DE2534968A1 - Bodennaehe-warnanordnung fuer flugzeuge - Google Patents
Bodennaehe-warnanordnung fuer flugzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bodennähe-Warnanordnung und insbesondere eine Warnanordnung, die während eines
Landeanflugs ein Bodennähe-Warnsignal erzeugt.
Es wurde bereits eine Bodennähe-Warnanordnung (vgl. US-PS 3 715 718) entwickelt, die aber nicht jede
denkbare gefährliche Situation bei der Endphase des Landeanflugs berücksichtigt. Beispielsweise wird der
Pilot nicht gewarnt, wenn sich das Flugzeug in voller Landekonfiguration befindet und im Begriff ist, kurz
vor der Start- und Landebahn aufzusetzen, wenn kein aktiver Instrumentenlandesystem (ILS)-Gleitweg zur Verfügung
steht.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Bodennähe-Warnanordnung anzugeben, die in der Landeanflugphase
572-(B OO 884-West-Germ. B 00 884/A) -DWBk
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eines Plugzeuges arbeitet, wenn kein ILS-Gleitweg vorhanden
ist, wobei das sog. "Plachennavigationssystem" ("Area Navigation System") in Verbindung mit einem
Bodenhöhen-Signal verwendet wird, damit das Plugzeug
nicht kurz vor der Start-.und Landebahn landet, und
wahreria
wobei zum sicheren Betrieb/der Flugzeug-Landung ein Mindestbodenabstand berechnet wird.
Die erfindungsgemäße Warnanordnung verwendet als Eingangssignal das Wegpunkt- oder "Landebahnschwellen-Abs
tands-Signal" (distance-to-waypoint signal) des Plächennavigationssystems, wodurch der Endpunkt der
Start- und Landebahn bezeichnet wird. Dieses Signal wird von einem Signal überlagert, das eine vorbestimmte
Entfernung, z.B. 0,5 Meilen darstellt, um unmittelbar vor dem Aufsetzen eine Fehlwarnung zu vermeiden.
Das überlagerte Landebahnschwellen-Abstands-Signal wird dann mittels eines Verstärkers maßstäblich in
ein Signal umgesetzt, das für jeden Punkt der Plugzeug-Landebahnanflugkurve einen Mindestbodenabstand darstellt.
Das den Mindestbodenabstand darstellende Signal wird von einem die Ist-Flugzeug-Bodenhöhe darstellenden
Signal subtrahiert; wenn das Differenzsignal negativ wird, erhält der Pilot ein Warnsignal.
Durch die Erfindung wird also eine Bodennähe-Warnanordnung angegeben, die auch während eines Landeanflugs
arbeitet, indem das Landebahnschwellen- bzw. Wegpunkt- bzw. Waypoint-Signal eines Plächennavigationssystems
zusammen mit einem Bodenhöhensignal verwendet wird, um für jeden Punkt während des Flugzeug-Landebahnanflugs
einen Mindestbodenabstand zu berechnen. Der
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Mindestbodenabstand wird dann mit der Flugzeug-Ist-Höhe verglichen, und falls er kleiner als ein Mindestwert ist,
wird ein Alarm ausgelöst.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Anflugkurve zur Start- und Landebahn,
zusammen mit einer berechneten Mindestbodenabstandskurve; und
Fig. 2 das Blockschaltbild einer Schaltung zur Berechnung
des Mindestbodenabstands.
Fig. 1 zeigt eine typische Anflugkurve 10 zum Ende der Start- und Landebahn lA. Auf der Horizontalachse 16
in der Darstellung ist die Entfernung vom Ende der Start-
und Landebahn in Seemeilen (1 Seemeile = 1,852 km) aufgetragen; auf der Vertikalachse l8 ist die Höhe in ft (Fuß)
über dem Ende 12 der Start- und Landebahn angegeben. Um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß eine Flugzeuglandung
kurz vor der Start- und Landebahn erfolgt, wird für jeden Punkt längs der Landekurve ein Mindestbodenabstand
festgelegt; dieser Mindestbodenabstand-Anflugweg
ist in Fig. 1 durch die Kurve 20 dargestellt. Wenn sich das Flugzeug dem Ende 12 der Start- und Landebahn
nähert, nimmt der Mindestbodenabstand wie dargestellt ab und erreicht näherungsweise 0,5 Meilen vom Ende der
Start- und Landebahn entfernt einen Punkt 22. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erhält
der Pilot jedesmal, wenn das Flugzeug unter den Mindestbodenabstand absinkt, ein Hör- oder Sicht-Warnsignal.
