DE2838064A1

DE2838064A1 - Ueberkopf-sichtanflug-flugzeug-instrument

Info

Publication number: DE2838064A1
Application number: DE19782838064
Authority: DE
Inventors: Hans Rudolf Muller
Original assignee: Sundstrand Data Control Inc
Current assignee: Sundstrand Data Control Inc
Priority date: 1977-09-23
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1979-03-29
Also published as: CA1103791A; FR2404200B1; IT1106030B; SE7809920L; JPS5544042A; SE443348B; IT7851201A0; DE2838064C2; GB2004828A; JPS58143798U; US4147056A; GB2004828B; FR2404200A1

Description

- ι - 2B38Q64

Sundstrand Data Control Ine Overlake Industrial Park Redmond (Washington 98052) V.St.A.

Überkopf-Sichtanflug-Flugzeug-Instrument

Die Erfindung betrifft ein Überkopf-Sichtanflug-Flugzeug-Instrument, das eine Überkopf-Anzeige von Flugbahn-Marken gegenüber einem Hintergrund der Außenwelt erzeugt, um den Piloten durch einen Mehrsegment-Landeanflug zu leiten (vgl. US-Patentanmeldung 673 794 vom 5.4.1976).

Es gibt bereits Flugzeug-Instrumente mit einer Überkopf-Anzeige zum Führen des Piloten auf einer vorgewählten Anflugbahn zu einem Ziel (vgl. US-PS 3 128 623, 3 654 8O6 und 3 686 626).

Es gibt auch Systeme oder Schaltungen, die Information an die Überkopf-Anzeige abgeben. Die Marken können auf dem Schirm erzeugt werden (vgl. US-PS 3 8I6 005). Es kann auch ein ergänztes Neigungssignal erzeugt werden, um die Neigungs-

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skala-Bezugsmarken anzusteuern und ein Signal zum Positionieren des Flugbahn-Striches abzugeben. Außerdem kann eine Abfangmarke vorgesehen werden, die den Piloten gerade vor dem Aufsetzen unterstützt.

Die herkömmlichen Systeme und Anzeigen bzw. Sichtgeräte umfassen eine vom Piloten gewählte Einsegment-Anflugbahn, gefolgt von einer Abfangflugbewegung zum Aufsetzen. D. h., der Pilot wählt einen Zielpunkt im Hintergrund der Außenwelt auf dem Schirm und steuert das Flugzeug, so daß ein vertikal beweglicher Markenstrich auf dem Instrument mit dem Zielpunkt ausgerichtet ist. Bei Ausrichtung fliegt das Flugzeug zum Zielpunkt mit einem vorgewählten Sinkflugwinkel, wie z. B. -3 . Wenn sich das Flugzeug dem Aufsetzen nähert, werden die Abfangmarken angezeigt, was den Piloten beim Landen des Flugzeuges unterstützt.

Eine einzige vorgewählte Anflugbahn von z. B. -3° ist oft unerwünscht. Z. B. können die Bodenverhältnisse um den Flughafen die Einsegment-Anflugbahn sperren oder, wenn der Flughafen in einem Stadtbereich liegt, können LärmschutzVorschriften verbieten, daß das Flugzeug auf einer Einsegment-Anflugbahn fliegt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein überkopf-Sichtanflug-Flugzeug-Instrument anzugeben, das eine vorgewählte Anflugbahn mit einem ersten und einem zweiten Segment ermöglicht, wobei der Winkel des ersten Segmentes größer als der Winkel des zweiten Segmentes ist.

Ein Überkopf-Sichtanflug-Instrument hat einen Schirm, auf dem der Pilot eine ausgeblendete (kollimierte) Anzeige der Flugführungsinformation gegenüber einem Hintergrund der

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Außenwelt für einen Mehrsegment-Anflug betrachtet oder beobachtet. Die Flugführungsinformation umfaßt einen vertikal beweglichen Plugbahn-Strich auf der ausgeblendeten Anzeige. Die vertikale Stellung des Striches bezüglich der Anzeige gibt dem Piloten die gewünschte und tatsächliche Flugzeug-Flugbahninformation. Weiterhin ist eine Neigungsskala auf der ausgeblendeten Anzeige vorgesehen. Die vertikale Stellung der Neigungsskala bezüglich der Anzeige gibt dem Piloten eine Information Über die Neigung des Flugzeuges. Wenn der Pilot die Steuereinrichtungen des Flugzeuges betätigt, ändern sich dessen Höhe, Lage, Geschwindigkeit und Flugbahn. Die Vertikal-Stellungen des Flugbahn-Striches und die Neigungsskala der ausgeblendeten Anzeige ändern sich abhängig vom Betrieb des Flugzeuges. Während des Landeanfluges betätigt der Pilot die Steuereinrichtungen des Flugzeuges, um den Flugbahn-Strich mit einem vorgewählten Aufsetzzielpunkt im Hintergrund auf der Anzeige auszurichten. Wenn der Pilot das Flugzeug so steuert, daß der Flugbahn-Strich mit dem gewählten Aufsetz-Zielpunkt ausgerichtet bleibt, fliegt das Flugzeug auf einer vorgewählten Anflugbahn.

