DE3850088T2

DE3850088T2 - Integriertes, primäres Fluganzeigeinstrument.

Info

Publication number: DE3850088T2
Application number: DE3850088T
Authority: DE
Inventors: Michael L Konicke; James C Loesch; James E Veitengruber
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1988-01-15
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2008-06-24
Also published as: US4860007A; DE3850088D1; EP0324195A2; EP0324195A3; EP0324195B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Flugdisplays, und im besonderen eine verbesserte primäre Flugdisplayeinrichtung zum Optimieren der Koordination und Integration zwischen Displayelementen. Ein Flugdisplay, das die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 hat, ist aus US-A-3 545 269 bekannt.
Vielfältige Flugdateninstrumente nehmen notwendigerweise einen großen Teil an Raum auf einem Flugzeugbedienungsfeld ein und erfordern eine beträchtliche Konzentration und verhältnismäßige lange Augenabsuchentfernungen auf Seiten des Piloten beim angemessenen Beobachten aller Instrumente. Infolgedessen sind integrierte primäre Flugdisplays entwickelt worden, welche Luftdaten und grundsätzliche Fluginformation auf der Fläche einer verhältnismäßig kleinen Kathodenstrahlröhre kombinieren. Jedoch haben solche primäre Flugdisplays die Tendenz, lediglich Daten für die gleichzeitige Darstellung in demselben kleinen Bereich anzuhäufen, ohne notwendigerweise die verschiedenen Displayskalen in einer Art und Weise zu koordinieren, welche den Pilot beim Fliegen des Flugzeugs unterstützt. Außerdem werden nicht immer minimale Absuchabstände zwischen den verschiedenen Instrumentenskalen erreicht.
Eine Methode des Standes der Technik zum Minimieren von Absuchabständen zwischen verschiedenen Instrumentenskalen ist in der oben erwähnten Veröffentlichung US-A- 3 545 269 offenbart, welche einen Höhenanzeiger und einen Vertikalgeschwindigkeitsanzeiger zeigt, von denen jeder als eine vertikale Skala gestaltet ist und die einander benachbart plaziert sind. Der Höhenanzeiger ist ein Anzeiger mit sich bewegender Skala, der einen ortsfesten Zeiger hat, wohingegen der Vertikalgeschwindigkeitsanzeiger eine ortsfeste Skala und einen sich bewegenden Zeiger hat. Der ortsfeste Zeiger des Höhenanzeigers stimmt mit der Null-Anzeige des Vertikalgeschwindigkeitsanzeigers überein. Ein Pilot kann einen glatten Übergang von einer gegenwärtigen Höhe zu einer gewählten Höhe dadurch durchführen, daß er den bewegbaren Zeiger des Vertikalgeschwindigkeitsanzeigers fluchtend mit der gewählten Höhe hält. Sowohl der Höhenanzeiger als auch der Vertikalgeschwindigkeitsanzeiger haben logarithmisch beabstandete Kennungen.

Abriß der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Flugdisplay der oberen beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, welches für verbesserte Pilotenkenntnis der vertikalen Situation des Flugzeugs und verbesserten Übergang von einer gegenwärtigen Höhe zu einer gewählten Höhe sorgt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 erreicht. Durch Vorsehen einer linearen Höhenskala bekommt der Pilot eine klare Anzeige der augenblicklichen Höhe des Flugzeugs. Die Winkelbewegung des Zeigers des Vertikalgeschwindigkeitsanzeigers, die der Linearbewegung auf der Vertikalhöhenskala folgt, sorgt für ein glattes Abflachen an dem Ende eines Höhenübergangsmanövers.
Bevorzugte Ausführungsformen des Flugdisplays gemäß der vorliegenden Erfindung bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 10. Sowohl die Gestaltung als auch das Verfahren des Betriebs des Flugdisplays der Erfindung zusammen mit weiteren Vorteilen und Zielen desselben können am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, betrachtet in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, worin sich gleichartige Bezugszeichen auf gleichartige Elemente beziehen, verstanden werden.

Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines integrierten primären Flugdisplays, das gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt wird,
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines Gesamtdatensystems gemäß der vorliegenden Erfindung, welches eine integrierte Displayeinheit enthält, und
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der Displayformatschaltung in Fig. 2.