Die genaue Art des Mindestabstand-Anflugweges ist dadurch bestimmbar, daß in jedem Punkt des Anflugs eine
sichere Bodenhöhe beibehalten werden soll, während gleichzeitig die Anzahl der Fehlwarnungen möglichst klein ge-
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halten wird. Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin,
daß der Pilot innerhalb dieses Gleitweges normale Änderungen vornehmen darf, wobei er aber gleichzeitig immer gewarnt
wird, wenn das Plugzeug unter eine ungefährliche Mindesthöhe absinkt.
Dies wird im bevorzugten AusfUhrungsbeispiel der Erfindung
durch Verwendung des Landebahnschwellen-Abstands-Signals des Flächennavigationssystems erreicht. Die Erzeugung
und Art dieses Signals ist in der ARINC-Richtlinie 582-2 vom 2. August 1971 unter dem Titel "Mark II Air
Transport Area Navigation System" beschrieben und über die Firma
Aeronautical Radios, Inc., 2551 Riva Road, Annapolis,
Maryland, erhältlich.
Fig. 2 zeigt für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Berechnung
des Mindestabstand-Anflugweges 20 nach Fig. 1 und zur Erzeugung eines Warnsignals, wenn das Flugzeug während
einer Bodenannäherung unter den Mindestwert absinkt.
In der Schaltung nach Fig. 2 wird das Landebahn-S3hwellen-Abstands-Signal
über eine Leitung 24 eingespeist. Dieses Signal stellt den Abstand in Seemeilen zwischen dem Ende 12 der Start- und Landebahn und dem
Flugzeug dar und ist ein Eingangssignal für einen Addierer 26. Das andere Eingangssignal des Addierers 26 ist
ein durch eine Signalquelle 28 erzeugtes Konstantsignal und entspricht -0,5 Seemeilen. Die Zahlenwerte für die
Höhen und Entfernungen sind in diesem Zusammenhang selbstverständlich nur als beispielhaft anzusehen.
Das Ausgangssignal des Addierers 26, das als Eingangssignal
für einen Skalierverstärker 30 dient, stellt somit die Entfernung des Flugzeugs vom Ende der Start-
und Landebahn minus 0,5 Meilen dar. Die Verstärkung des
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Skalierverstärkers 30 ist auf ein Verhältnis eingestellt, das die Neigung der Mindestabstandskurve 20 nach Pig. I
angibt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt dieses Verhältnis beispielsweise 750/5,5 ft/Seemeilen.
Unter Verwendung dieses Verhältnisses hat die Kurve 20 in Fig. 1 einen Mindestabstand von Null ft, wenn das
Flugzeug 0,5 Meilen vom Ende der Start- und Landebahn entfernt ist, vgl. den Punkt 22 in Fig. 1. Wenn das
Flugzeug dagegen 4 Meilen vom Ende der Start- und Landebahn entfernt ist, beträgt der Mindestbodenabstand 750 ft.
Das Ausgangssignal des Skalierverstärkers 30 wird
als Eingangssignal für den invertierenden Eingang eines Addierers 32 verwendet. Das zweite Eingangssignal der
Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist ein Signal, das die Flugzeug-Bodenhöhe darstellt; es wird über eine Leitung
3^ eingespeist. Dieses Signal wird im Flugzeug normalerweise
mittels eines Funkhöhenmessers oder eines "abwärtsgerichteten" Radargerätes erzeugt, mit dem die
Laufzeit eines im Flugzeug erzeugten und am Boden reflektierten Funksignals gemessen wird. Dieses Signal
dient als zweites oder nicht invertiertes Eingangssignal für den Addierer 32. Der Addierer 32 erzeugt daraus ein
positiv bzw. negativ gerichtetes Signal, wenn die Flugzeug-Hohe größer bzw. kleiner als der Mindestabstand ist.
Ein Detektor 36 erzeugt abhängig vom Signal des Addierers
32 eine logische 0 bzw. 1, wenn die Ist-Bodenhöhe größer bzw. kleiner als der durch Kurve 20 in Fig. 1 dargestellte
und berechnete Mindestabstand ist. Das logische Signal des Detektors 36 dient als Eingangssignal eines
UND-Gatters 38. Das andere Eingangssignal des UND-Gatters 38 stammt aus einem Signalgenerator 40. Dieser Signalgenerator ^O spricht auf das Bodenhöhen-Signal auf der
Leitung 3^ an und erzeugt eine logische 1 auf einer
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Leitung 42, wenn die Plugzeug-Höhe kleiner als 750 ft ist, d.h. das Gatter 38 wird durchgeschaltet, wenn das
Plugzeug tiefer als 750 ft ist.