Die vorgewählte Anflugbahn umfaßt ein erstes und ein zweites Segment, die jeweils einen verschiedenen Winkel bezüglich des Horizontes aufweisen. Der Flug auf jedem Segment wird durch die Stellung des Flugbahn-Striches angezeigt. Bei einer gewählten Höhe fällt der Flugbahn-Strich unter den gewählten Aufsetz-Zielpunkt. Der Pilot steuert das Flugzeug, um wieder den Marken-Strich mit dem Zielpunkt auszurichten. Bei Ausrichtung fliegt das Flugzeug auf dem zweiten Segment. Nahe dem Abschluß des zweiten Segmentes wird die Abfangmarke auf dem Schirm angezeigt, und der Pilot steuert das Flugzeug, so daß der Flugbahn-Strich mit der Abfangmarke ausgerichtet ist, wodurch das Flugzeug einer vorbestimmten Abfangbahn zum Aufsetzen folgt. Eine Tendenz-Information kann bei der Anzeige vorgesehen

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sein, um die Vertikal-Verschiebung des Flugzeuges von jedem Segment anzugeben.

Die Erfindung ermöglicht eine Überkopf-Anzeige, die den Piloten auf einer vorgewählten Mehrsegment-Anflugbahn zum Aufsetzen führt.

Weiterhin ermöglicht die Erfindung eine Einrichtung zum Steuern der Flugführungsinformation auf einer ausgeblendeten Anzeige der Flugführungsinformation gegenüber einem Hintergrund der Außenwelt, um den Piloten in seiner Ausführung der verschiedenen Segmente der Mehrsegment-Anflugbahn zu leiten.

Außerdem ermöglicht die Erfindung eine Anzeige mit einem Flugbahn-Strich, so daß das Flugzeug einer Anflugbahn aus einem ersten Segment, einem zweiten Segment und einem Abfangsegment folgt, wenn der Pilot die Ausrichtung des Striches bei oder nahe dem Ende der Start- und Landebahn (kurz: Piste) hält.

Schließlich ermöglicht die Erfindung eine Tendenz-Information auf der Anzeige, wodurch eine Vertikal-Verschiebung des Flugzeuges vom ersten oder vom zweiten Segment angezeigt wird und der Pilot durch Steuern des Flugzeuges und Beobachten der Anzeige bewirkt, daß das Flugzeug auf einer gekrümmten Bahn fliegt, um den gewünschten Anflug zu schneiden.

Die Erfindung sieht also ein Überkopf-Sichtanflug-Instrument mit einer Anzeige einer Flugführungsinformation für einen Zweisegment-Anflug zum Aufsetzen vor. Die Anzeige hat eine Flugbahnmarke, die der Pilot mit einem Außenwelt-Zielpunkt ausrichtet, wie z. B. der Aufsetzzone der Piste. Während des ersten Segmentes ist die Flugbahnmarke abhängig von der Flugzeughöhe positioniert, um den sich ändernden Sichtwinkel zum Ziel festzulegen.

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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm zur Erläuterung einer Flugzeug-Plugbahn und einer Folge einer Flugführungsinformation gegenüber einem Hintergrund der Außenwelt für einen Mehrsegment-Anflug und Abfangen zum Aufsetzen;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung einer Flugzeug-Flugbahn und einer Folge einer Flugführungsinformation für einen Mehrsegment-Anflug mit einer Tendenz-Information für das Instrument;

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Steuertafel, der Mehrsegment-Anflugschaltung und des Überkopf-Sichtgeräts;

Fig. 4 ein Funktionsblockdiagramm der Mehrsegment-Anflugschaltung; und

Fig. 5 ein Funktionsblockdiagramm einer Schaltung zum Erzeugen eines genauen Signales, das die Höhe h des Flugzeuges über dem Boden darstellt.

In Fig. 1 soll ein mit einer Überkopf-Anzeige und einer Mehrsegment-Steuereinrichtung ausgestattetes Flugzeug auf einer Piste landen, indem es einem Mehrsegment-Anflug folgt. Die Fig. 1 zeigt eine ausgeblendete Anzeige einer Flugführungsinformation gegenüber einem Hintergrund der Außenwelt, wenn sich das Flugzeug an den verschiedenen dargestellten Punkten bef"? det. Die verschiedene Flugführungsinformation und die V V._

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sind in der Fig. 1 zur Verdeutlichung vergrößert gezeigt.

Wenn sich das Flugzeug 10 an einem Punkt 14 befindet, bereitet der Pilot das Sinken vor und erregt die Überkopf-Anzeige in Erwartung der Landung auf einer Piste 12. Der Pilot wünscht, daß das Flugzeug 10 ein erstes Anflugsegment 16 überstreicht und diesem folgt, dann einem zweiten Anflugsegment 18 und schließlich einer Anfangbahn 20, um auf der Piste 12 aufzusetzen.

