DE69305713T2

DE69305713T2 - Besonders für Flugzeuge geeigneter wegklappbarer holographischer Strahlkombinierer

Info

Publication number: DE69305713T2
Application number: DE69305713T
Authority: DE
Inventors: Jean Marc Cabinet Bal Darrieux; Catherine Dupin
Original assignee: Thales Avionics SAS
Current assignee: Thales Avionics SAS
Priority date: 1992-09-21
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: EP0589758B1; FR2696013A1; US5517337A; FR2696013B1; JP3322957B2; EP0589758A1; DE69305713D1; JPH0743632A

Description

Die Erfindung betrifft einen zum Einbau in Flugzeuge bestimmten holographischen Kombinierer.
Solche Kombinierer haben im wesentlichen die Aufgabe, vor den Augen eines Piloten Leuchtbilder darzustellen, die im Unendlichen mit der umgebenden Landschaft zusammenfallen.
Diese Bilder werden nach dem bekannten Prinzip der Holographie unter Verwendung der Interferenzen zwischen zwei Laserstrahlen räumlich oder stereoskopisch erzeugt.
Die Bilder werden von einem Projektor ausgegeben, der oberhalb des Kombinierers angeordnet ist und dessen relative Position in Bezug auf einen holographischen Spiegel während des Betriebs fest ist.
Solche Kombinierer werden mittels einer mechanischen Vorrichtung gehalten und eingestellt und sind vorwiegend wegklappbar am Dach der Pilotenkabine des Flugzeugs angebracht. Beispiele solcher Kombinierer sind in den Druckschriften US-A-4 775 218 und US-A-4 188 090 offenbart.
Denn das System zur Kollimation holographischer Bilder wird nur während einiger Flugphasen benutzt, so daß der Kombinierer den Rest der Zeit in einen Bereich, in dem die Sicht des Piloten nach außen geringstmöglich verschlechtert wird, zurückweichen können muß.
Nun aber erlauben derzeit die mechanischen Halte- und Einstellvorrichtungen nicht, Kombinierer integral wegzuklappen, so daß ein Teil des selbst zurückversetzten Mechanismus im Sichtfeld des Piloten sichtbar bleibt.
Denn diese bekannten Vorrichtungen bestehen aus zwei auf beiden Seiten des holographischen Spiegels angeordneten Armen und sind mit einem festen Teil über dem Kabinendach verbunden.
Es ist wichtig festzustellen, daß bei diesem bekannten Kombinierertyp der holographische Spiegel aus einem Stück mit den ihn tragenden Armen ausgebildet ist; dies hat den Nachteil, daß eine Anordnung mit großem Raumbedarf gebildet wird, die sich beim Zurückversetzen der Anordnung sträflich auswirkt und woraus die Schwierigkeit des vollständigen Wegklappens resultiert. Außerdem kann die durch diese Aufeinanderfolge von Elementen erzeugte Länge den Piloten zu einer Zurückweichbewegung zwingen, um deren Vorbeibewegen im Augenblick des Bringens in die Betriebsbereitschaft freizugeben. Eine solche Bewegung kann sich als unheilvoll für die Steuerung der Maschine erweisen.
Darüber hinaus sind auf beiden Seiten des holographischen Spiegels seitliche Griffe vorgesehen, um für die Bewegungen notwendige Angriffspunkte zu bilden, ohne daß der holographische Spiegel berührt werden muß.
Es ist leicht ersichtlich, daß eine solche Vorrichtung einer guten Sicht abträglich ist; dies kommt zu den Schwierigkeiten des vollständigen Wegklappens des Kombinierers hinzu.
