die Längsneigungsspannung mit dem Wert des Längsneigungswinkels verbindet.

In der bevorzugten Ausführungsform enthält der Generator eine Einstellanordnung, die das Einstellen der Amplitude ü des Sägezahnsignals von Spitze zu Spitze ermöglicht, damit ein bestimmter Wert des Koeffizienten q erhalten wird. Da der Abstand zwischen der Quernöigungsmarkierung und der entsprechenden Richtlinie mit dem Wert des Querneigungswinkels über einen Proportionalitätskoeffizienten t in Beziehung steht, enthält auch der Generator 20 eine Einstellanordnung, die es ermöglicht, die Spitze. .-Spitze-Amplitude

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des mit der Zeilenfrequenz schwingenden Sägezahnsignals einzustellen und auf diese Weise einen bestimmten Wert dieses Koeffizienten t zu erhalten.

Die Koeffizienten q und t legen den Maßstab fest, auf dem der Pilot die Änderungen der Querneigung und der Längsneigung auf dem Bildschirm abliest. Die Einstellanafdnungen ermöglichen es dem Piloten, den Maßstab auszuwählen, der am besten seinen natürlichen Steuerungsreaktionen entspricht; zur Erleichterung der Aufrechterhaltung des stationären Flugs ist es allgemein von Vorteil, die Koeffizienten q und t so auszuwählen, daß die Verschiebungen der beweglichen Markierungen bezüglich der Verschiebungen der außen sichtbaren Markierungen verstärkt erscheinen, und es ist vorteilhaft den Koeffizienten q größer als den Koeffizienten t zu wählen.

In dem besonderen Fall, in dem der Maßstab in Grad pro Zentimeter der Quer- und Längsneigungsmarkierungen der Maßstab des Bildes ist, sind die Quer- und Längsneigungsmarkierungen die Bilder der gedachten Geraden XX und YY auf dem Boden selbst, und ihr Schnittpunkt ist das Bild der durch die Kamera laufenden Vertikalen. Die Verschiebungen des Fernsehbildes bezüglich dieses Schnittpunkts drücken also die tatsächlichen Verschiebungen des Hubschraubers bezüglich des Bodens aus, wobei das Bild dieses Punkts weder von Höhenänderungen noch von Änderungen der Eluglage des Hubschraubers verändert wird.

Das Höhenmeßgerät 4 ist an eine Codierungsschaltung 8 angeschlossen; die die gemessene Höhe kennzeichnende Gleichspannung wird in eine digitale Form codiert und zu einer Schrifterzeugerschaltung 9 übertragen. Diese Schaltung wird über eine in Fig 3 nicht dargestellte von den BiIdwechselfrequenz-Synchronisierungsimpulsen und von den

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Zeilenfrequenz-Synchronisierungsimpulsen synchronisiert, die sie von der Abtrennstufe 5 empfängt. In bekannter Weise liefert die Schrifterzeugerschaltung elektrische Signale, die zur Bildung numerischer Angaben auf dem Bildschirm entsprechend der von ihr empfangenen codierten ^fInformation benötigt werden.Diese Signale werden an einen Eingang der Mischstufe 6 übertragen.

Es sei bemerkt, daß die Höhenanzeige auf einfachere V/eise angegeben werden kann, wie etwa mit einer Leuchtmarke, die sich bezüglich einer an einem der vertikalen Ränder des Bildschirms dauerhaft angebrachten Skala verschiebt.

Die Mischstufe mischt die sich auf die Querneigungsmarkierung, die Längsneigungsmarkierung und die Höhenangaben beziehenden Signale; zwischen den Austastintervallen wird das sich aus der Mischung ergebende Signal zur Ausgangsschaltung 7 übertragen. Während der Austastintervalle wird kein Signal zum Ausgang der Mischstufe übertragen.

Die Ausgangsschaltung bildet das endgültige Videosignal aus dem Videosignal der Kamera und; aus dem ergänzenden Signal aus der Mischstufe.

Wie oben bereits erwähnt wurde, ist die Kamera bei einer zweiten Ausführungsform der Sichtanzeigeanordnung nicht direkt am Hubschrauber befestigt, sondern sie wird von einer Vorrichtung getragen, mit deren Hilfe ihre Ausrichtung eingestellt werden kann. Bei Lande- oder Hebevorgängen kann es in der Tat von Vorteil sein, die Sichtanzeigeanordnung nicht nur während der eigentlichen stationären Flugphase, sondern auch ebenso während der Anflugphase zu verwenden, die den Vorgängen im stationären Flugzustand vorangeht.

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Damit die Sichtanzeigeanordnung umstellbar gemacht wird, genügt es, die Kamera'in'der Längssymmetrieebene des Hubschraubers oder in einer dazu parallelen Ebene einstellbar zu machen, damit sie ausreichend aus der vertikalen Position während der Anflugphase geschwenkt werden kann, damit ein Bild des vor dem Hubschrauber liegenden Gebietes erhalten wird.

