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Flugzeug-Navigationshilfsgerät Die Erfindung betrifft ein Flugzeug-Navigationshilfsgerät
zur Steuerung eines Flugzeugs längs eines durch Funkleitstrahlen vorgegebenen Flugweges.
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Ein bekanntes Gerät dieser Art enthält ein Anzeigeinstrument mit
zwei im Einblickfenster sichtbaren Anzeigegliedern, deren eines als Flugzeugsymbol
in Draufsicht ausgebildet ist und die Flugrichtung des Flugzeuges darstellt und
deren anderes balkenförmig als Darstellung des vorgegebenen Flugweges ausgebildet
ist und gegenüber der Längs achse des Flugzeugsymbols die Richtungs- und Seitenabweichung
des gewählten Funkleitstrahls von der Flugzeuglängsachse anzeigt, sowie mit einer
beim Passieren des Funkfeuers selbsttätig umschaltenden Anflug-Abflug-Anzeigevorrichtung
zur Darstellung des Anflug- oder Abflugzustandes des Flugzeugs gegenüber dem Funkfeuer.
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Bei diesem bekannten Gerät ist es nicht möglich, allein aus der Stellung
des den vorgegebenen Flugweg darstellenden Anzeigegliedes auch die Richtung zum
Funkfeuer zu bestimmen. Hierzu muß der Pilot vielmehr die Anflug-Abflug-Anzeigevorrichtung
beobachten, die aus zwei Schauzeichen besteht, welche links und rechts von der Mittelstellung
des genannten Anzeigegliedes angeordnet sind und sich gegebenenfalls zusammen mit
diesem Anzeigeglied um die Mitte des Einblickfensters drehen. Hierbei muß der Pilot
zunächst lernen, welches Schauzeichen das Anflug- oder Abflugschauzeichen sein soll,
und muß sich im Bedarfsfalle jedesmal wieder an den Bedeutungsgehalt des jeweils
erscheinenden Schauzeichens erinnern. Diese Umständlichkeit der Bestimmung der Richtung
zum Funkfeuer ist um so schwerwiegender, als der Pilot ja gleichzeitig noch zahlreiche
andere Instrumente ständig im Auge behalten muß.
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Die Erfindung bezweckt, die Ermittlung der Richtung zum Funkfeuer
zu erleichtern, indem die betreffenden Anzeigeelemente augenfälliger gestaltet werden.
Zu diesem Zweck ist das bekannte Gerät erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die
Vereinigung des den vorgegebenen Flugweg darstellenden Anzeigegliedes und der Anflug-Abflug-Anzeigevorrichtung
durch Ausgestaltung des Anzeigegliedes als Richtungssymbol, welches beim Passieren
des Funkfeuers sprunghaft um 1800 umgekehrt wird.
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Hierdurch werden die Schauzeichen des bekannten Gerätes entbehrlich,
so daß die Ermittlung der Richtung zum Funkfeuer durch Erzielung größerer Anschaulichkeit
wesentlich vereinfacht und verbessert ist.
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Vorzugsweise wird das den vorgegebenen Flugweg darstellende Anzeigeglied
als schmales, spitzwinkeliges V ausgebildet, dessen Scheitel das Funkfeuer symbolisiert.
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In den Zeichnungen wird eine Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Es zeigt F i g. 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Anzeigeinstrument in Vorderansicht,
F i g. 2 in schematisierter perspektivischer Darstellung Einzelheiten der Lagerung
und Antriebe für die Anzeigeglieder des Instruments gemäß F i g. 1, F i g. 3 und
4 zwei Flugbahndiagramme zur Erläuterung der erfindungsgemäß erzielten Verbesserung
der Anzeige der Richtung zum Funkfeuer.
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In der Frontplatte2 des Anzeigeinstrumentes 1 befindet sich ein kreisrundes
Einblickfenster 3. Dieses ist mit einem Deckglas 4 abgedeckt, in dessen Mitte ein
gehäusefestes, als Flugzeugsymbol gestaltetes Anzeigeglied 5 in Draufsicht angebracht
ist, welches die Flugrichtung des Flugzeugs darstellt. Hinter dem Anzeigeglied 5
bewegt sich das Anzeigeglied 6, welches den durch ein Funkfeuer vorgegebenen Flugweg
darstellt. Zur Angabe der Seitenabweichung des Funkleitstrahls von der Flugzeuglängsachse
wird das Anzeigeglied 6 in bekannter Weise gegenüber dem Anzeigeglied 5 seitlich
verstellt, wobei die Marken 7 den Betrag der Seitenabweichung anzeigen. Zur Angabe
der Richtungsabweichung des Funkleitstrahls von der Flugzeuglängsachse wird das
Anzeigeglied 6 ferner in an sich bekannter Weise um die Mitte des Einblickfensters
verdreht, wobei sich das die Marken 7 tragende Hintergrundteil 13 (F i g. 2) mitdreht.
