DE1241276B

DE1241276B - Aviation training device for simulating radar information

Info

Publication number: DE1241276B
Application number: DEA34326A
Authority: DE
Inventors: Robert M Eisenberg; William P Jameson
Original assignee: General Precision Inc
Current assignee: General Precision Inc
Priority date: 1959-04-07
Filing date: 1960-03-26
Publication date: 1967-05-24

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4NMtW^SSS PATENTAMT Int. Cl.: FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN 4NMtW ^ SSS PATENTAMT Int. Cl .:

B64fB64f

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

G09b
Deutsche Kl.: 62 c-27/03G09b
German class: 62 c-27/03

Nummer:Number:

Aktenzeichen:File number:

Anmeldetag:Registration date:

Auslegetag:Display day:

Ausgabetag:Issue date:

A 34326X1/62 cA 34326X1 / 62 c

26. März 1960March 26, 1960

24. Mai 1967May 24, 1967

7. Dezember 19677th December 1967

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift übereinThe patent specification corresponds to the patent specification

Die Erfindung betrifft ein Fliegerschulungsgerät zur Nachbildung von Radarinformationen.The invention relates to an aircraft training device for simulating radar information.

Bei einer bekannten Einrichtung zur Nachahmung von Radarbildern, insbesondere zur Schulung des fliegenden Personals, wird auf einem Bildschirm einer Wiedergaberöhre eine Darstellung eines Radarbildes erzeugt. Hierbei wird ein dreidimensionales Modell des darzustellenden Gebietes verwendet, das von einer über dem Modell dreidimensional bewegbaren Lichtquelle ausgeleuchtet wird. Über dem Modell ist außerdem eine wenigstens in einer Ebene bewegbare Fernsehkamera angeordnet, die das von der Modelloberfläche reflektierte Licht aufnimmt. Die Bewegungen der Kamera sind mit den Bewegungen der Lichtquelle gleichlaufend gekoppelt, sie »5 werden von einem Steuergerät geregelt, das Videosignale an die Bildröhre abgibt. Zur Nachahmung verschiedener Radarbetriebsarten ist in die Videosignalleitung zur Bildröhre eine Steuerung eingebaut, die entsprechend einem synchron abgetasteten Höhensignal den Betrieb steuert. Dabei wird dieses Höhensignal von einem entsprechend geschwärzten Diapositiv entnommen. Diese Betriebsweise ist nur dann zufriedenstellend genau, wenn das den Höhenwerten entsprechend geschwärzte Diapositiv genau mit den Höhenwerten des dreidimensionalen Modells übereinstimmt.In a known device for imitating radar images, in particular for training the flying personnel, a display of a radar image is shown on a screen of a playback tube generated. A three-dimensional model of the area to be displayed is used for this is illuminated by a light source that can be moved three-dimensionally above the model. Above that Model is also arranged at least in one plane movable television camera that of the model surface absorbs reflected light. The movements of the camera are with the movements coupled to the light source, they are »5 controlled by a control unit, the video signals gives off to the picture tube. The video signal line is used to mimic different radar modes to the picture tube a control built in, which scanned according to a synchronously The altitude signal controls the operation. This altitude signal is then blackened out accordingly Slide taken. This operating mode is only satisfactorily accurate if the slide that has been blackened in accordance with the height values is accurate matches the height values of the three-dimensional model.

Bei einer bekannten Einrichtung zur Nachbildung der Anzeige der Höhe über Grund in Verbindung mit der Radarnachbildungsanlage sind die Informationen über der. Geländeerhebung in einer fotografisch angefertigten Höhenkarte gespeichert, deren Schwärzung dem jeweiligen Höhenwert entspricht. Da diese Höhenkarte mittels einer synchron mit der Fernsehkamera verschobenen fotoelektrischen Einrichtung abgetastet wird und da die Information der Höhe über Grund als Differenz der Entfernung der Fernsehkamera von einer festen Bezugsebene und der Geländeerhebung über der gleichen Bezugsebene für den betreffenden Ort gewonnen und auf die Anzeigevorrichtung gegeben wird, muß die Höhenkarte möglichst genau dem dreidimensionalen Modell entsprechen.In a known device for simulating the display of the height above ground in connection with the radar simulation system, the information is above the. Terrain survey in a photographic created height map stored, the blackening of which corresponds to the respective height value. Since this height map is shifted by means of a photoelectric device synchronized with the television camera is scanned and since the information of the height above ground as the difference in the distance of the TV camera from a fixed reference plane and the elevation above the same reference plane is obtained for the place in question and given to the display device, the height map must correspond as closely as possible to the three-dimensional model.