Die Überkopf-Anzeige 22 ist mit einer Neigungsskala-Marke 2¹I und einem Flugbahnmarke-Strich 26 ausgestattet. Während eines Fluges entlang dem ersten Segment 16 und dem zweiten Segment 18 zeigt die Vertikal-Lage der Neigungsskala 24 bezüglich eines Punktes auf dem Boden, wie auf einem Schirm 22 zu beobachten ist, dem Piloten den Winkel, unter dem das Flugzeug vom Horizont bezüglich eines derartigen Punktes versetzt ist. Der vertikal bewegliche Flugbahn-Strich 26 spricht auf die Flugbahn des Flugzeuges an. Der Flugbahn-Strich 26 wird durch ein Befehlssignal von der Mehrsegment-Steuereinrichtung positioniert, und wenn ein Flug zu einem gewählten Punkt 28 entlang des ersten, des zweiten und des Abfangsegmentes der Anflugbahn folgt, bleibt der Flugbahn-Strich 26 dem gewählten Punkt 28 überlagert, wie dies weiter unten in Einzelheiten näher erläutert wird. Da z. B. beim Sinken des Flugzeuges der Sichtwinkel kleiner wird, bewegt sich der Flugbahn-Strich vertikal bezüglich des Horizontes. Wenn die Flugbahn den Zielpunkt 28 schneidet, wie dies auf der Anzeige 22 beobachtbar ist, liegt das Flugzeug 10 an einem Punkt 30, und die Anflugbahn des Landemanövers beginnt. Der Pilot betätigt die Steuerungen des Flugzeuges, so daß der vertikal bewegliche Flugbahn-Strich 26 dem gewählten Zielpunkt 28 überlagert bleibt, wie dies durch die Anzeige 22 angezeigt wird. Das Flugzeug fliegt auf dem ersten Anflugsegment 16j wenn die Beziehung zwischen dem Flugbahn-Strich 26 und

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dem Zielpunkt 28 beibehalten wird, wie dies oben erläutert wurde. Der vom Piloten gewählte Sinkwinkel entlang des ersten Segmentes 16 ist durch -^₁ bezeichnet und beträgt z. B. -6,5° von der Horizontlinie 32, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Wenn das Flugzeug 10 auf eine gewählte Höhe Ah über dem Boden sinkt, wie z. B. auf einen Punkt 3^, so endet das Sinken auf dem ersten Segment 16, und es beginnt das Sinken auf dem zweiten Segment l8. Am Übergangspunkt "5k positioniert ein Befehlssignal den Flugbahn-Strich 26 auf der Überkopf-Anzeige 22 auf einen Punkt unter dem Zielpunkt 28, wie dies dargestellt ist. Der Pilot betätigt dann die Steuerungen des Flugzeuges 10, um den Flugbahn-Strich 26 mit dem Zielpunkt 28 erneut auszurichten. Bei Ausrichtung sinkt das Flugzeug 10 entlang des zweiten Anflugsegmentes 18 entsprechend einem Anflugwinkel -yp, der z. B. -3,5° beträgt. An einem Punkt 36 beim Flug entlang des zweiten Segmentes 18 wird z. B. 100 ft (30,5 m) über dem Boden das Abfangmanöver eingeleitet. Die Neigungsskala-Marke 24 auf der Überkopf-Anzeige 22 wird gelöscht, und es werden Abfangmarkenpunkte 38 angezeigt. Die Abfangmarken sind auf der Überkopf-Anzeige an einer Stelle entsprechend einem Anflugwinkel - jf 2 positioniert. Der Pilot betätigt die Steuerungen des Flugzeuges, um den Flugbahn-Strich 26 mit den Abfangmarkenpunkten 38 und dem Zielpunkt 28 ausgerichtet zu halten; das Flugzeug 10 sinkt weiter entlang des zweiten Segmentes l8. An einem Abfang-Anfangspunkt 40, insbesondere in der Größenordnung von 45 - 50 ft ("13,7 - 15,2 m) über dem Boden,werden die Abfangmarkenpunkte 38 und der Flugbahn-Strich 26 beide nach oben zum Horizont bewegt. Der Pilot hält weiter den Flugbahn-Strich 26 mit den Punkten 38 ausgerichtet, wodurch das Abfangmanöver ausgeführt wird, so daß das Flugzeug einer Exponentialbahn folgt,

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um auf der Piste 12 aufzusetzen.

Der Sichtwinkel Y₀ (h) entlang des ersten Segmentes der Anflugbahn kann in Abhängigkeit der gewählten Anflugwinkel - Y<\» ~Y2» ^^{h und der} Höhe h des Flugzeuges über dem Boden ausgedrückt werden. Aus Fig. 1 ergeben sich die folgenden Beziehungen:

ΔΧ = X₂ - X₃ (1)

ΔX + X₁ = X₂ - X₃ + X₁ (2)

. „ yy _ h _ Ah

tan Y₁ - ^ - j— ₍₃₎

^tan Ϊ2 = Xj¹ (4)

^tan r

Für kleine Winkel gilt tan A=A, also:

* 1

₂^

^ * 2
X₃ = 4^ (8)

Aus den Gleichungen (2), (6), (7) und (8) folgt:

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₊ X₁ =ψ- Ah₊ h ₍₁₀₎

¹ -Jr 2 *ι «ι

Aus den Gleichungen (9) und (10) ergibt sich

Ah · Y₁ -Ah X₂ + h

Eine Umformung ergibt:

Yi ' Yo
YJh) = _-l 1 (12)

Der Winkel γ (h) ist der Sichtwinkel als Funktion der Höhe über dem Boden abhängig von den gewählten Werten für den Winkel - Y₁ für das erste Segment, für den Winkel - If₂ für das zweite Segment 18, von der Höhe h über dem Boden und der Höhe Ah des Übergangspunktes 34.