Detaillierte Beschreibung

Fig. 1 veranschaulicht ein Display, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist und entsprechend ein Displayfeld umfaßt, das auf einem Kathodenstrahlenröhrenschirm dargeboten wird, d. h. auf dem Schirm der Kathodenstrahlenröhre 12 in Fig. 2. Das Displayfeld ist in eine Anzahl von Anzeigern oder Anzeigebereiche 14, 16, 18, 20 und 22 unterteilt, welche zum Vorsehen einer klaren Abgrenzung zwischen denselben schattiert sind. Diese Schattierung, die hellgraue Hintergrundbereiche umfaßt, wird durch Rasterabtastung der Kathodenstrahlenröhre 12 erzeugt.
Ein erster Bereich 14 umfaßt einen mittig liegenden elektronischen Fluglagedirektoranzeiger, welcher in der Form im wesentlichen rechteckig ist, wobei er eine mittige Justierbox 24 hat, die die Flugzeuglängsachse in dem Zentrum der Box repräsentiert. Auf jeder Seite davon sind konventionelle, stationäre Flugzeugsymbole 26 und 28. Ein künstlicher Horizont ist mittels der Linie 30 zwischen einem oberen, heller schattierten Bereich, der den Himmel repräsentiert, und einem unteren, dunkleren Schattierungsbereich für den Boden vorgesehen. Die Gesamtdarstellung mittels des elektronischen Fluglagedirektoranzeigers 14 ist im wesentlichen konventionell.
Benachbart und längs der linken Seite des Fluglagedirektoranzeigers 14 befindet sich eine Eigengeschwindigkeitsdarstellung 16, umfassend eine vertikal ausgerichtete bewegbare Skala oder ein vertikal ausgerichtetes bewegbares "Band", die bzw. das Gradteilungen, welche Eigengeschwindigkeitswerte repräsentieren, längs der rechten Seite derselben bzw. desselben hat, d. h. auf der Seite, die dem Fluglagedirektoranzeiger 14 benachbart ist. Der Eigengeschwindigkeitsanzeiger umfaßt weiter einen ortsfesten Zeiger 32, welcher einwärts nach der Eigengeschwindigkeitsskala zu wie auch nach der Mitte des Fluglagedirektoranzeigers zu zeigt. Der Zeiger ist mit einem Fenster 34 versehen, das die Eigengeschwindigkeit in Ansprechung auf die Instrumentierung des Flugzeugs digital anzeigt. Wenn sich die Eigengeschwindigkeit ändert, bewegt sich die Skala oder das Band vertikal relativ zu dem Zeiger 32, welcher fortfährt, nach der Justierbox 24 zu zu zeigen. Das Band stellt einen Bereich von Geschwindigkeitswerten oberhalb und unterhalb der gegenwärtigen Geschwindigkeit dar, z. B. zwischen 80 und 200 Knoten in der speziellen Darstellung, wobei die Zahlen unmittelbar links von den entsprechenden Skalengraduierungen angeordnet sind. Bereiche der Skala oder des Bands über und unter dem sichtbaren Bereich sind von der Darstellung ausgeblendet. Darüberhinaus ist die Skala an dem Ort des Fensters 34, welches die numerische Ziffernanzeige der gegenwärtigen Geschwindigkeit als eine "durchlaufende" Zahl liefert, ausgeblendet. Der rechte Skalenrand des Bands wird durch den Zeiger 32 oder das Fenster 34 nicht versperrt.
Der Eigengeschwindigkeitsanzeiger umfaßt weiter einen vom Piloten kontrollierten Markierer oder "Käfer" 36, der aus einem Paar von benachbarten Horizontallinien besteht, wobei der gegenwärtige Wert der gewählten Eigengeschwindigkeit (z. B. 135 Knoten) numerisch an dem Ort 38 über der Eigengeschwindigkeitsdarstellung dargestellt wird. Wenn die gewählte Eigengeschwindigkeit erreicht wird, erreicht der Markierer oder "Käfer" den Zeiger 32. Der Markierer 36 hat eine geparkte Position an dem oberen Ende des Anzeigers 16 und an dem unteren Ende des Anzeigers 16, wenn die gewählte Eigengeschwindigkeit außerhalb der durch das Eigengeschwindigkeitsband abgebildeten Werte ist, und zu einem solchen Zeitpunkt erscheint nur einer der horizontalen Markierer an dem Ende des Bands. Die Mach-Zahl wird an dem Ort 40 an dem unteren Ende des Bands dargestellt.
Der Anzeiger 18 für den Flugzeugsteuerkurs umfaßt einen rasterschattierten Bereich, der die Form eines Abschnitts eines Kreises oder einer Kompaßrose hat, welche für den Betrachter leicht verständlich ist. Der Anzeiger 18 ist mit einer Gradskala längs des oberen, bogenförmigen Bereichs desselben benachbart dem Fluglagedirektoranzeiger 14 versehen, und wie bei dem vorher beschriebenen Anzeiger 16 bewegt sich die Skala des Steuerkursanzeigers 18 mit Bezug auf einen mit 42 bezeichneten ortsfesten Zeiger, welcher nach aufwärts nach der Mitte des Displays zu gerichtet ist. Unmittelbar unter dem Zeiger 42 befindet sich ein Fenster 44, das den augenblicklichen Steuerkurs digital anzeigt. Für anderes, als es der Abschnitt des in Fig. 1 dargestellten Steuerkursdisplays ist, ist die Kompaßrose ausgeblendet, und sie ist auch an dem Ort des Fensters 44 ausgeblendet, wo die numerische Ausgabe dargeboten wird. Jedoch versperren weder der Zeiger noch das Fenster die obere Skala.