Die Anwendung von Höhenkarten setzt eine große Höhenauflösung voraus. Höhenkarten, die auf aus Höhenschichtlinien aufgebauten Modellen beruhen, weisen nur eine begrenzte Genauigkeit auf und sind lediglich im begrenzten Umfang verwendbar, da die Interpolation zwischen bekannten Höhenwerten willkürlich ist. Die bisher bekannten Verfahren.zur Herstellung zweidimensionaler Abbildungen von dreidimensionalen Informationen gehen davon aus, Fliegerschulungsgerät zur Nachbildung von
RadarinformationenThe use of height maps requires a high height resolution. Elevation maps that are based on models constructed from elevation lines have only a limited accuracy and can only be used to a limited extent, since the interpolation between known elevation values is arbitrary. The previously known method for the production of two-dimensional images of three-dimensional information assume an aviator training device to simulate
Radar information

Patentiert für:Patented for:

General Precision, Inc.,
Tarrytown, N. Y. (V. St. A.)General Precision, Inc.,
Tarrytown, NY (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. HauserDipl.-Ing. E. Prince, Dr. G. Hauser

und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. G. Leiser, patent attorneys,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19Munich-Pasing, Ernsbergerstr. 19th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

William P. Jameson, Robert M. Eisenberg,William P. Jameson, Robert M. Eisenberg,

Silver Spring, Md. (V. St. A.)Silver Spring, Md. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 7. April 1959V. St. v. America 7 April 1959

daß die Umrisse aus Karten- oder Luftaufnahmen entnommen und von Hand auf Papier oder einen Film bzw. eine Platte aufgezeichnet werden, wobei die Höheninformation sich sprunghaft von Höhenlinie zu Höhenlinie ändert. Als Anwendung für den vorliegenden Zweck ist jedoch eine Höhenkarte mit stetigem und kontinuierlichem Übergang der Höhenwerte erforderlich. that the outlines are taken from maps or aerial photographs and drawn by hand on paper or a Film or a plate are recorded, the height information leaps and bounds from the contour line to contour line changes. However, an elevation map is available as an application for the present purpose steady and continuous transition of the altitude values is required.

Ausgehend von den bekannten Geräten zur Nachahmung von Radarbildern und von elektrischen Höhenmessungen kennzeichnet sich das Fliegerschulungsgerät erfindungsgemäß durch ein an sich bekanntes Relief des zu erfassenden Geländes, dessen Konturen entweder von einer Strahlungsquelle durchdrungen und auf einer strahlungsempfindlichen Fläche wiedergegeben werden oder nach Bedecken des weißen Reliefs mit einer undurchsichtigen Flüssigkeit auf einer lichtempfindlichen Platte abgebildet werden, wobei sich aus der Schwärzugsverteilung bei beiden Wiedergabearten die Gerändehöhenunterschiede des Reliefs ergeben.Based on the known devices for imitating radar images and electrical ones According to the invention, the aviation training device is characterized by a per se height measurement known relief of the terrain to be recorded, its contours either from a radiation source penetrated and reproduced on a radiation-sensitive surface or after being covered of the white relief depicted with an opaque liquid on a photosensitive plate The differences in terrain height result from the distribution of blackness in both types of display of the relief.

Das Relief ist in dem einen Fall zwischen der Strahlungsquelle und der mit einer fotografischen Schicht versehenen strahlungsempfindlichen Fläche angeordnet. Im anderen Fall ist das Relref in einer Wanne untergebracht, wobei der Verschluß einer aufIn one case, the relief is between the radiation source and the one with a photographic one Layer provided radiation-sensitive surface arranged. In the other case, the relref is in a Well housed, with the closure one on

' "^>--^V '·"■" 709 736/140'"^> - ^V '·" ■ "709 736/140

das beleuchtete Relief eingestellten Kamera und der Zulauf eines Flüssigkeitsbehälters miteinander· synchron gekoppelt sind, so daß die Belichtungszeiten entsprechend den Höhenunterschieden des Reliefs veränderbar sind.the illuminated relief set camera and the inlet of a liquid container synchronously with each other are coupled so that the exposure times correspond to the height differences of the relief are changeable.

In der Zeichnung sind schematische Ausführungsbeispiele des Fliegerschulungsgerätes dargestellt. Es zeigtIn the drawing, schematic embodiments of the pilot training device are shown. It indicates

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Höheninformation mittels Durchstrahlung des Reliefs undF i g. 1 shows a schematic representation of height information by means of irradiating the relief and FIG

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Höheninformation durch ein fotografisches Verfahren.F i g. 2 shows a schematic representation of height information by a photographic method.