Denn je größer die Zahl der bestandteilbildenden Elemente des Kombinierers ist, desto größer wird durch dieselbe schwierige vollständige Wegklappbarkeit in diesem letztgenannten Fall die Verdeckung des Sichtfelds sowohl in der Betriebsstellung als auch in der zurückversetzten Stellung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteilen abzuhelfen und infolgedessen die nachstehenden Funktionen zu erhalten:
- Gewährleisten der Betriebsstellung des Kombinierers mit einer guten Wiederholbarkeit der Positionierung unter Erzeugen der kleinstmöglichen Sichtverdeckung;
- Gewährleisten des Zurückversetzens des Kombinierers aus dem Sichtbereich des Piloten nach außen;
- Gewährleisten der Wegklappbarkeit des Kombinierers nach vorne bei Stößen, wenn er sich in der Betriebsstellung befindet.
Hierzu betrifft die Erfindung einen holographischen, wegklappbaren Kombinierer für insbesondere Flugzeuge, mit einem beweglichen holographischen Spiegel, der vor den Augen des Piloten angeordnet ist und zur Präsentation von Leuchtbildern dient, die im Unendlichen mit der umgebenden Landschaft zusammenfallen und von einem Projektor abgegeben werden, der oberhalb des Kombinierers angeordnet ist, wobei der holographische Spiegel durch einen beweglichen Träger, der dessen Halt und Einstellung gewährleistet, mit einem festen Teil des Flugzeugs verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des holographischen Spiegels aus lediglich einem seitlich des Spiegels angeordneten Verbindungsarm besteht, der ein erstes, oberes Gelenk umfaßt, welches diesen an einem seiner Enden mit dem festen Teil des Flugzeugs verbindet, sowie ein zweites, unteres Gelenk, welches den Arm an seinem anderen Ende mit einer Seite des holographischen Spiegels verbindet, um eine vollständige Wegklappbarkeit der Anordnung durch Drehen des holographischen Spiegels auf sich selbst um das untere Gelenk des Arms zu erhalten, welches Drehen vor oder gleichzeitig mit der Drehung des Arms um dessen oberes Gelenk erfolgt, bis er einerseits mit der seitlichen Seite des holographischen Spiegels verschmilzt und andererseits vollständig aus dem Sichtfeld des Piloten nach außen entfernt ist, wobei ein dergestaltes Zusammenklappen des Armes und des Spiegels in eine Bereitschaftsstellung und umgekehrt in ihre Betriebsstellung mittels eines Handgriffs erfolgen, der ebenfalls nur mit lediglich einer Hand bedienbar ist.
Die Erfindung wird besser verständlich und weitere Merkmale derselben werden offenbar mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten, vereinfachten Zeichnungen, die beispielhaft und nicht beschränkend veranschaulichen, wie die Erfindung ausgeführt werden kann, und in welchen:
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer einen erfindungsgemäßen wegklappbaren Kombinierer enthaltenden Pilotenkabine ist;
Fig. 2 eine aus Fig. 1 hervorgehende Ansicht von vorne ist;
Fig. 3 eine Seitenansicht des in Bezug auf den Piloten angeordneten Kombinierers ist und eine Funktionskinematik zwischen einer Bereitschaftsstellung und einer Betriebsstellung zeigt;
Fig. 4 eine vereinfachte Ansicht des Kombinierers in der Betriebsstellung ist;
Fig. 5 eine Längsschnittansicht gemäß Fig. 4 in vergrößertem Maßstab ist; und
Fig. 6 eine Detailansicht der Fig. 5 in vergrößertem Maßstab ist.