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Übereinstimmung zwischen Flugrichtung und Funkleitstrahlrichtung ist
erreicht, wenn das Anzeigeglied 6 auf die gehäusefeste Marke 8 zeigt und somit auch
mit der Längsachse des Flugzeugsymbols 5 in Deckung steht.
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Im Einblickfenster ist auch noch ein senkrecht verschiebliches Anzeigeglied
9 angebracht, welches gegenüber einer gehäusefesten Skala 10 in bekannter Weise
die Abweichung der Flugzeuglängsachse von der Horizontalen oder von einem durch
das Funkfeuer gesendeten Landepfad anzeigt. Über dem Einblickfenster befindet sich
ein dekadisches Anzeigegerät 11, auf dem die innerhalb des Funkleitstrahls zu fliegende
Richtung (Mit- oder Gegenrichtung) von Hand eingestellt werden kann. Schließlich
befinden sich im Einblickfenster noch Anzeigefahnen 12, die in bekannter Weise bestimmte
Betriebszustände des Gerätes anzeigen.
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Bei dem eingangs erwähnten bekannten Gerät ist das Anzeigeglied 6
als einfacher gerader Balken ohne Richtungssymbolik ausgebildet. Zur Anzeige des
Anflug- oder Abflugzustandes dienen zwei Schauzeichen, die links und rechts von
der Mittelstellung des Anzeigegliedes 6 in das die Marken 7 tragende Hintergrundteil
eingelassen sind. Wie bereits oben dargelegt wurde, erfordert bei einer solchen
Ausbildung der Anzeigeelemente die Ermittlung der Richtung zum Funkfeuer eine übergebührliche
Aufmerksamkeit.
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Erfindungsgemäß wird das Anzeigeglied 6 als V-förmiges Richtungssymbol
ausgebildet und beim Passieren des Funkfeuers um 180C umgekehrt. Letzteres läßt
sich auf einfache Weise dadurch erreichen, daß man mittels eines entsprechenden,
aus dem Funkleitstrahlempfänger zu entnehmenden Signals die Leitungen umpolt, die
jeweils zu den die Seitenverschiebung und die Drehung des Anzeigegliedes 6 bewirkenden
Antriebselementen führt. Die durch diese Gestaltung des Anzeigegliedes 6 erzielte
größere Anschaulichkeit der Anzeige ist klar ersichtlich.
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Die Art der Lagerung und Steuerung der Anzeigeglieder ergibt sich
aus der schematisierten perspektivischen Darstellung in F i g. 2, in welcher schon
in F i g. 1 gezeigte Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie dort bezeichnet sind.
Hinter dem mit dem gehäusefesten Flugzeugsymbol 5 versehenen Deckglas 4 ist der
senkrecht verschiebliche Zeiger 9 mit gehäusefester Skala 10 sichtbar, der über
einen Arm 14 mit dem in einem gehäusefesten Rahmen 16 gelagerten Meßwerk 15 verbunden
ist, das bei 17 mit einem der Abweichung der Flugzeuglängsachse von der Horizontalen
oder von einem durch das Funkfeuer gesendeten Landepfad oder der Abweichung des
Flugzeugs von einer vorgegebenen Höhe entsprechenden Signal beaufschlagt wird.
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Das den vorgegebenen Flugweg und gleichzeitig den An- bzw. Abflugzustand
bezüglich des Funkfeuers darstellende Anzeigeglied 6 ist mittels eines Armes 18
mit einem Meßwerk 19 verbunden, welches bei 20 mit einem die Seitenabweichung des
Funkleitstrahls von der Flugzeuglängsachse darstellenden Signal beaufschlagt wird.