In Fig. 2 kann eine Tendenz- oder Trendinformation für die Überkopf-Anzeige 22 vorgesehen werden, wenn das Flugzeug auf dem ersten Segment 16 fliegt. Die Tendenzinformation ist eine Anzeige, wo das Flugzeug fliegt, gegenüber einer Information bezüglich seiner Lage oder Position, die durch Gleichung (12) gegeben ist. Zur Tendenzinformation gibt es bereits nähere Ausführungen. Wenn der Flugbahn-Strich 26 den gewählten Zielpunkt 28 schneidet, wird der Pilot mit der Information versorgt, daß das Flugzeug 10 auf dem ersten Anflugsegment 16 fliegt. Wenn der Flugbahn-Strich 26 mit dem Zielpunkt 28 in einem Punkt 42 ausgerichtet ist, hat der Momentan-Flugwinkel Y den Wert -Y₁, was dem Piloten anzeig-¹" daß die Flügel waagrecht sind und der Flug entlang dem ->wählten Winkel ~Y< erfolgt. Wenn das Flugzeug 10 * .? auf

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dem ersten Anflugsegment 16 sinkt und wenn der Momentan-Flugbahnwinkel in der Größe vom gewählten Winkel - ^₁ abweicht, zeigt der Flugbahn-Strich 26 die Differenz an, indem er sich vertikal bezüglich dem gewählten Zielpunkt in einer Richtung bewegt, die die Richtung der Abweichung angibt. Insbesondere ist in einem Punkt 44 der Momentan-Flugbahnwinkel Y größer als der gewählte Winkel - ^₁, was beitfirkt, daß der Flugbahn-Strich 26 unter den gewählten Zielpunkt 28 abfällt. Um diese Differenz zwischen dem Momentan-Flugbahnwinkel #" und - X* zu korrigieren, bringt der Pilot den Bug des Flugzeuges 10 nach oben, wodurch sich die Flugbahn des Flugzeuges ändert. Die Änderung in der Flugbahn bewirkt, daß der Flugbahn-Strich 26 ansteigt und letztlich den Zielpunkt 28 schneidet, um anzugeben, daß das Flugzeug wieder auf dem gewählten Anflugsegment fliegt. Wenn auf ähnliche Weise das Flugzeug 10 auf dem ersten Anflugsegment 16 fliegt und der Momentan-Flugbahnwinkel kleiner als - X* ist, wie dies z. B. in einem Punkt 46 dargestellt ist, wird der Flugbahn-Strich 26 auf einen Punkt höher als der Zielpunkt 30 angesteuert. Um diesen Zustand zu korrigieren, setzt der Pilot den Bug des Flugzeuges 10 herab, wodurch sich die Flugbahn ändert, was wiederum einen den Zielpunkt 30 schneidenden Abfall des Striches 26 hervorruft. Ein normaler Flug folgt wieder dem ersten Segment 16, wenn der Flugbahn-Strich 26 wieder den vom Piloten gewählten Zielpunkt 30 schneidet. Die für die Anzeige 22 vorgesehene Tendenzinformation ist ein wahlweises Merkmal, das gewählt eine Information abgibt, wo das Flugzeug für das gesamte erste Segment 16 der Anflugbahn verläuft.

Die Tendenzinformation auf dem zweiten Segment 18 beginnt nach Durchgang des Flugzeuges durch den Übergangspunkt 34 und wird auf der Anzeige 22 in einer bereits erläuterten Weise gegeben.

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Das erfindungsgemäße Plugzeug-Instrument ist in einem Blockschaltbild in Fig. 3 gezeigt. Eine Steuertafel 48 liegt in Reichweite des Piloten und ist mit einer Mehrsegment-Steuereinrichtung 50 gekoppelt _s die geeignet in einem Instrumentengestell angeordnet sein kann. Die Ausgn:.>rssip;nal.e von der Mehrsegment-Steuereinrichtung 50 werden zur rrberkopf-Anzeige 22 im Cockpit gespeist.

Die Steuertafel 48 ermöglicht es dem Piloten, die gewählten Parameter, wie z. B. die Anflugsegmentwinkel -Jf₁, - Jf₂ und Ah in die Mehrsegment-Anflugeinrichtung 50 einzugeben. Durch einen Einstellknopf-Schalter 52 kann der Pilot den gewählten Winkel - y*. für das erste Anflugsegment 16 eingeben. Der Winkel - ^₁ beträgt in der Figur -6,5°. Auf ähnliche Weise kann der Pilot durch einen Einstellknopf-Schalter 54 den gewählten Winkel -Jf₂ ^fu"r ^das zweite Anflugsegment 18 eingeben, Beim dargestellten Beispiel hat - /₂ den Wert -3,5°. Durch einen Einstellknopf-Schalter 56 kann der Pilot die gewählte Übergangshöhe Ah eingeben, die z. B. 200 ft (= 6l m) beträgt. Obwohl Daumenrad- oder Einstellschalter zum Eingeben der verschiedenen Parameter dargestellt sind, kann das System einen vorgewählten Satz von Parametern verwenden.