Die Fig. 1 und 2 zeigen vereinfacht eine allgemein mit 1 bezeichnete Piloten- oder Steuerkabine 1, in der ein Dach 2 und ein Pilotenraum 3 jeweils eine obere Sichtgrenze 4 und eine untere Sichtgrenze 5 abgrenzen, welche ein Sichtfeld 7 des Auges 7 des Piloten definieren.
In Übereinstimmung mit der Erfindung ist die Pilotenkabine 1 mit einem wegklappbaren holographischen Kombinierer 8 ausgerüstet, der über ein festes Teil 9 am Dach 2 angebracht ist.
Der Kombinierer 8 umfaßt einen beweglichen holographischen Spiegel 10, der vor den Augen 7 des Piloten plaziert ist und zur Darstellung von Leuchtbildern dient, die im Unendlichen mit der äußeren Landschaft zusammenfallen und von einem oberhalb des Kombinierers 8 angeordneten Projektor 11 abgegeben werden.
Der holographische Spiegel 10 ist über einen beweglichen Träger 12, der seinen Halt und seine Einstellung gewährleistet, mit dem festen Teil 9 verbunden.
Der Träger 12 des holographischen Spiegels 10 besteht aus einem einzigen Verbindungsarm 13, der ein erstes, oberes Gelenk 14, welches ihn an einem seiner Enden 13a mit dem festen Teil 9 des Flugzeugs verbindet, und ein zweites, unteres Gelenk 15 umfaßt, welches den Arm 13 an seinem anderen Ende 13b mit einem Abschnitt oberhalb eines Seitenrandes 10a des holographischen Spiegels 10 verbindet.
Wie dies besonders gut die Fig. 3 zeigt, erlaubt eine dergestalte, erfindungsgemäße Anordnung den Erhalt einer vollständigen Wegklappbarkeit der Anordnung des Kombinierers 8 durch Drehung des holographischen Spiegels 10 gemäß R1 um sich selbst um das untere Gelenk 15 des Arms 13 einerseits, und zwar so weit, bis der letztgenannte mit dem seitlichen Rand 10a des holographischen Spiegels 10 zusammenfällt, und andererseits durch Drehung des Arms 13 gemäß R2 um sein oberes Gelenk 14, bis dieser vollständig aus dem Sichtfeld des Piloten nach außen hochgeklappt ist.
Das Einklappen des Arms 13 und des holographischen Spiegels 10 in eine Bereitschaftsstellung sowie umgekehrt deren Ausklappen in eine Betriebsstellung kann durch zunächst Drehen um R1 des holographischen Spiegels in Bezug auf den Arm 13 und dann Drehen um R2 dieses letztgenannten in Bezug auf das feste Teil 9 um ihr jeweiliges Gelenk 15, 14 erfolgen, oder kann auch durch gleichzeitige Bewegung um R1 und R2 des holographischen Spiegels 10 und des Arms 13 geschehen.
Unabhängig von der Verfahrensweise wird der Kombinierer 8 mittels eines Handgriffes 16 bewegt, von welchem ebenfalls nur einer vorhanden ist, wobei dies nach nur einmaligem in die Hand nehmen entlang einer natürlichen Armbewegung des Piloten geschieht.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Handgriff 16, der während der Bewegung auf die Anordnung holographischer Spiegel 10 - Verbindungsarm 13 wirkt, direkt mit dem Gelenk 15 des holographischen Spiegels verbunden, welches durch das untere Ende 13a des Arms 13 verläuft, so daß der lediglich eine Arm 13 und der lediglich eine Handgriff 16 nur zu einer minimalen visuellen Verdeckung führen, wenn die Anordnung ausgeklappt ist.