In Ansprechung auf die Steuerkursinformation von der Flugzeuginstrumentierung stellt das Fenster 44 den Steuerkurs, entweder den wahren Steuerkurs oder den magnetischen Steuerkurs, in Grad dar, während die Skala an dem oberen bogenförmigen Rand des Anzeigers auch in Ansprechung auf die Instrumentierung derart positioniert wird, daß der ortsfeste Zeiger 42 zu den korrekten Kennungen zeigt, wie sie durch die Zahlen identifiziert werden, die in Zehn-Grad- Intervallen unterhalb der Skala dargestellt sind. In Ansprechung auf eine Änderung in der Steuerkursinformation scheint sich der Anzeiger 18 zu drehen, und die digitale Ausgabe im Fenster 44 ändert sich angemessen.
Ein Nachteil der Darstellung mit einem Kompaßrosentyp in einem beschränkten Raum auf einem primären Flugdisplay könnte das Fehlen von Empfindlichkeit auf dem frei liegenden Bogen sein. Um die Empfindlichkeit und den Betrag des frei liegenden Bogens auf der Steuerkursskala zu optimieren, wird eine andere als eine Eins-zu-Eins-Beziehung zwischen der aktuellen Bogenlänge in Grad und den markierten Kennungen in Grad angewandt. Die Fünf- und Zehn-Grad-Winkelpositionen auf einem aktuellen Bogen in einem kleinen Raum sind zu nahe zusammen, um die gewünschte Empfindlichkeit und Lesbarkeit der Skala zu liefern. Im vorliegenden Falle sind die Zehn-Grad-Indices auf der Skala des Anzeigers 18 aktuell 15,6 Grad auf dem realen Bogen auseinander. In einer speziellen Ausführungsform werden die Zehn- Grad-Sektoren des Displays des Anzeigers 18 benachbart erzeugt und dargestellt, wie sie benötigt werden, wobei sieben bis neun Sektoren zu jedem Zeitpunkt erzeugt werden. Obwohl die Graphiken für sechsunddreißig solcher Sektoren im Graphikspeicher verfügbar sind, ist ersichtlich, daß sie insgesamt merklich mehr als 360-Displaygrade sein würden.
Zum Bestimmen der Skalendehnung, wie sie bei einem speziellen Display angewandt sein kann, wird der verfügbare Raum ermittelt, und die Anzahl von Graden des Steuerkurses, von denen gewünscht wird, daß sie dargestellt werden, wird spezifiziert. Die aktuelle Anzahl von physikalischen Graden des Bogens, der auf dem Display verfügbar ist, ist
Φ = 180-2[sin&supmin;¹[(r-h)/r]],
worin h die aktuelle vertikale Höhe des Anzeigers 18 in der Mitte desselben ist, und r ist der physische Radius des bogenförmigen oberen Rands des Anzeigers 18.
Wenn die gewünschte Spreizung in Grad, G, angenommen 69º, ist, und wenn in dem speziellen Fall h = 0,9 und r = 2,2, dann gilt
Φ = 180-2[sin&supmin;¹[(2,2-0,9)/2,2]]
Φ = 107,60
dann ist
Φ/R = 107,6/69 = 1,56.
Daher werden auf dem Anzeiger für je 10 aktuelle Grade des physischen Bogens in dem speziellen Beispiel 15,6º dargestellt.
Es ist ersichtlich, daß der Anzeiger 18 einen aktuellen Radius von einem scheinbaren Krümmungszentrum unterhalb der Steuerkursskala hat, wobei dieser Radius in dem obigen Ausdruck gleich r ist. Jedoch ist auch ersichtlich, daß die Maßteilungen längs der Steuerkursskala für die Anzeige von Graden des Steuerkurses einen Abstand haben, welcher größer als der Winkel ist, der an einem solchen scheinbaren Krümmungszentrum durch den bogenförmigen Abstand zwischen den Maßteilungen begrenzt wird.
Ein weiterer, vertikal angeordneter Anzeiger 20 befindet sich benachbart der rechten Seite des Fluglagedirektoranzeigers 14 in Fig. 1 und ist mit einer Höhenskala längs der linken Seite desselben versehen, d. h. benachbart dem Anzeiger 14. Der Anzeiger 20 ist weiter mit Höhenzahlen rechts von angemessenen Kennungen auf der Skala versehen. Der Anzeiger ist vom Typ der sich bewegenden Skala oder des sich bewegenden Bands, worin sich die Skala mit Bezug auf einen festen Zeiger 46 bewegt, wenn sich die Höhe des Flugzeugs ändert. Der ortsfeste Zeiger 46 umfaßt ein benachbartes Fenster, innerhalb dessen die korrekte Höhe in der Art und Weise von durchlaufenden Zahlen digital dargestellt wird. Demgemäß ändern sich, wenn sich die Höheninformation von der Flugzeuginstrumentierung her ändert, sowohl die numerischen Kennungen im Fenster 48 als auch die Position des darunterliegenden Bands entsprechend.
Höhenkennungen für Höhen oberhalb und unterhalb des auf der sichtbaren Skala oder des sichtbaren Bands abgebildeten Bereichs, hier angenähert 800 Fuß, sind ausgeblendet, wie es die Skala unter dem Fenster 48 ist. Der Zeiger 46 und das Fenster 48 blockieren nicht die Ansicht der Kennungen längs der linken Seite des Anzeigers 20, sondern zeigt fest nach solchen Kennungen hin und auf das Zentrum des Fluglagedirektoranzeigers 14.
Der Höhenanzeiger 20 umfaßt weiter einen Markierer oder "Käfer", welcher vom Piloten längs der linken Seite der Skala positionierbar ist. Zwei Arten von Markierern sind in Fig. 1 veranschaulicht, aber es versteht sich, daß normalerweise nur einer von diesen in einem aktuellen Display verwendet würde. Der Markierer 48 repräsentiert eine vom Piloten gewählte Höhe, welche sich außerhalb der Skala des Anzeigers 20 befindet und numerisch am Ort 50 dargestellt ist, z. B. in diesem Falle 12.000 Fuß. Der Markierer 48 ist in einer geparkten Position gezeigt, wobei nur eine von zwei horizontalen Linien dargestellt ist, da sich die gewählte Höhe außerhalb der Skala befindet. Wenn die gewählte Höhe innerhalb der dargestellten Skala wäre, würde der Markierer 48 als zwei horizontale Linien in der Art und Weise des Markierers 36, der mit der Eigengeschwindigkeitsskala zusammenwirkt, dargestellt werden.
