DE19528954A1 - Anzeigegerät zur Darstellung von Flugführungsinformationen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Anzeigegerät zur Darstellung von Flugfüh­ rungsinformationen für den Schwebeflug, den bodennahen Flug und den Flug auf definierter Flugbahn von Hubschraubern und Flächenflugzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Anzeigegeräte sind in zahlreichen Varianten und Ausführungsformen - auch durch die Anmelderin - bekannt geworden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anzeigegerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das dem Flugzeugführer mit einem Blick die positiven und die negativen Flugführungsinformationen unmittelbar und ohne zusätzlichen Interpretationsaufwand anzeigt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele erläutert und in den Figuren der Zeichnung skizziert. Es zeigen:

Fig. 1a-c Blockschaltbilder zum Systemaufbau in schematischer Darstellung,

Fig. 2 ein Schemabild zur Aufteilung des das Flugzeug umgebenden Rau­ mes,

Fig. 3a-c die Bilddarstellung für den Piloten bezüglich der Flug-Verhältnisse in den einzelnen Flugrichtungen,

Fig. 4 die Bilddarstellung bezüglich interpretierter Hindernisse in den zu­ treffenden Flugrichtungen,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel bezüglich der Überlagerung eines Sensor­ bildes mit den gegebenen Flugrichtungsverhältnissen.

Der allgemeine Erfindungsgedanke sieht vor, ein Anzeigegerät so zu konfigu­ rieren, daß dem Flugzeugführer mit einem Blick und ohne von ihm eine weitere Interpretation zu fordern, die augenblickliche Flugsituation des kompletten Flugraumes angezeigt wird, die aus den Informationen der Positionsmeßsenso­ rik und den Hinderniserkennungssensoren stammen, vom Prozessor verarbeitet und interpretiert als Fluganweisungen an einem Monitor sichtbar gemacht wer­ den.

In den Fig. 1a bis 1c werden die einzelnen Systemaufbauten für die jeweili­ ge Anwendung veranschaulicht. Die zentralen Komponenten sind die Sensoren einerseits und der Prozessor mit den Anzeigeinstrumenten andererseits. Bei letzteren handelt es sich entweder um Instrumente auf Leuchtdiodenbasis - und zwar je Pfeil und Pfeilfarbe ein entsprechendes Diodenfeld - oder um einen flugtauglichen Bildschirm. Die Sensordaten werden in einem Prozessor verar­ beitet, analysiert und miteinander korreliert und anschließend in symbolische Informationen zur Ansteuerung des Anzeigegerätes umgesetzt.

Die Fig. 1a zeigt die erforderliche Architektur für das System "Schwebeflug- Unterstützung", wobei der Schwebeflugsensor konventionell oder als optischer Sensor mit angeschlossener Bildverarbeitung realisierbar ist. Die Höhenhaltung wird hierbei - vorwiegend auf der Basis eines präzisen Höheumessers - ma­ nuell oder idealerweise durch die Funktion "Höhenhaltung" eines Autopiloten erreicht.

Die Fig. 1b zeigt die Architektur des Systems für den bodennahen Flug in der "Hinderniskulisse", bei dem vorzugsweise ein abtastender Sensor auf Laser- oder Radarbasis als sogenannter Hindernissensor mit einem Navigationssensor zur Ermittlung des Flugweges relativ zur Hinderniskulisse gekoppelt ist.

In Fig. 1c ist der Navigationssensor mit einem Sollflugwegspeicher - bei­ spielsweise in Verbindung mit einer digitalen Kartendatenbank korreliert und im Prozessor zur Analyse von Flugwegkorrekturen genutzt.

Die prinzipiellen Anzeigemöglichkeiten für den Schwebeflug am Beispiel von Hubschraubern sind in Fig. 3a dargestellt. Alle Pfeile sind auf der Anzeige - Monitorbild - durch Konturlinien veranschaulicht, die einzuschlagende Flug­ richtung - also nach vorne oder nach hinten, nach links oder nach rechts, Linksdrehung oder Rechtsdrehung um die Hochachse - werden durch "Ausfüllen" der Pfeilkonturen mit einer Farbe angezeigt, beispielsweise grün. Das Bild gemäß Fig. 3a gibt also dem Piloten die Anweisung nach links zu drehen und gleichzeitig nach links zu schieben. Die Größenordnung der Rich­ tungs- oder Lageänderung ist bei dem Anzeigegerät automatisch durch die Pfeilgröße in Länge und Breite oder durch die Farbintensität darstellbar.

Zur Analyse der Hindernissituation wird der Raum in Flugrichtung des Flug­ zeugs in verschiedene Segmente aufgeteilt. Hierzu ist der Fig. 2 ein Beispiel für eine solche Segmentierung gegeben. In Elevation werden hier die Winkelberei­ che α, β1, β2, γ1, γ2 unterschieden und in Azimuth die Winkelbereiche δ, ε1, ε2, Φ1, Φ2. Diese Winkelbereiche werden dann in der Anzeige den einzelnen Pfeilen zugeordnet.