Der Griff 16 ist mit dem holographischen Spiegel 10 über einen Haltewinkel 17, der beispielsweise an dessen oberer rechter Ecke angeordnet und über ein Schraube/Mutter-System in dem unteren Gelenk 15 befestigt ist, verbunden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Winkelwege des Verbindungsarms 13 in Bezug auf das feste Teil 9 des Flugzeugs und des holographischen Spiegels 10 in Bezug auf den Arm 13 um deren oberes Gelenk 14 bzw. unteres Gelenk 15 begrenzt, um eine gute Wiederholbarkeit der Plazierung des holographischen Spiegels 10 bezüglich des Bildprojektors 11 zu gewährleisten.
Im einzelnen (s. Fig. 4) wird die Begrenzung der Winkelwege des Verbindungsarms 13 in Bezug auf das feste Teil 9 des Flugzeugs und des holographischen Spiegels 10 in Bezug auf den Arm 13 durch Anschläge 19, 20 erreicht, die jeweils zwischen dem festen Teil 9 des Flugzeugs und dem oberen Ende 13a des Arms 13 und zwischen dem unteren Teil 13b des Arms 13 und dem seitlichen Rand des holographischen Spiegels 10 angeordnet sind.
Auf diese Weise (s. Fig. 4) erfolgt die winklige Bewegung des Verbindungsarms 13 beim Ausklappen der Anordnung in eine Betriebsstellung durch eine Drehbewegung R2 des Arms von oben nach unten, bis sein Anschlag 19 das feste Teil 9 berührt, während das in Anschlag bringen des holographischen Spiegels in Bezug auf den Arm 13 durch eine zu der vorangehenden umgekehrte, zum Piloten gerichtete Drehbewegung R1 erfolgt, so daß das Wegklappen des holographischen Spiegels 10 in umgekehrter Richtung und bei einem Stoß infolgedessen nach vorne erfolgt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung (s. Fig. 6) besteht der obere Anschlag 19a aus einem abnehmbaren Stopper, der in eine in Abhängigkeit von der einzustellenden Winkelstellung des Arms 13 bezüglich des festen Teils 9 gewählte Aufnahme 21 eingreift.
Die Aufnahmen 21 sind an einem außenliegenden Abschnitt des Endes 13a des Arms 13 in der Nähe dessen Gelenks 14 ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung (s. die Fig. 5 und 6) sind Rückholfedern zwischen einerseits dem festen Teil 9 und dem Verbindungsarm 13 und andererseits zwischen dem Arm 13 und dem holographischen Spiegel 10 angeordnet, um in einer Betriebsstellung deren jeweiligen Halt gegen den Anschlag zu gewährleisten, wobei ein (nicht dargestelltes) Verriegelungsorgan darüber hinaus die Aufhebung der Wirkung der Federn 22, 23 in einer zurückversetzten Stellung sicherstellt.
Gemäß der in den Figuren dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist die Feder 22 beim Zurückklappen durch Drehung spannbar, um sich in der Betriebsstellung des Kombinierers zu entspannen. Dasselbe gilt für die Feder 23.
Wie ebenfalls in den Figuren gezeigt, ist die Feder 22 in einer Hülse 24 einer senkrechten Verlängerung 23 des Arms 13 untergebracht, in der das Gelenk 14, in Wirklichkeit eine zylindrische Achse 14, untergebracht ist.
Die Enden 22a und 22b der Feder 22 sind jeweils in Aufnahmen 26, 27 verankert, die jeweils an dem festen Teil 9 und am entgegengesetzten Ende der Gelenkachse 14 ausgeformt sind.
Auf dieselbe Art und Weise ist die Feder 23 in einer Nabe 29 des Arms 13 untergebracht, in der das Gelenk 15, welches ebenfalls eine zylindrische Achse ist, untergebracht ist.
In diesem Fall sind die Enden 23a und 23b jeweils in Aufnahmen 30 und 31 verankert, die jeweils an einem Abschnitt der Nabe 29 des Arms 13 und an dem entgegengesetzten Ende der Gelenkachse 15 ausgeformt sind.