Durch einen Betriebsart-Wahl-Schalter 58 kann der Pilot ■wählen, ob er eine Tendenzinformation (automatische Betriebsart) zur Überkopf-Anzeige 22 für einen Flug auf dem ersten und dem zweiten Segment des Anfluges oder ob er einen Einsegment-Anflug (Hand-Betriebsart) anstelle eines Mehrsegment-Anfluges (automatische Betriebsart oder feste Betriebsart) wünscht.

Die Information vom Flugzeug wird an die Mehrsegment-Anflugeinrichtung 50 abgegeben (vgl. Fig. 3). Die Information

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BAD-ORlQiNAL

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umfaßt den Momentan-Flugbahnwinkel Y _s eine berechnete Nei gung Θ* (vgl. US-PS 3 851 303), eine Vertikal-Beschleunigung A und die Höhe h des Flugzeuges über dem Boden. Diese Signale v/erden von der bereits bestehenden Anordnung erhalten. AI-tfrrriativ kann -lie Höhe h jedoch '/on der in Fig. h pezeipten Schaltung abgegeben werden, wie dies weiter unt,er. näher· erläutert wird.

Die Mehrsegment-Anflug-Steuereinrichtung 50 hat Analog-Ausgangssignale, die den Flugbahn-Strich 26 und die Ileigungsskala-Marken 2H auf der Überkopf-Anzeige 22 ansteuern. Logik-Signale steuern die Beleuchtung der Neigungsskala und die Abfangsymbole.

Anhand der Fig. 4A und 4B wird der Betrieb der Mehrsegment-Anflugeinrichtung 50 näher erläutert. Während des Flu ges auf dem ersten Segment 16 der Anflugbahn ist die Neigungsskala 24 entsprechend dem berechneten Neigungssignal θ positioniert, das an einem Summierpunkt 60 liegt. Das andere Eingangssignal zum Summierpunkt 60 hat den Wert Null. Der Wert Y_(h) wird von einer Segment-Eins-Steuereinrichtung 62 erzeugt. Dieses Signal wird von einem Anflugbahn-Befehlssignal K( ^ + JT₁) subtrahiert, das die Tendenzinformation von einer Segment-Eins-Tendenzeinrichtung 64 darstellt, um ein Befehlssignal zum Positionieren des Flugbahn-Striches 26 abzugeben, wenn die automatische Betriebsart gewählt ist. Wenn die feste Betriebsart gewählt ist, ist das Eingangssignal von der Segment-Eins-Tendenzeinrichtung 64 in den Summierpunkt 66 auf dem Wert Null. Der Wert ^.,(h) mit der Tendenzinformation wird, wenn gewählt, von θ durch den Summierpunkt 67 subtrahiert, um das Flugbahn-Strich-Befehlssignal zu erzeugen. Der Pilot steuert das Flugzeug, um den Flugbahn-Strich mit dem beabsichtigten

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Aufsetzpunkt auf der Piste während des Fluges entlang dem ersten Segment 16 des Anfluges auszurichten.

Wenn der Flug auf dem ersten Segment 16 fortdauert, sinkt das Flugzeug zum Übergangspunkt 3¹J (Fig. 1), wo der Segment-Eins/Zwei-Schalter 68 ein Relais 70 erregt, das einen Schalter 80 schließt, wodurch die Flugbahnmarke entsprechend jfp positioniert wird. Der Betrieb des Schalters 68 hängt von der Wahl der bestimmten Betriebsart ab, die durch den Betriebsart-Wahl-Schalter 58 eingestellt ist (Fig. 3). Wenn der Betriebsart-Wahl-Schalter 58 auf Hand-Betrieb eingestellt ist, wird ein Signal zu einem ODER-Glied 71 gespeist, das das Relais 70 schließt. Wenn der Betriebsart-Wahl-Schalter 58 in der Stellung für automatischen oder festen Betrieb ist, vergleicht ein Übergangsvergleicher 73 die Höhe h des Flugzeuges 10 mit der durch den Piloten gewählten und über den Einstellknopf-Schalter 56 eingegebenen Höhe Ah. Wenn das Flugzeug auf einen Pegel tiefer als die gewählte Höhe Ah sinkt, speist der Übergangsvergleicher 73 ein Ausgangssignal zum ODER-Glied 71, um das Relais 70 zu erregen.