Die Ausrichtvorrichtung d.er Kamera wird von einem Haltearm, der um eine mit dem Hubschrauber fest zu einer zur Längsneigungsachse parallelen Achse verbundene . Welle schwenkbar ist, und von einem Mitfuhrmechanismus des Haltearms gebildet, der dazu bestimmt ist, diesen zu schwenken und in bestimmten Positionen festzulegen. Die Kamera ist fest mit dem Haltearm verbunden,und der Mitführmechanismus enthält einen über ein Getriebe an den Haltearm angekoppelten Motor. Anschläge begrenzen die Verschiebungen des Haltearms. Einer dieser Anschläge entspricht der Position des Haltearms, bei dem die Kamera im wesentlichen parallel zur Rotorachse ausgerichtet ist. Ein zweiter Anschlag entspricht einer Position des Haltearms, bei der die Kamera vor den Hubschrauber gerichtet ist; In einer einfachen Ausführungsform enthält die elektrische Steuerschaltung des Motors in der Pilotenkanzel einen Schalter zum Ingangsetzen' des Motors und einen Kommutator zum Vertauschen der Versorgungsleitungen des Motors zur Umkehr seiner Drehrichtung; diese zwei Steuerorgane können als Einheit angeordnet sein. In der elektrischen Schaltung zum Steuern des Anhalten?des Motors und des Verriegeins, des Haltearms , wenn dieser in eine der von den Anschlägen bestimmten GrenzStellungen bewegt

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wird, sind einfache elektromechanisch^ Vorrichtungen vorgesehen; die Verriegelungsvorrichtungen geben den Haltearm frei, wenn der Anlaßschalter des Motors betätigt wird.

Im Verlauf eines Landevorgangs ist die Kamera beispielsweise während der Anflugphase schräg gestellt, und sie wird dannfür die Landephase in eine vertikale Stellung zurückbewegt.

Diese Ausgestaltung der Sichtanzeigeanordnung ermöglicht· es dem Piloten, von sichtbaren Markierungen auf Fernsehmarkierungen in einem ausreichenden Abstand von möglichen Hindernissen überzugehen, bei denen dies wenig Schwierigkeiten bereitet; mit dieser Ausgestaltung können ebenso nächtliche Landevorgänge ohne direktes Licht ausgeführt werden, falls die Fernsehkamera mit einer für geringe Helligkeiten empfindlichen Röhre ausgestattet ist.

Bei einer dritten Ausführungsform ist die Kamera hinsichtlich ihrer Orientierung unabhängig vom Hubschrauber gemacht. Bei gewissen Anwendungsfällen, insbesondere bei solchen, die die Verwendung einer Kamera mit einem begrenzten optischen Gesichtsfeld erfordern, ist es wünschenswert, die Bewegungen der Kamera von denen des Hubschraubers unabhängig zu machen, damit ihre Visierachse unabhängig von momentanen Störschwankungen der Fluglage des Hubschraubers völlig vertikal ausgerichtet wird.

Zu diesem Zweck ist die Kamera auf einer beweglichen Halterung angebracht, die in den verschiedenen Richtungen innerhalb eines Kegels einstellbar ist, dessen Drehachse parallel zur Rotorachse verläuft, wobei Einrichtungen

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vorgesehen sind, mit denen die Halterung stabilisiert und in vertikaler Richtung ausgerichtet gehalten werden kann.

In einer besonderen Ausgestaltung ist die Halterung der Kamera von einer Kardanaufhängung getragen, die um zwei zueinander senkrechte Achsen drehbar ist, von denen eine starr mit dem Hubschrauber verbunden und parallel zur Querneigungsachse oder zur Längsneigungsachse ausgerichtet ist. Die Stabilisierung der Halterung in einer gegebenen Richtung wird mit Hilfe einer Kreiselanordnung und einer Regelschaltung erzielt; die Stabilisierungsanordnung enthält Antriebsmotore zum Drehen der Halterung um eine der zwei Achsen der Kardanaufhängung, Winkelstellungsdetektoren an jeder der Achsen, eine fest mit dem Hubschrauber verbundene Kreiselanordnung sowie Regelschaltungen für jeden der Motore zum Regeln der Ausrichtung der Halterung entsprechend einem der Bezugskreisel. Die Kreiselanordnung enthält Detektororgane für die Winkelpositionen eines Kreisels bezüglich zwei Achsen. Jede der Motorregelschaltungen empfängt die Steuersignale eines der Detektoren der Kreiselanordnung und eines der Detektoren der Kardanaufhängung, und sie bewirkt eine Wdnkelpositionsregelung durch Einwirken auf den Motor, den sie steuert.