Im Normalbetrieb, wenn das Plugzeug einen Anflug durchführt und unter 750 ft absinkt, wird die Bodennähe-Warnanordnung
demnach über das Gatter 38 durchgeschaltet, und wenn das Plugzeug während des Anflugs
unter den berechneten Mindestabstand absinkt, wird auf einer Leitung 44 ein Signal erzeugt, das zur Auslösung
eines Alarms verwendet wird. Der Alarm selbst kann ähnlich zu dem in der US-PS 3 715 718 verwendeten
Alarm sein.
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Claims (12)
- 253A968- 7 Patentansprücheί 1./Bodennähe-Warnanordnung für Flugzeuge, mit LandeiSahnschwellen- und Bodenhöhen-Signalen zum Erzeugen eines Warnsignals beim Absinken unter einen Mindestbodenabstand,gekennzeichnet durcheinen auf das Landebahnschwellen-Signal ansprechenden Signalgenerator für ein Signal, das die Neigung eines Mindestbodenabstand-Anflugweges darstellt;einen Vergleicher zum Vergleichen des Signals des Signalgenerators mit dem Bodenhöhen-Signal; undeine auf den Vergleicher ansprechende Einrichtung zum Erzeugen eines Warnsignals, das das Absinken des Plugzeuges unter den Mindestbodenabstand anzeigt.
- 2. Warnanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Sperrglied, das verhindert, daß das Mindestbodenabstand-Warnsignal während eines vorbestimmten Landeabschnitts erzeugt wird.
- 3. Warnanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Überlagerungsglied (28) zum Überlagern des Landebahnschwellen-Signals, damit das Mindestbodenabstand-Warnsignal während eines vorbestimmten Landeabschnitts nicht erzeugt wird (Fig. 2).
- 4. Warnanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Schaltglied zum Durchschalten der Anordnung unterhalb einer vorbestimmten Höhe.
- 5. Warnanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch609818/06b0das Schaltglied mit:einer auf das Bodenhöhen-Signal ansprechenden Einrichtung (40) zum Erzeugen eines Durchschaltesignals, wenn das Plugzeug unterhalb einer vorbestimmten Höhe ist; undeinem auf das Schaltglied ansprechenden Gatter (38) zum Durchschalten des Warnsignals (Fig. 2).
- 6. Warnanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Signalgenerator mit einem Skalierverstärker (30) zum Erzeugen eines Signals, das proportional zu einem vorbestimmten Verhältnis ist (Fig. 2).
- 7. Warnanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis eine vorbestimmte Höhe geteilt durch eine vorbestimmte Entfernung vom Ende der Start- und Landebahn ist.
- 8. Bodennähe-Warnanordnung für Flugzeuge, mit Landebahnschwellen- und Bodenhöhen-Signalen zum Erzeugen eines Pilot-Warnsignals beim Absinken unter einen Mindestbodenabstand während eines Landeanflugs,gekennzeichnet durcheinen ersten Addierer (2β) zum Verknüpfen des Landebahnschwellefi-Signals (24) mit einem Überlagerungssignal (28);einen auf den ersten Addierer (26) ansprechenden Skalierer (30) zum Skalieren des Ausgangssignals des ersten Addierers (26) derart, daß ein Mindestbodenabstand-Anflugweg (20) definiert wird;einen zweiten Addierer (32) zum Subtrahieren des Ausgangssignals des Skalierers (30) vom Bodenhöhen-Signal (34);6098 18/0650253A9B8einen Detektor (36) zum Erzeugen eines ersten logischen Signals, wenn das Ausgangssignal des zweiten Addierers (32) negativ ist, und eines zweiten logischen Signals, wenn das Ausgangssignal des zweiten Addierers (32) positiv ist; undein Schaltglied zum Durchschalten eines Warnsignals unterhalb einer vorbestimmten Höhe (Pig. I, 2).
- 9. Warnanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagerungssignal (28) eine vorbestimmte Entfernung vom Ende der Start- und Landebahn darstellt.
- 10. Warnanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Skalierer (30) ein auf das Signal des ersten Addierers (26) ansprechender Verstärker ist (Fig. 2).
- 11. Warnanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung des Verstärkers proportional zum Verhältnis zwischen einer vorbestimmten Höhe und einer vorbestimmten Entfernung von der Start- und Landebahn ist.
- 12. Warnanordnung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch das Schaltglted mit:einer Logik (40) zum Erzeugen eines Schaltsignals, wenn das Plugzeug unter einer bestimmten Höhe ist; undeinem durch das Schaltsignal durchschaltbaren Gatter (38) zur Übertragung des Signals des Detektors (36) an eine Pilot-Alarmeinrichtung (Fig. 2).609818/0650eerseife
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