Ein zweiter kastenartiger Markierer oder Käfer 52, der einen mittig einwärts gerichteten Zeiger 54 hat, ist auch dargestellt, welcher vom Piloten längs des linken Rands der Skala positionierbar ist, wobei der Pfeil 54 in Rechenschieberweise auf eine gewünschte Höhe zeigt. Die digitale Auslesung in der Position 56 an dem unteren Ende des Anzeigers 20 repräsentiert die barometrische Einstellung in Zoll Quecksilbersäule.
Das Display der Fig. 1 umfaßt außerdem einen Vertikalgeschwindigkeitsanzeiger 22, der in tausenden Fuß pro Minute geeicht ist, längs der linken Seite desselben, benachbart dem Anzeiger 20. Der den Anzeiger 22 enthaltende schattierte Bereich ist etwas trapezförmig in der Form, wobei er sich nach dem Anzeiger 20 zu verbreitert, und er ist mit einem bewegbaren Zeiger 58 versehen, der dazu geeignet ist, die gegenwärtige Vertikalgeschwindigkeit des Fluglinken Seite des Anzeigers 22 anzuzeigen. Die zuletzt erwähnte Skala ist in der Position ortsfest. Der Zeiger 58 ist winkelförmig von einem scheinbaren Ursprung rechts der Skala her, von welchem sich der Zeiger radial nach auswärts zu erstrecken scheint, bewegbar. Der Zeiger 58 zeigt nicht nur auf Kennungen längs der linken Seite der ortsfesten Vertikalgeschwindigkeitsskala des Anzeigers 22, er wird auch dazu verwendet, nach einer gewählten Höhe auf der Höhenskala des Anzeigers 20, die hier durch den vorerwähnten Markierer oder Käfer 52 identifiziert ist, hin zu zeigen.
Nachdem der Pilot eine gewünschte Höhe gewählt hat und der Markierer 52 dieselbe identifiziert, kann die Vertikalgeschwindigkeit des Flugzeugs so gesteuert werden, daß der Zeiger 58 nach der gewählten Höhe zu zeigt, und unter diesen Umständen ist die Vertikalgeschwindigkeit optimal für das Ausnivellieren in der gewünschten Höhe. Es ist ersichtlich, daß, wenn man der gewünschten Höhe nahekommt und wenn die Vertikalgeschwindigkeit des Flugzeugs so gesteuert wird, daß der Zeiger 58 fortfährt, nach dem Markierer 52 zu zu zeigen, während sich der letztere nach abwärts bewegt, die Vertikalgeschwindigkeit des Flugzeugs abnimmt oder das Flugzeug in der Vertikalrichtung verzögert, wodurch die gewünschte Höhe in einer optimierten Art und Weise erreicht wird.
Als ein zusätzliches Merkmal des Anzeigers 22 ist die Vertikalgeschwindigkeitsskala nach Null-Vertikalgeschwindigkeit zu gedehnt, um die richtige Verzögerung nach der gewünschten Höhe hin zu verbessern. In einer speziellen Ausführungsform ist die Skala, die weiter weg von dem Null- oder Mittelvertikalgeschwindigkeitsindex komprimiert ist, zwischen Kennungen, die durch Zahlen links von den Kennungen identifiziert sind, stückweise linear. Der Anzeiger 20 kann mit einem weiteren Markierer oder Käfer 59 versehen sein.
Es ist im Hinblick auf das Erreichen einer gegeben Änderung in der Höhe als vorteilhaft gefunden worden, daß die Vertikalgeschwindigkeit angenähert das dreifache der Änderung in der gewünschten Höhe ist, wenigstens für Vertikalgeschwindigkeiten zwischen null und eintausend Fuß pro Minute. Die Beziehung der Skala des Anzeigers 22 zu der Skala des Anzeigers 20 ist dazu geeignet, dieses Ergebnis zu erreichen, wie aus den Vergleichen der Skalen erkennbar ist. Beim Koordinieren der beiden Skalen ist es generell wünschenswert, daß die Höhenskala des Anzeigers 20 im Hinblick auf den Kennungsabstand für eine beste Lesbarkeit und Leistungsfähigkeit des Piloten optimiert ist, während die Skala des Anzeigers 22 entsprechend angepaßt ist. Der numerische Wert der augenblicklichen Vertikalgeschwindigkeit wird an dem Ort 60 über der Vertikalgeschwindigkeitsskala dargestellt.
Andere Merkmale des Displays der Fig. 1 umfassen Flugmodus-Signalanlagenauslesungen 62, 64 und 66 in der oberen Mitte des Displays. Die drei Spalten sind für den Autodrosselstatus, Lateralmodusstatus und Vertikalmodusstatus reserviert. Es wird bemerkt, daß diese Angaben in einer Reihenfolge angeordnet sind, welche den Spalteninhalt dem Displaymerkmal in nächster Nähe zuordnet. Im besonderen ist der Autodrosselmodus dem Geschwindigkeitsband am nächsten, der Vertikalmodus ist dem Höhenband am nächsten und der Lateralmodus befindet sich in der Mitte, die sich auf die Querlageskala oder den Steuerkursanzeiger bezieht. Die Flugdirektor-, Autopilot- und Autolandestatusangaben werden am Ort 68 unmittelbar über dem Fluglagedirektoranzeigerzentrum dargestellt, was ein sehr kurzes Absuchen erfordert.