Ein dreidimensionales massives Modell 8 (Fig. 1) wird für den betreffenden Bereich mit durchdringenden Strahlen aus einer Strahlungsquelle 112 so abgetastet, daß die Emulsion einer strahlungsempfindlichen Platte 110 beeinflußt wird, die parallel zur Bezugsebene des Modells an seiner der Strahlungsquelle abgewandten Seite angebracht ist. Die Strahlungsquelle kann Lichtstrahlen, Röntgenstrahlen, Neutronenstrahlen, Gammastrahlen od. dgl., erzeugen. Die auf die strahlungsempfindliche Platte auftreffenden Strahlen bewirken eine Schwärzung der Emulsion der Plattenfläche entsprechend der Dicke des Materials, aus dem das Modell 8 besteht. Auf der strahlungsempfindlichen Platte 110 wird demnach die Geländehöhe durch eine zur Höhe umgekehrt proportionale Schwärzung ausgedrückt.A three-dimensional solid model 8 (Fig. 1) is scanned for the relevant area with penetrating rays from a radiation source 112 so that the emulsion of a radiation-sensitive plate 110 is influenced, which is attached parallel to the reference plane of the model on its side facing away from the radiation source. The radiation source can generate light rays, X-rays, neutron rays, gamma rays or the like. The rays impinging on the radiation-sensitive plate cause the emulsion of the plate surface to be blackened in accordance with the thickness of the material from which the model 8 is made. On the radiation-sensitive plate 110 , the terrain height is accordingly expressed by a blackening that is inversely proportional to the height.

Diese zweidimensionale Aufzeichnung der Höheninformation des Geländes vermittelt ein genaues Maß der Höhe für die Nachbildung von Radarinformationen im Fliegerschulungsgerät.This two-dimensional recording of the height information of the terrain gives an accurate measure of the altitude for the replication of radar information in the flight training device.

An Stelle des Durchstrahlungsverfahrens zur Herstellung einer Höheninformation kann auch ein fotografisches Verfahren zur Aufnahme des betreffenden Bereichs des Reliefs verwendet werden. Hierfür wird das dreidimensionale Modell 8 (Fig. 2) weiß angemalt und in einer Wanne 160 untergebracht und über der Wanne eine Kamera 161 angebracht. Die Lichtquellen 162 werden so angeordnet, daß sie parallel zur optischen Achse der Kamera das Bild beleuchten, um Schattenwirkungen auszuschalten. Eine dunkle undurchsichtige Flüssigkeit 163 wird in einem hochgelegenen Behälter 164 gelagert und kann durch eine Rohrleitung 166 unter das Modell in die Wanne 160 einfließen, wenn ein Absperrorgan 165 geöffnet wird.Instead of the radiographic method for producing height information, a photographic method can also be used to record the relevant area of the relief. For this purpose, the three-dimensional model 8 (FIG. 2) is painted white and accommodated in a tub 160 and a camera 161 is attached above the tub. The light sources 162 are arranged so that they illuminate the image parallel to the optical axis of the camera in order to eliminate shadow effects. A dark opaque liquid 163 is stored in an elevated container 164 and can flow through a pipe 166 under the model into the tub 160 when a shut-off device 165 is opened.

Der Kameraverschluß und das Absperrorgan 165 sind synchron gekoppelt, wobei die gleichzeitige Öffnung durch einen batteriebetriebenen Verschluß und ein Magnetventil erfolgt. Der Verschluß und das Ventil werden so lange offen gehalten, bis das Geländemodell 8 vollständig mit der Flüssigkeit bedeckt ist, und dann wieder geschlossen. Die Bereiche geringer Höhe des Modells erhalten die kürzeste Belichtungszeit, da sie zuerst von der Flüssigkeit bedeckt sind, während die Stellen größter Höhe am längsten belichtet sind. Das so hergestellte Negativ hat eine Emulsionsdichte, die proportional zur Höhe des Geländes ist.The camera shutter and the shut-off element 165 are synchronously coupled, the simultaneous opening being effected by a battery-operated shutter and a solenoid valve. The closure and the valve are kept open until the terrain model 8 is completely covered with the liquid, and then closed again. The areas of low height of the model receive the shortest exposure time, since they are covered by the liquid first, while the areas of greatest height are exposed for the longest. The negative produced in this way has an emulsion density that is proportional to the height of the terrain.

Claims

Patent claims:

1. Aviation training device for simulating radar information, characterized by a known relief (8) of the terrain to be recorded, the contours of which are either penetrated by a radiation source (112) and reproduced on a radiation-sensitive surface (110) or after covering the white relief ( 8) with an opaque liquid on a photosensitive plate

(162) , whereby the differences in terrain height of the relief result from the distribution of blackness in both types of display.

2. Aviation training device according to claim 1, characterized in that the relief (8) is arranged between the radiation source (112) and the radiation-sensitive surface (110) provided with a photographic layer.

3. _t aviator training device according to claim 1, characterized in that the closure of a camera set on the illuminated relief (161) and the inlet of a liquid container

(163) are synchronously coupled, the exposure times being variable according to the height differences of the relief.

Considered publications:
German Patent No. 1,022,474;
"Natural Research and Medicine in Germany 1939-45";

FIAT REVIEW OF GERMAN SCIENCE, Vol. 6; Applied Mathematics, Part IV, p. 91.

1 sheet of drawings

709 587/40 5.67 Q Bundesdruckerei Berlin709 587/40 5.67 Q Bundesdruckerei Berlin