Die Eingänge der Motorregelschaltungen können mit Hilfe von Umschaltern an bestimmteSchaltungsteile der Kreiselanordnung angeschlossen werden; diese Schaltungsteile sind von Potentiometern gebildet, die von einem einzigen, dem Piloten zugänglichen Hebel betätigt werden. Die Anordnung bewirkt die Regelung der Ausrichtung der Halterung entsprechend einem Steuerhebel, was somit die Ausrichtung der Kamera bezüglich des Hubschraubers in einer vom Piloten gewählten bestimmten Position ermöglicht. An jeder der Achsen der Kardanaufhängung sind elektromechanische Verriegelungsvorrichtungen angebracht,

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damit die Halterung und die Kamera in einer bestimmten Richtung bezüglich des Hubschraubers festgehalten werden können, wobei die Verriegelung der Halterung von der Abschaltvorrichtung der Motore der Stabilisierungsanordnung gesteuert ist.

Andere Stabilisierungsanordnungen können durch Verwendung rein mechanischer Elemente, die mittels der Schwerkraftwirkung arbeiten, erhalten werden.

Die . hier beschriebene Anordnung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere hinsichtlich der Fluglagemarkierungen kann dafür gesorgt sein, daß auf dem Bildschirm nur ein begrenzter Abschnitt der Geraden erscheint, die die Längsneigungsmarkierungen und die Querneigungsmarkierungen bilden. Auch können auf dem Bildschirm Gerade oder Abschnitte von Geraden, die die Querneigungsund die Längsneigungswinkel kennzeichnen,sowie eine Markierung in Form eines kleinen, um das Bild der Vertikalen zentrierten Kreises oder Vierecks angezeigt werden.

Die Längsneigungs- und Querneigungsanzeigen können auch, zwar weniger vorteilhaft, mit Hilfe einer einzigen Markierung angegeben werden, deren Koordinaten längs der Vertikalachse und längs der Horizontalachse den Längsneigungswinkel bzw. den Querneigungswinkel kennzeichnen.

Patentansp rüche

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Claims

' P at entansprüche

1.ISichtanzeigeanordnung für Hubschrauber, gekennzeichnet durch ^v—' eine Drahtfernseheinrichtung, deren Kamera an einem unteren Teil des Hubschrauberrümpf5 derart angebracht ist, daß sie ein Bild eines in der Nähe des Hubschraubers liegenden Bereichs liefert, und Einrichtungen zum Erzeugen einer beweglichen Markierung auf dem vom Empfänger der Drahtfernseheinrichtung wiedergegebenen Bild, deren Position vom Längsneigungswinkel des Hubschraubers abhängt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten der Kamera bezüglich des Hubschraubers, die derart ausgebildet ist, daB die Kamera in eine zur Rotorachse des Hubschraubers im wesentlichen parallele Richtung ausgerichtet und von dieser Richtung in einer von der Rotorachse und der Längsachse des Hubschraubers definierten Längsebene entfernt werden kann.

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine fest mit der Kamera und hinsichtlich ihrer Ausrichtung beweglich mit dem Hubschrauber verbundene Kamerahalterung» eine'Stabilisierungsanordnung zum stabilisieren der Ausrichtung der Kamerahalterung bezüglich der Vertikalen und umschaltbare Verriegelungseinrichtungen zum auswählbaren Befestigen der Kamerahalterung am Hubschrauber oder zum Lösen der Kamerahalterung vom Hubschrauber hinsichtlich ihrer Ausrichtung, wobei die Verriegelung der Kamerahalterung die Stabilisierungsanordnung unwirksam macht.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungserzeugungseinrichtungen einen Pluglageanzeiger enthalten, der an einem Ausgang in Form einer elektrischen

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Spannung den Längsneigungswinkel abgibt, daß eine Hilfsschaltung den Ausgang mit der Drahtfernseheinrichtung derart verbindet, daß den von der Kamera gelieferten Signalen elektrische Signale zur Erzeugung der beweglichen Markierung überlagert werden.

5. Anordnung nach Anspruch 4, bei der der Fluglageanzeiger

an einem zweiten Ausgang in Form einer elektrischen Spannung den Querneigungswinkel liefert, dadurch gekennzeichnet,, daß die Hilfsschaltung auch an den zweiten Ausgang derart angeschlossen ist, daß dem Fernsehbild eine bewegliche Markierung überlagert wird, deren Position von dem Querneigungswinkel abhängt.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit vom Längsneigungswinkel bewegliche Markierung eine Gerade ist, deren Richtung parallel zu einer der Achsen des Bildschirms des Empfängers der Drahtfernseheinrichtung bleibt.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit vomQuerneigungswinkel bewegliche Markierung von der in Abhängigkeit vom Längsneigungswinke! bewegliche Markierung verschieden ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit vom Querneigungswinkel bewegliche Markierung eine Gerade ist, deren Richtung senkrecht zu der in Abhängigkeit vom Längsneigungswinkel beweglichen Markierung bleibt.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Bildung einer sichtbaren Höhenanzeige auf dem Bildschirm des Empfängers der Drahtfernseheinrichtung vorgesehen sind.

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