Eine Segment-Zwei-Tendenzeinrichtung 75 erzeugt ein Anflugbahn-Befehlssignal K( γ + ^₂) während des Fluges auf dem zweiten Segment 18. Das Signal von der Tendenzeinrichtung wird über einen Multiplizierer 7 h zu einem Summierpunkt 76 eines Signalmischers 78 gespeist. Der Zweck und der Betrieb

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des Signalmischers / werden weiter unten näher erläutert. Der Wert γ wird vom Anflugweg-Befehlssignal während des Fluges auf dem zweiten Segment 18 am Summierpunkt 80 subtrahiert. Das Ausgangssignal des Summierpunktes 80 wird von θ am Summierpunkt 66 subtrahiert, um das Flugbahn-Strich-Befehlssignal zu erzeugen. Der Pilot steuert das Flugzeug, um den Flugbahn-Strich mit dem beabsichtigten Aufsetzpunkt auf der Piste wäh-

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rend des Fluges auf dem zweiten Segment 18 auszurichten.

Bei einer Höhe, die ausreichend über der Abfang-Anfangshöhe liegt, damit der Pilot kurz mit dem Abfangmanöver beginnen kann, wird die Neigungsskala-Marke 24 gelöscht^, und die Abfangmarkenpunkte 38 werden beleuchtet. Insbesondere kann dies in einer Höhe von ca. 100 ft (30,5 m) eintreten. Der Vergleicher 82 vergleicht das Höhensignal mit einem Bezugssignal, wie z. B. 100 ft (30,5 m), und erzeugt ein Ausgangssignal, das die Abfangmarkenpunkte beleuchtet. Ein Inverter 84 gibt ein Ausgangssignal ab, um die Neigungsskala zu löschen, wenn die Abfangmarkenpunkte beleuchtet sind. Das Signal vom Höhenvergleicher 82 schließt einen Schalter 86, und der Wert γ~ wird zum Wert θ am Summierpunkt 60 addiert. Die Abfangmarkenpunkte sind mechanisch mit der O°-Markierung der Neigungsskala ausgerichtet (vgl. US-PS 3 816 005, insbesondere Fig. 11), und die Addition des Y ₂-Signales bringt die Punkte auf den geeigneten Flugbahnwinkel. Der Pilot sinkt weiter auf der Anflugbahn, wobei der Flugbahn-Strich 26 auf den Abfangmarkenpunkten 38 und dem beabsichtigten Aufsetzpunkt überlagert ist.

Bei der Abfang-Anfangshöhe bewegen sich die Abfangmarkenpunkte 38 und der Abfangbahn-Strich 26 nach oben zum Horizont. Gleichzeitig wird das Marken-Strich-Befehlssignal schrittweise vom Anflugbahn-Befehlssignal K( }f + <f₂) zum Abfang-Befehlssignal Σ vom Abfang-Befehlsgenerator 80 übertragen. Das Abfang-Befehlssignal wurde bereits erläutert. Ein Abfangs-Anfangsvergleicher 90 bestimmt, wenn das Flugzeug auf die Abfang-Anfangshöhe gesunken ist, und betätigt einen Schalter 92, der den Wert Jf₂ mit einer Exponentialeinrichtung 94 verbindet, wenn die Höhe benötigt wird. Das Ausgangssignal der Exponent ialeinrichtung 94 beginnt bei Null und steigt zeitabhängig auf den Wert Jf₂ an. Das Exponentialsignal von der Einrich-

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tung 94 erreicht den Wert Jf₂ in ca. 2 s. Dieses Signal wird zu Summierpunkten 8o und 96 gespeist, wo es mit dem Wert X~ gemischt wird, um das Abfang-Symbol zum Horizont zu bewegen. Der Pilot setzt den Betrieb des Flugzeuges fort, um die Strich-Marke mit den Punkten des Abfang-Symboles bis zum Aufsetzen ausgerichtet zu halten.

Der Signalmischer 78 arbeitet im Anschluß an den Abfanganfang, um das Anflugbahn-Befehlssignal K( tf + f_?) mit dem Abfang-Befehlssignal 2 umgekehrt proportional als Funktion der Flugzeughöhe zu mischen. Das Abfang-Befehlssignal Σ vom Generator 88 wird über einen Multiplizierer 98 zum Summierpunkt 76 gespeist. Steuersignale von den Multiplizierern 74 und 58 werden von einem Steuersignal-Generator 100 entsprechend der Flugzeughöhe auf dem zweiten Segment 18 der Flugbahn abgegeben. Wenn das Flugzeug über der Abfang-Anfangshöhe ist, hat das Ausgangssignal des Generators 100 den Wert 1, und das Anflugbahn-Befehlssignal wird unvermindert übertragen. An einem Summierpunkt 102 wird der Wert 1 vom Ausgangssignal eines Gliedes I60 subtrahiert und das Steuersignal zum Multiplizierer 98 gespeist, der über der Abfang-Anfangshöheausgeschaltet ist. Unter der Abfang-Anfangshöhe wird das Ausgangssignal des Generators 100 nach Null als Funktion der Höhe vermindert, wie dies dargestellt ist. Auf diese Weise wird der Verstärkungsfaktor des Multiplizierers 74 herabgesetzt, während der Verstärkungsfaktor des Multiplizierers 98 zunimmt. Das Abfang-Befehlssignal Σ wird zu einem negativen Eingangsanschluß zum Summierpunkt 80 gespeist, wenn der Steuerfaktor eines Multiplizierers 158 negativ ist. Das Signalmischen wird insbesondere eine Zeit etwas kürzer als 1,5 s abgeschlossen, wenn das Flugzeug 15 ft (= 4,6 m) sinkt.