Um die Größe des Fluglagedirektoranzeigers 14 zu maximieren, sind die Landekursbaken- und Gleitneigungsskalen und -zeiger innerhalb der Himmel/Erde-Schattierung des Anzeigers 14 positioniert. Die Landekursbaken- und Gleitneigungsskalen erscheinen nicht, wenn nicht ein Instrumenten- Anflug im Fortschreiten ist. Die Gleitneigungsskala 70 entlang der rechten Seite und gerade innerhalb der Grenze des Fluglagedirektoranzeigers 14 ist mit einem diamantförmigen Markierer 72 versehen, welcher zum Anzeigen der Gleitneigungsabweichung vertikal mit Bezug auf die Skala bewegbar ist. Die Landekursbakenskala 74, die gerade innerhalb der Fluglagedirektoranzeigerschattierung entlang dem unteren Rand derselben ist, ist entsprechen mit einer diamantförmigen Markierung 76 zum Anzeigen der Abweichung von dem Verlauf eines speziellen Landekursbakenbündels, dem das Flugzeug folgt, versehen. Die Angabe bei 78 liefert eine Markiererbakenanzeige, z. B. OM für äußerer Markierer.
Es sei auf Fig. 2 Bezug genommen, die ein Blockschaltbild eines Gesamtflugzeugfluginstrumentendatensystems umfaßt, das eine integrierte Displayeinheit gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, wobei das Datensystem eine Anzahl von konventionellen Eingängen empfängt. Diese Eingänge sind bezeichnet mit ADC für Luftdatencomputer, FCC für Flugsteuercomputer, IRS für Trägheitsbezugssystem, ILS/FUNK für Instrumentenlandesystem und Funk, SWC für Überziehwarncomputer, FUNK-HÖHE für Funkhöhenmesser, und EFIS STEUERTAFEL für die elektronische Hauptfluginstrumentensteuertafel. ADC spricht auf Luftdatensensoren zum Liefern von Höheninformation, Eigengeschwindigkeitsinformation, Barometerdruck- und Vertikalgeschwindigkeitsinformation an. Der FCC oder Autopilot liefert Flugdirektorbefehle, Autopilotbefehle und Flugmodusangaben 64 und 66 in Fig. 1. Weiterhin liefert die Autopilotensteuertafel ausgewählte Werte, wie einen ausgewählten Steuerkurs, eine ausgewählte Höhe, eine ausgewählte Eigengeschwindigkeit und eine ausgewählte Vertikalgeschwindigkeit.
Steuerkursinformation, Übergrundkursinformation, Nicken, Rollen und Inertialvertikalgeschwindigkeit werden von dem IRS abgeleitet. Der SWC liefert Überziehangaben und betreibt den Nickgrenzenanzeiger auf dem Fluglagedirektoranzeiger. Er betreibt auch die Stick-Schüttler- und Magneto- Widerstandskopf-Information, die nicht dargestellt sind. Die EFIS-Steuertafel wird dazu verwendet, die Entscheidungshöhe, die minimale Sinkhöhe und die barometrische Einstellung einzugeben, und sie weist außerdem Kippschaltermittel zum Herbeischaffen von Meßinstrumentskalen auf, die nicht gezeigt sind.
Die beschriebenen Eingänge sind an jede von drei redundanten elektronischen Schnittstelleneinheiten 82 angekoppelt, EIU L für elektronische Schnittstelleneinheit Links, EIU C für elektronische Schnittstelleneinheit Mitte und EIU R für elektronische Schnittstelleneinheit Rechts. Diese EIUs übermitteln die gelieferte Eingangsinformation zur integrierten Displayeinheit 84 und umfassen Speichereinheiten zum Speichern der Daten: Die drei EIUs sind auch mit "Quersprech"-Verbindungen (nicht gezeigt) für den Vergleich von Instrumentationsdaten versehen. Wenn die in einem der EIUs gespeicherte Information unterschiedlich von den anderen beiden ist, wird solche Information nicht zu Arinc-Empfängern in der integrierten Displayeinheit 84 übermittelt. Die EIUs 82 empfangen auch Information von dem Arinc-Sender 88 in der integrierten Displayeinheit 84 zum Koordinieren der Information von dem Quellenwählschalter 90 und dem Magnetisch/Wahr-Schalter 92, die separate Eingangsgrößen zu diskreten Empfängern 94 liefern. Die Arinc-Empfänger 86 empfangen außerdem Eingangsgrößen vom redundanten Flugmanagementcomputer, links (FMC L) 96 und Flugmanagementcomputer, rechts (FMC R) 98, wobei letzterer Autodrosselflugmodusangabeinformation 62 in Fig. 1, wie auch Information, welche zusätzliche Geschwindigkeits"Käfer" (nicht gezeigt) und maximale Betriebsgeschwindigkeit betrifft, liefert. Die Eingangsschaltung, welche die Empfänger 86 und 94 und den Sender 88 umfaßt, ist Standard.
In der integrierten Displayeinheit 84 empfängt die Quellenwahllogik 100 Daten und Wahlinformation von den Empfängern 86 bzw. 94 und schaltet die Information für den gewählten Typ von Display zum Signalprozessor 102, welcher einen programmierten Mikroprozessor zum Steuern der integrierten Displayeinheit umfassen kann. Der Prozessor 102 liefert Rückkopplungsinformation zum Arinc-Sender 88 und liefert auch seine Hauptausgangsdaten zur Displayformatschaltung 104 für das Betreiben der Kathodenstrahlröhre 12.