Das Meßwerk 19 ist seinerseits in einem Rahmen 21 gelagert, der auf einer Welle
22, 23 um eine im wesentlichen durch die Instrumentfenstermitte gehende Achse 24
drehbar gelagert ist. An ihrem vorderen. dem Instrumentfenster zugewandten Ende
trägt die Welle 22 das vorzugsweise kugelkalottenförmige Hintergrundteil
13 mit den
zur Anzeige des Betrags der Seitenabweichung dienenden Marken 7; das Hintergrundteil
13 ist mit der Welle 22 drehfest verbunden. Der das Anzeigeglied 6 tragende Arm
22 ragt durch einen Schlitz 25 in dem Hintergrundteil hindurch, derart, daß sich
das Anzeigeglied 6 vor dem Hintergrundteil in radialer Richtung im wesentlichen
über den gesamten Durchmesser hinweg verschieben kann, je nach der Beaufschlagung
des Meßwerks 19.
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Die Welle 22, 23 und damit das Hintergrundteil sowie das den vorgegebenen
Flugweg repräsentierende Anzeigeglied 6 werden in ihrer Drehstellung um die Achse
24 durch eine Servosteuerung so eingestellt, daß das Anzeigeglied 6 gegenüber dem
gehäusefesten Anzeigeglied 5 in jedem Zeitpunkt die Abweichung zwischen dem jeweils
gewählten, durch Funkleitstrahl vorgegebenen Sollkurs und dem jeweiligen tatsächlichen
Flugkurs des Flugzeugs anzeigt.
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Von der für die Einstellung der Drehstellung der Welle 22, 23 in
Abhängigkeit von einer Kompaßanlage dienenden Servosteuerung sind in F i g. 2 nur
die im vorliegenden Zusammenhang interessierenden Teile schematisch angedeutet:
ein Stellmotor 25 mit Steuerwicklung 26, der über ein Getriebe 27, 28 mechanisch
mit der Welle 22, 23 verbunden ist; ein Stellungsrückmelder 29, dessen mit Wicklungen
30 versehener Stator mittels eines Kurswählknopfes 31 drehverstellbar ist und dessen
mit der Welle 22, 23 mittels eines Getriebes 32, 28 mechanisch verbundener Rotor
eine Wicklung 34 trägt, die bei 35 ein Nachführsignal als Ausgangsgröße liefert.
Die Statorwicklungen 30 des Stellungsrückmelders 29 werden mittels des Wählknopfes
31 in eine Stellung gedreht, die dem vom gewählten Funkleitstrahl gelieferten Sollkurs
entspricht. Bei Betätigung des Wählknopfes 31 wird gleichzeitig über ein Getriebe
37, 38 das dekadische Anzeigegerät 11 verstellt, so daß das Vorhandensein der richtigen
Vorwählstellung am Anzeigegerät 11 abgelesen werden kann. Die Statorwicklungen 30
werden bei 36 mit einem Signal beaufschlagt, das dem jeweiligen Istkurs des Flugzeugs
entspricht und in üblicher Weise z. B. von einem Kreiselmagnetkompaß in Verbindung
mit einer magnetischen Bezugsvorrichtung geliefert wird. Durch diese mechanische
Drehstellung der Statorwicklungen 30 und ihre elektrische Beaufschlagung wird in
dem Stellungsrückmelder 29 ein Statorfeld erzeugt, dessen resultierender elektrischer
Vektor gegenüber einer gehäusefesten Richtung der Richtungsabweichung zwischen dem
durch Funkleitstrahl vorgegebenen Sollkurs und dem tatsächlichen Flugkurs entspricht.
Entspricht die Drehstellung der Welle 22, 23 um die Achse 24 dieser Richtungsabweichung
nicht, so wird in dem mechanisch mit der Welle 22, 23 gekuppelten Rotor 34 ein Abweichungssignal
induziert, das im Ausgang 35 des Stellungsrückmelders 29 auftritt und nach Verstärkung
in der nicht dargestellten Regelschaltung bei 26a zur Beaufschlagung der Steuerwicklung
26 des Stellmotors 25 dient, welcher die Welle 22, 23 und damit den Rotor 34 im
Sinne einer Verringerung des Abweichungssignals verdreht.
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In dieser Weise ist sichergestellt, daß das Anzeigeglied 6 in seiner
relativen Drehstellung gegenüber der Flugzeugmarke 5 die jeweilige Richtungsabweichung
veranschaulicht.
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Die erfindungsgemäße Umsteuerung des Anzeigegliedes 6 um 1 8ob bei
Oberfliegen des Funkfeuers kommt in der Weise zustande, daß beim Überfliegen
das
Ausgangssignal 35 des Stellungsrückmelders 29 durch ein (nicht dargestelltes) aus
dem Funkleitstrahlempfänger gesteuertes Anflug-Abflug-Relais umgepolt wird, was
die Drehung der Welle 22, 23 (und damit des Hintergrundteils 13 sowie des Anzeigegliedes
6) um 1800 zur Folge hat. Gleichzeitig wird das ebenfalls aus dem Funkleitstrahlempfänger
entnommene, bei 20 dem Meßwerk 19 für die Radialbewegung des Anzeigegliedes 6 zugeführte
Seitenabweichungssignal umgekehrt.