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Die Abfang-Anfangshöhe wird vorzugsweise als Funktion des Flugbahnwinkels gewählt. Entsprechend haben der Vergleicher 90 und der Steuersignal-Generator 100 Eingangssignale mit dem Wert /-· Wenn insbesondere für den Flugbahnwinkel Y2 der Wert -3° gewählt ist, wird das Abfangen bei einer Höhe von ca. 30 ft (9»1 m) eingeleitet, während bei einem Flugbahnwinkel γ2 von -6° das Abfangen bei 45 ft (13,7 m) beginnt.

Der Betrieb der Segment-Eins-Logik 62 wird im folgenden näher erläutert, wobei daran erinnert sei, daß das Ausgangssignal Y (h) eine Funktion der Flugzeughöhe ist und abgegeben wird, während das Flugzeug das erste Segment 16 der Anflugbahn fliegt. Die Eingangssignale in die Segment-Eins-Logik 62 umfassen Y^₃ fp, Ah von der Steuertafel 48 und die Flugzeughöhe h. In Gleichung (12) wird der Zähler erhalten, indem % * mit Y2 ^^m Multiplizierer 104 multipliziert wird. Ein Dividierer 106 teilt Ah durch h, und der Quotient hiervon wird in einem Multiplizierer 110 mit ( Y ^ ~ Κ ^) von einem Summierpunkt 108 multipliziert. Das Produkt vom Multiplizierer 110 liegt an einem Summierpunkt 112, wo es zu Jf₂ addiert wird. Der gesamte Nenner vom Summierpunkt 112 wird in den Zähler durch einen Dividierer 114 geteilt, um Jf (h) daraus zu erhalten.

Wenn das Flugzeug nicht mit einem Funkhöhenmesser ausgerüstet ist, kann die Schaltung der Fig. 5 verwendet werden, um ein die Flugzeughöhe darstellendes genaues Signal zu erzeugen. Die bekannte Höhe der Piste wird aus einer Karte entnommen und durch einen Einstellknopf-Schalter 114 eingegeben. Das Ausgangssignal vom Einstellknopf-Schalter wird an einen Summierpunkt 116 abgegeben. Ein Barometer-Fühler 118 erfaßt den Atmosphärendruck, um ein die Flugzeughöhe darstellendes Signal zum Summierpunkt 116 zu speisen. Ein barometrisches

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Korrekturglied 120 erzeugt ein eine barometrische Korrektur darstellendes Signal, das an den Summierpunkt 116 abgegeben wird. Das Signal h vom Summierpunkt 116 stellt genau die Höhe des Flugzeuges über dem Boden dar.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

Überkopf-Sichtanflug-Flugzeug-Instrument, mit einem Schirm, auf dem der Pilot des Flugzeuges eine ausgeblendete Anzeige einer Flugführungsinformation gegenüber einem Hintergrund der Außenwelt beobachtet,

wobei die Anzeige eine Flugbahnmarke zum Ausrichten mit einem vom Piloten gewählten Außenwelt-Zielpunkt durch Betätigen der Fluglage und Geschwindigkeit des Flugzeuges hat, um einer Zweisegment-Anflugbahn zu folgen,

g e k e η η ζ e i c h η e t

durch

eine Einrichtung zum Positionieren der Flugbahnmarke nacheinander entsprechend einem ersten Anflugbahn-Befehl und dann einem zweiten Anflugbahn-Befehl,

wobei die Steuerung des Flugzeuges durch den Piloten zur Ausrichtung der Flugbahnmarke mit dem vom Piloten gewählten Außenwelt-Zielpunkt bewirkt, daß das Flugzeug auf einem ersten Anflug-Segment mit einem Winkel ~X^ und dann auf einem zweiten Anflug-Segment mit einem Winkel - J^₂ fliegt.
2.

Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

572-(B01020)-KoE

■809-813/0764'

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daß die Plugbahnmarke als Funktion der Höhe entlang des ersten Anflug-Segmentes durch ein Signal proportional zur Gleichung

(If₁-if_a)

h ^{v u} 1

gesteuert ist, mit

h = Flugzeughöhe über dem Boden (Grund), und

Ah - Höhe, bei der das erste Segment das zweite Segment schneidet.
3. Instrument nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß eine weitere Einrichtung das Signal proportional zur Gleichung erzeugt und aufweist:

eine Signalquelle für ein h darstellendes Signal, einen Dividierer zum Dividieren von Ah durch h, um Ah/h zu erzeugen,

einen Subtrahierer zum Subtrahieren von Y₂ von Y₁₃ χ ^mm χ ι 711 ^ τ* *7 (^i ι O^ f^n
A A Q O ' O S

einen Multiplizierer zum Multiplizieren von (X*- X ₂)

mit Ah/h, um -^- (^₁ - Y₀) zu erzeugen,

Ah

einen Addierer zum Addieren von Y₀ mit —r— (X _Λ - X_o),

Ah s

um -=?— (j.. - X _o) +Y₀ zu erzeugen,

einen Multiplizierer zum Multiplizieren von Y_Λ mit X₀, um Y* · Y₂ zu erzeugen, und

einen Dividierer zum Dividieren von Y₁ · Y ₂ durch ~ X ?) ⁺ If?» ^ ^^as Signal abzugeben.