Es sei auf Fig. 3 Bezug genommen, welche die Displayformatschaltung 104 und den Signalprozessor 102 der Fig. 1 vollständiger zeigt, wobei der vorerwähnte Prozessor 102 Eingangsdaten empfängt und Ausgangsrückkopplung am Port 105 über den Bus 106 liefert. Der Prozessor, der unter Standardroutinen arbeitet, die in einem Nurlesespeicher (ROM) 112 gespeichert sind, hält einen Satz von Graphikdisplaylisten aufrecht, welche in einen Speicher mit wahlfreiem Zugang (RAM) 108 gespeichert sind. Jede Displayliste umfaßt einen Satz von Instruktionen zum Erzeugen einer Graphikdarstellung von einem Teil eines Anzeigers 14 bis 22 der Fig. 1 auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 12. Wann immer der Signalprozessor 102 Eingangsdaten über den Bus 106 empfängt, die einen Wert befördern, der auf einem der Anzeiger dargestellt werden soll, oder Information befördern, aus welcher der Signalprozessor 102 einen darzustellenden Wert berechnen kann, ändert der Signalprozessor die angemessenen Displaylisten, die im RAM 108 gespeichert sind, so, daß eine erzeugte Darstellung einen solchen Wert anzeigt. Für die Darbietung der sich bewegenden Skalen oder "Bänder" werden angemessenen Berechnungen von dem Prozessor 102 unternommen. Z.B. werden bezüglich der empfangenden Höheninformation Subtraktionen zum Befehlen des Startwerts des endenden Werts des Höhenbands, wie es auf dem Display der Fig. 1 erscheint, durchgeführt. Natürlich werden die durchlaufenden Ziffern im Ausgabefenster 48 entsprechend aktualisiert.
Wenn der Signalprozessor eine Displayliste ändert, überträgt er die geänderte Displayliste zu dem Displaylistenprozessor 110. (Der Displaylistenprozessor 110 ist geeigneterweise ein separater gewidmeter Prozessor oder ein Allgemeinzweckprozessor, aber es ist erkennbar, daß die Funktion des Displaylistenprozessors auch direkt durch den Prozessor 102 implementiert sein kann.) In Ansprechung auf eine Displayliste erzeugt und überträgt der Prozessor 110 eine Aufeinanderfolge von Displaysteuerdaten entweder zu einem Rahmenpuffer 114 oder einem Strichgenerator 116 zur Speicherung darin. Das Anzeigerdisplay der Fig. 1 wird auf einem Schirm der Kathodenstrahlröhre 12 durch eine Ablenk- und Z-Achsen-Steuerschaltung 118 erzeugt, welche die Bewegung und Intensität eines Elektronenstrahls innerhalb der Kathodenstrahlröhre 12 steuert. Der Rahmenpuffer 114 und der Strichgenerator 116 steuern abwechselnd die Strahlauslenkung- und -intensität des Strahls zu der Schaltung 118 übertragene Signale, so daß sie eine Darstellung gemäß den Displaysteuerdaten von dem Displaylistenprozessor 110 liefern.
Die Displaylisten definieren Darstellungen in einer von zwei Weisen. Die Schattierung der Hintergrundbereiche der Anzeiger 14 bis 22 wird auf einer Bildelement-um-Bildelement-Basis durch Bildelementdaten bestimmt, die in einem Bitkartenspeicher innerhalb des Rahmenpuffers 114 gespeichert sind. Displaylisten, welche die Darstellung von solchen schattierten Bereichen definieren, umfassen Instruktionen, die es dem Displaylistenprozessor sagen, welche Bildelemente auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 12 erleuchtet werden sollen. Wenn der Displaylistenprozessor 110 eine Displayliste dieser Art empfängt, überträgt er eine Aufeinanderfolge von Adressen- und Bildelementdaten zum Rahmenpuffer 114, wobei die Bildelementdaten in der Bitkarte innerhalb des Rahmenpufferspeichers 114 an Adressen gespeichert werden, die durch die Adressendaten angegeben sind. Der Rahmenpuffer 14 steuert periodisch die Ablenk- und Z-Achsen-Steuerschaltung 118 in einem Rasterabtastmodus, um die Beleuchtung von Bildelementen auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre 12 entsprechend den Daten in dem Bitkarten-RAM so einzustellen, daß die angemessenen schattierten Hintergründe erzeugt werden. Rahmenpuffer zum Vorsehen der Rasterabtaststeuerung einer Kathodenstrahlröhre in Ansprechung auf eingegebene, in einer Bitkarte untergebrachte Bildelementdaten sind gut bekannt und werden allgemein verwendet.
Eine Displayliste kann auch eine Darstellung von Flächen und Linien eines Anzeigers der Fig. 1 durch Angeben einer Aufeinanderfolge von Strichen des Elektronenstrahls innerhalb der Kathodenstrahlröhre 12, die zum Erzeugen solcher Zeichen und Linien benötigt werden, definieren. In Ansprechung auf eine solche Displayliste überträgt der Displaylistenprozessor 110 eine Aufeinanderfolge von Vektordaten zum Strichgenerator 116. Der Strichgenerator 116 speichert diese Vektordaten und bewirkt periodisch, daß der Strahl in der Kathodenstrahlröhre 12 die Zeichen und Linien, die durch die gespeicherten Vektordaten angegeben sind, in einer gut bekannten Art und Weise auswobbelt.
Demgemäß arbeiten der Rahmenpuffer 114 und der Strichgenerator 116 dahingehend, daß sie eine Vektordarstellung, die über eine Bitkartendarstellung überlagert ist, liefern. Obwohl es für jene, die auf dem Fachgebiet erfahren sind, ersichtlich ist, daß die Zeichen und Linien, die von dem Strichgenerator 116 erzeugt werden, auch durch geeignete Einstellung der Bildelementdaten, die an den Rahmenpuffer 114 geliefert werden, erzeugt werden könnten, sind Zeichen und Linien, die auf einer Kathodenstrahlröhre mittels eines Strichgenerators erzeugt werden, typischerweise leuchtender als jene, die von einem mit Bitkarte versehenen Display geliefert werden.
Es versteht sich, daß, obwohl die Einrichtung der Fig. 3 dahingehend erläutert ist, daß sie eine einfarbige Darstellung erzeugt, sie angepaßt sein kann, durch angemessenes Auswählen der Elemente 12, 114, 116 und 118 und der im ROM 112 gespeicherten Graphikfirmware eine Farbdarstellung zu erzeugen.