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Der durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Anzeigegliedes 6 erzielte
Vorteil bleibt in vollem Umfange erhalten, wenn man das die Flugrichtung des Flugzeugs
darstellende Anzeigeglied 5 nicht gehäusefest anordnet, wie in Fig. 1 gezeigt, sondern
es in an sich bekannter Weise ebenfalls um den Mittelpunkt drehbar macht. Hierdurch
wird es nämlich möglich, dem Anzeigeglied 5 noch einen weiteren Informationsinhalt
zu geben, indem man es so steuert, daß es entweder gegenüber einer am Fensterrand
gehäusefest angebrachten Kompaßrose die Flugrichtung oder gegenüber einer am Fensterrand
gehäusefest angebrachten Gradskala die Differenz zwischen der Flugrichtung und der
Richtung des Funkleitstrahles anzeigt. Da hierbei das Anzeigeglied 6 entsprechend
mitgedreht wird, bleibt der Informationsinhalt der Relativstellung zwischen den
Anzeigegliedern 5 und 6 in allen Fällen unverändert.
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Wesentlich und allen erwähnten Möglichkeiten gemeinsam ist, daß von
den zwei Anzeigegliedern, die durch ihre relative Drehstellung bzw. seitliche Versetzung
die Richtungsabweichung bzw. Seitenabweichung des jeweiligen tatsächlichen Flugzeugkurses
von einem durch einen gewählten Funkleitstrahl vorgegebenen Flugweg anzeigen, das
den vorgebenen Flugweg darstellende Anzeigeglied gleichzeitig zur Anzeige des An-
bzw. Abflugzustandes bezüglich des Funkfeuers dient wodurch die erwähnte größere
Anschaulichkeit und Übersichtlichkeit der Anzeige erreicht wird.
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Die F i g. 3 und 4 zeigen, wie sich das erfindungsgemäß ausgebildete
Gerät während des Fluges dem Piloten darbietet.
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F i g. 3 zeigt einen Flug vom Flugplatz X zum Flugplatz Y. Auf dem
StartplatzA steht das Flugzeug in Richtung des Blindlandeleitstrahls (850), so daß
das Anzeigeglied 6 auf die Marke 8 (Fig. 1) zeigt. Auf dem Anzeigegerät 11 stellt
der Pilot den beim Start zu fliegenden Kurs 850 ein. Nach dem Start schaltet der
Pilot im Punkt auf das Funkfeuer R um, so daß das Anzeigeglied 6 eine neue Relativstellung
zum Anzeigeglied 5 einnimmt, in der es die Richtungs- und Seitenabweichung des Flugzeugs
vom neuen Leitstrahl anzeigt. Die Spitze des Anzeigegliedes 6 zeigt dabei zum Funkfeuer.
Auf dem Anzeigegerätll stellt der Pilot den im neuen Leistrahl zu fliegenden neuen
Kurs 3300 ein. Über Punkt C schwenkt das Flugzeug auf den neuen Leitstrahl ein und
hat diesen bei Punkt D erreicht, sodaß die Relatiwerstellung zwischen den Anzeigegliedern
5 und 6 wieder verschwunden ist. Beim Überfliegen des Funkfeuers R wird das Anzeigeglied
6 erfindungsgemäß schlagartig umgekehrt, so daß dem Piloten dieser relative Richtungswechsel
auffällig und unzweideutig mitgeteilt wird. Dieselben Vorgänge spielen sich während
des Fluges zum Flugplatz Y
noch zweimal ab, wenn der Pilot im Punkt F auf das Funkfeuer
S und im Punkt 1 auf den Blindlandeleitstrahl des Flugplatzes Y umschaltet.
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F i g. 4 zeigt eine Wendung des Flugzeugs auf dem Leitstrahl des
Funkfeuers T. Wiederum wird erfindungsgemäß das Anzeigeglied 6 schlagartig umgesteuert,
wenn das Flugzeug zwischen den Punkten L und M das Funkfeuer überfliegt. Während
der Wende stellt der Pilot im Punkt 0 das Anzeigegerät 11 von dem bisherigen Kurs
600 auf den neuen Gegenkurs 2400.