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4. Instrument nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Wähler zum Wählen von Y\., Jf₂ und Ah.
5. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Flugbahnmarke als Funktion der Höhe entlang des ersten Segmentes durch ein Flugbahn-Strich-Befehlssignal gleich

gesteuert ist, mit

θ = Neigung des Flugzeuges,

h = Höhe des Flugzeuges über dem Boden, und

Ah - Höhe, bei der das erste Segment das zweite Segment schneidet.
6. Instrument nach Anspruch 5₃ gekennzeichnet durch

eine Einrichtung, die die Flugbahnmarke entlang des ersten Segmentes erzeugt und aufweist:

eine Signalquelle für ein θ darstellendes Signal, eine Signalquelle für ein

Y₁ -IT₂

darstellendes Signal,

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einen Subtrahierer zum Subtrahieren von

von θ während des ersten Anflug-Segmentes, und

ein auf h und Ah ansprechendes Glied zum Entfernen von

Ir₁ - If₂) ♦ V₂

vom Subtrahierer, wenn h kleiner als Ah ist.
7. Instrument nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch

eine Signalquelle für ein die tatsächliche Flugbahn Y darstellendes Signal, und

einen Summierer zum Addieren des den tatsächlichen Flugbahnwinkel darstellenden Signales mit

während des ersten Anflug-Segmentes.
8. Überkopf-Sichtanflug-Flugzeug-Instrument, mit

einem Schirm, auf dem der Pilot des Flugzeuges eine ausgeblendete Anzeige einer Flugführungsinformation gegenüber einem Hintergrund einer Außenwelt beobachtet, wobei die Anzeige eine Anflugwinkel-Bezugsmarke und

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eine Plugbahnmarke zum Ausrichten mit einem Außenwelt-Zielpunkt durch Führung der Flugzeughöhe und -geschwindigkeit aufweist,

um einer Zweisegment-Anflugbahn zu folgen,

gekennzeichnet durch

eine erste Einrichtung zum Positionieren der Anflugwinkel-Bezugsmarke entsprechend der Neigungslage des Flugzeuges, und

eine zweite Einrichtung zum Positionieren der Flugbahnmarke nacheinander entsprechend einem ersten Anflugbahn-Befehl und dann einem zweiten Anflugbahn-Befehl,

wobei die Führung des Flugzeuges durch den Piloten zur Ausrichtung der Flugbahnmarke mit dem Außenwelt-Zielpunkt bewirkt, daß das Flugzeug den beiden Segmenten der Anflugbahn folgt.
9. Instrument nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß der erste Anflugbahn-Befehl ein erstes Anflug-Segment bei einem Winkel - Y* und das zweite Anflug-Segment ein zweites Anflug-Segment bei einem Winkel -Y₂ "darstellen.
10. Instrument nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß - Y₁ > - Y₂ ist.
11. Instrument nach Anspruch 9»
dadurch gekennzeichnet,

daß -Y₁- -6° und -Y₂- -3° sind.
12. Instrument nach Anspruch 9, . . " gekennzeichnet durch

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eine dritte Einrichtung zum vertikalen Verschieben der Anflugwinkel-Bezugsmarke entsprechend der Differenz zwischen dem tatsächlichen Flugwinkel )( und - Jf₁ während eines Fluges auf dem ersten Anflug-Segment und dann entsprechend der Differenz zwischen dem tatsächlichen Flugbahnwinkel Y und einem Winkel Y~ während des Fluges auf dem zweiten Anflug-Segment .
13. Instrument nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Anflugwinkel-Bezugsmarke eine vertikal bewegliche Neigungsskala aufweist, die auf der Anzeige überlagert ist.
14. Flugzeug-Instrument j mit

einer Überkopf-Anzeige, auf der der Pilot eine Führungsinformation gegenüber einem Hintergrund einer Außenwelt beobachten kann,

wobei die Pilot-Führungsinformation eine Flugbahnmarke zum Ausrichten mit einem Außenwelt-Ziel aufweist,

gekennzeichnet durch

eine Marken-Befehlssignalquelle zum Positionieren der Marke zur Führung des Piloten auf einer Flugbahn bei einem Winkel zur Sichtlinie vom Piloten zum Außenwelt-Ziel aus:

einer Signalquelle für ein den Flugbahnwinkel darstellendes Signal,

einer Signalquelle für ein die Höhe des Flugzeuges über dem Boden darstellendes Signal, und

einer Einrichtung, die abhängig vom Flugbahnwinkel und der Flugzeughöhe betätigbar ist, um die Flugbahnmarke auf der Sichtlinie des Piloten zum Ziel zu positionieren und um die Marke zu bewegen, so daß die Sichtlinie des Piloten zum Ziel gehalten ist, wenn sich die Flugzeughöhe ändert.

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