Claims

1. Flugdisplay (84) für ein Flugzeug, umfassend:

ein Mittel, das ein Displayfeld definiert,

ein Höhenanzeiger (20) auf dem Displayfeld, umfassend eine Skala, die relativ zu einem ortsfesten Zeiger (46) bewegbar ist, und ein auf Höheninformation von dem Flugzeug ansprechendes Mittel zum Bewegen der Skala relativ zu dem Zeiger (46), um die korrekte Höhe anzuzeigen,

eine ortsfeste Vertikalgeschwindigkeitsskala (22) benachbart dem Höhenanzeiger (20) auf dem Displayfeld, umfassend einen relativ bewegbaren Zeigen (58), der sowohl nach der Vertikalgeschwindigkeitsskala (22) als auch der Höhenskala (20) zu gerichtet ist, und

ein auf die Vertikalgeschwindigkeitsinformation von dem Flugzeug ansprechendes Mittel zum Bewegen des bewegbaren Zeigers (58), dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenskala eine lineare Skala ist und der bewegbare Zeiger (58) der Vertikalgeschwindigkeitsskala (22) von einem scheinbaren Ursprung auf der von dem Höhenanzeiger (20) entfernten Seite der Vertikalgeschwindigkeitsskala (22) aus winkelförmig bewegbar ist.

2. Flugdisplay (84) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalgeschwindigkeitsskala (22) zwischen Gradteilungen nach Null-Vertikalgeschwindigkeitsanzeige zu benachbart dem ortsfesten Zeiger (46) des Höhenanzeigers (20) gedehnt ist.