Die Fig. 3b zeigt exemplarisch die Bezugnahme der Anzeige auf die Segmen­ tierung des Raumes vor dem Flugzeug. Das Ausführungsbeispiel ist so ausge­ legt, daß bei Hindernissen in den Bereichen δ, β1, β2, ε1 und ε2 die Pfeile mit einer Farbe ausgefüllt werden, die eine unmittelbare Bedrohung symboli­ siert, z. B. die Farbe Rot. Bei Hindernissen in den Bereichen δ, γ1, γ2, Φ1 und Φ2 mit einer Farbe die eine Gefährdung symbolisiert, beispielsweise Gelb. Bei Hindernisfreiheit in den durch die Pfeile abgedeckten Bereichen ist entweder die Pfeilfarbe "Grün" oder nur die Pfeilkontur sichtbar.

Die Anzeige für die erforderlichen Pilotenreaktionen zur Einhaltung einer be­ stimmten Flugbahn ist in Fig. 3c veranschaulicht und zeigt eine Kombination der Anzeigen für den Schwebeflug (von Hubschraubern in Fig. 3a) und den bodennahen Flug (Fig. 3b). Entsprechend der Segmentierung des Luftraumes vor dem Hubschrauber (Fig. 2) werden erforderliche Flugänderungen durch geeignete Farbgebung der Pfeile angezeigt. In dem in Fig. 3c dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Flugzeugführer angewiesen, tiefer zu fliegen und sich nach rechts zu orientieren. Das Ausmaß der Richtungsänderung wird durch ahnliche Maßnahmen wie beim Schwebeflug angezeigt.

Das hier definierte Gerät ist mit einer weiteren Ausbaustufe erweiterbar, in der nämlich eine Analyse der konkreten Hindernisse gebracht wird, bei der die Art des oder der Hindernisse festgestellt und angezeigt wird. Je nach Typ des Hin­ derniswarnsensors wird zwischen Bäumen/Vegetation, Leitun­ gen/Strommasten, Gebäuden/Brücken und Ebenen, Hügel/Berge etc. unter­ schieden. Wie in Fig. 4 dargestellt, sind diese Informationen in den einzelnen Pfeilen und im Monitorbild - symbolisch dargestellt - sichtbar. Fig. 4 veran­ schaulicht also die augenblickliche Situation, bei der in Vorwärtsrichtung eine Gefahr durch Hochspannungsleitungen vorliegt, ferner eine Gefahr in Links­ richtung wegen Bewaldung und eine direkte Bedrohung unterhalb des Flugpfa­ des durch Gebäude gegeben ist.

Eine weitere Ausführungsform des vorgeschlagenen Anzeigegerätes sieht vor, daß das Anzeigebild, die Umgebung des Flugzeuges real in geeigneter Form abbildet und dieses Bild durch die gegebenen Symboldarstellungen transparent oder deckend überlagert wird. Die Fig. 5 veranschaulicht ein Ausfürungsbei­ spiel für die deckende Überlagerung eines Radarbildes mit der Symbolik des hier vorgeschlagenen Anzeigegerätes gemäß Fig. 3b.

Claims (4)

1. Anzeigegerät zur Darstellung von Flugführungsinformationen für den Schwebeflug, den bodennahen Flug und den Flug auf definierter Flugbahn von Hubschraubern und Flächenflugzeugen, die mit Prozessoren, Sensoren und Monitoren für Navigation, Flugführung und Ortsbestimmung ausgerüstet sind, wobei die erfaßten Sensorinformationen jeweils in einem Prozessor verarbeitet, korreliert, analysiert und angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Analyse der jeweils real gegebenen augenblicklichen Hindernissituation der Raum in Flugrichtung des Flugzeugs m Segmente mit bestimmten Winkelberei­ chen (Fig. 2) aufgeteilt wird, die in der dem Piloten gebotenen Anzeige - bei­ spielsweise Monitorbild - einzelnen flächenhaften Pfeilkonturdarstellungen zu­ geordnet werden, welche die einzuschlagende Flugrichtung und Fluglageände­ rung sowie die gegebene Flugraumsituation durch unterschiedliche farbliche Darstellung der Pfeilflächen innerhalb der Pfeilkonturen kennzeichnet.

2. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größenordnung der Flugrichtungs- bzw. Fluglageänderung durch die Pfeilgrö­ ße in Länge und Breite bzw. in der Fläche oder in der Intensität der Farbdar­ stellung angezeigt wird.

3. Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gerät ein Hinderniswarnsensor zugeordnet ist, der eine Analyse der kon­ kreten Hindernissituation durchführt und die Informationen dem Gerät eingibt, das in bekannten und kennzeichnenden Symbolen die Art und Gestalt des/der Hindernisse anzeigt.

4. Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hindernisanzeige im Monitor ein Sensorbild der realen Umgebung des Flugzeugs unterlegt wird und die Pfeil-/Symboldarstellung auf das Sen­ sorbild transparent oder überdeckend projiziert wird.