Claims

1. Holographischer, wegklappbarer Kombinierer (8) für insbesondere Flugzeuge, mit einem beweglichen holographischen Spiegel (10), der vor den Augen des Piloten angeordnet ist und zur Präsentation von Leuchtbildern dient, die im Unendlichen mit der umgebenden Landschaft zusammenfallen und von einem Projektor (11) abgegeben werden, der oberhalb des Kombinierers angeordnet ist, wobei der holographische Spiegel (10) durch einen beweglichen Träger (12), der dessen Halt und Einstellung gewährleistet, mit einem festen Teil (9) des Flugzeugs verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) des holographischen Spiegels (10) aus lediglich einem seitlich des Spiegels angeordneten Verbindungsarm (13) besteht, der ein erstes, oberes Gelenk (14) umfaßt, welches diesen an einem seiner Enden (13a) mit dem festen Teil (9) des Flugzeugs verbindet, sowie ein zweites, unteres Gelenk (15), welches den Arm (13) an seinem anderen Ende (13b) mit einer Seite (10a) des holographischen Spiegels (10) verbindet, um eine vollständige wegklappbarkeit der Anordnung durch Drehen (R1) des holographischen Spiegels (10) auf sich selbst um das untere Gelenk (15) des Arms (13) zu erhalten, welches Drehen vor oder gleichzeitig mit der Drehung des Arms um dessen oberes Gelenk erfolgt, bis er einerseits mit der seitlichen Seite des holographischen Spiegels verschmilzt und andererseits vollständig aus dem Sichtfeld des Piloten nach außen entfernt ist, wobei ein dergestaltes Zusammenklappen des Armes und des Spiegels in eine Bereitschaftsstellung und umgekehrt in ihre Betriebsstellung mittels eines Handgriffs erfolgen, der ebenfalls nur mit lediglich einer Hand bedienbar ist.

2. Kombinierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff (16), der bei seiner Betätigung auf die Anordnung holographischer Spiegel (10) - Verbindungsarm (13) wirkt, dergestalt direkt mit dem Gelenk (15) des holographischen Spiegels verbunden ist, welches durch das untere Ende (13a) des Armes (13) verläuft, daß der lediglich eine Arm (13) und der lediglich eine Griff (16) nur eine minimale Sichtverdeckung hervorrufen, wenn die Anordnung eingeklappt ist.

3. Kombinierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebewege des Verbindungsarms (13) in Bezug auf den festen Teil (9) des Flugzeugs und des holographischen Spiegels (10) in Bezug auf den Arm (10) um ihr oberes (14) bzw. unteres (15) Gelenk dergestalt winkelbegrenzt sind, daß eine gute Wiederholbarkeit der Positionierung des holographischen Spiegels (10) bezüglich des Bildprojektors (11) gewährleistet wird.

4. Kombinierer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelbegrenzung der Hin- und Herbewegung des Verbindungsarmes (13) in Bezug auf den festen Teil (9) des Flugzeugs und des holographischen Spiegels (10) in Bezug auf diesen Arm (13) durch Anschläge (19, 20) erzielt wird, die jeweils zwischen dem festen Teil (9) des Flugzeugs und dem oberen Ende (13a) des Arms (13) sowie zwischen dem unteren Ende des Arms (13) und der seitlichen Seite des Spiegels (10) angeordnet sind.

5. Kombinierer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelverschiebung des Verbindungsarms (13) beim Ausklappen der Anordnung in eine Betriebsstellung durch eine Drehbewegung (R2) des Arms erfolgt, die von oben nach unten verläuft, bis dessen Anschlag (19) gegen den festen Teil (9) anliegt, während das Verfahren des holographischen Spiegels (10) gegen den Anschlag in Bezug auf den Arm (13) durch eine gegenüber der vorangehenden umgekehrte, zu dem Piloten hin gerichtete Drehbewegung (R1) erfolgt, so daß der holographische Spiegel (10) im Falle eines Stoßes in umgekehrter Richtung, d.h. nach vorne, wegklappt.

6. Kombinierer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Rückholfedern (22, 23) dergestalt zwischen einerseits dem festen Teil (9) und dem Verbindungsarm (13) und andererseits zwischen dem Arm (13) und dem Spiegel (10) angeordnet sind, daß in einer Betriebsstellung ihr Anliegen gegen den jeweiligen Anschlag gewährleistet ist, wobei ein Verriegelungsorgan darüber hinaus die Wirkung der Federn (22, 23) in einer Bereitschaftsstellung aufhebt.