3. Flugdisplay (84) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalgeschwindigkeitsskala (22) zwischen Kennungen, die durch Zahlen identifiziert sind, stückweise linear ist.

4. Flugdisplay (84) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen vom Piloten längs der Höhenskala (20) positionierbaren Markierer (52) für eine gewählte Höhe, wobei der Markierer (52) mit der Höhenskala (20) bewegbar ist, wodurch der Pilot den bewegbaren Zeiger (58) der Vertikalgeschwindigkeitsskala (22) zum glatten Verzögern des Flugzeugs zu einer gewählten Höhe in einer optimierten Art und Weise, wenn die gewählte Höhe mit dem ortsfesten Zeiger übereinstimmt, im wesentlichen kontinuierlich nach dem Markierer (58) zu führen kann.

5. Flugdisplay (84) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Fenster (48) zum digitalen Display der Höhe des Flugzeugs, das sich benachbart dem ortsfesten Zeiger (46) auf der Höhenskala (20) befindet.

6. Flugdisplay (84) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch:

einen Fluglagedirektoranzeiger (14), der sich mittig auf dem Displayfeld benachbart dem Höhenanzeiger (20) und auf der von der Vertikalgeschwindigkeitsskala (22) entfernten Seite des Höhenanzeigers (20) befindet,

einen vertikal angeordneten Eigengeschwindigkeitsanzeiger (16) auf der Seite des mittigen Fluglagedisplayanzeigers (14), die entgegengesetzt dem Höhenanzeiger (20) ist, umfassend eine Eigengeschwindigkeitsskala, die relativ zu einem ortsfesten Zeiger (32) bewegbar ist, der mit einem benachbarten Fenster (34) zum digitalen Display versehen ist, und ein auf die Eigengeschwindigkeit des Flugzeugs ansprechendes Mittel zum Bewegen der Eigengeschwindigkeitsskala (16) relativ zu dem ortsfesten Zeiger (32) und Erzeugen des digitalen Displays für das Fenster (34), welches die Eigengeschwindigkeit des Flugzeugs anzeigt,

worin die Eigengeschwindigkeitsskala (16) benachbart dem mittigen Fluglagedirektoranzeiger (14) ist und der ortsfeste Zeiger (32) nach der bewegbaren Eigengeschwindigkeitsskala (16) und dem Fluglagedirektoranzeiger (32) zu zeigt, und

einen bewegbaren bogenförmigen Steuerkursanzeiger (18) benachbart und unter dem Fluglagedirektoranzeiger (14), umfassend eine Skala, die relativ zu einem ortsfesten Zeiger (42) bewegbar ist, der mit einem Fenster (44) für digitales Display versehen ist, und ein auf den Steuerkurs des Flugzeugs ansprechendes Mittel zum Bewegen der Steuerkursskala (18) relativ zu dem ortsfesten Zeiger (42) und Erzeugen des digitalen Displays für das Fenster (44), welches den Steuerkurs des Flugzeugs anzeigt,

worin die Steuerkursskala (18) benachbart dem mittigen Fluglagedirektoranzeiger (14) ist und der ortsfeste Zeiger (42) nach der bewegbaren Steuerkursskala (18) und dem Fluglagedirektoranzeiger (14) zu zeigt.

7. Flugdisplay (84) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmige Steuerkursskala (18) einen gegebenen Radius von einem scheinbaren Krümmungszentrum aus unterhalb der Steuerkursskala (18) hat, und Gradteilungen längs der Steuerkursskala (18) Grade des Steuerkurses angeben, wobei der Abstand der Maßteilungen unterschiedlich von dem Winkel ist, der an dem scheinbaren Krümmungszentrum durch den bogenförmigen Abstand auf der Skala (18) zwischen Maßteilungen begrenzt ist.

8. Flugdisplay (84) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Steuerkurs ansprechende Mittel die Steuerkursskala (18) durch Sektoren erzeugt, welche einander benachbart plaziert sind und eine größere Gesamtwinkeldifferenz längs der Steuerkursskala (18) liefern, als es der Winkel ist, der an dem scheinbaren Krümmungszentrum durch die benachbarten Sektoren begrenzt wird.

9. Flugdisplay (84) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Mittel, das Markierer (36, 48, 59) längs wenigstens einer der Skalen (16, 20, 22) liefert, wobei die Markierer (36, 48, 59) zum Vorsehen von von dem Piloten gewählten Werten einstellbar sind, worin die Markierer (36, 48, 59) im wesentlichen übereinstimmend mit einem entsprechenden Zeiger (32, 46) und digitalen Display (34, 48) werden, wenn ein gewählter Wert erreicht wird, und worin die Markierer (36, 48, 59) teilweise sichtbar sind und in einer stationären Position gehalten werden, wenn ein vom Piloten ausgewählter Wert das sichtbare Ausmaß der entsprechenden Skala (16, 20, 22) übersteigt.

10. Flugdisplay (84) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel, welches ein Displayfeld definiert, ein Mittel zum Liefern einer separaten Schattierung für Bereiche des Displays, die die jeweiligen Skalen (14-22) als die einzige Abgrenzung der Bereiche einschließt.