DK155252B - Databehandlingsanlaeg til inden flyvningen at planlaegge et luftfartoejs flyvning ud fra information paa et kort - Google Patents

Description

DK 155252 B

Opfindelsen angår databehandlingsanlæg til inden flyvningen at planlægge et luftfartøjs flyvning ad lige baner mellem successive, udvalgte, kendte drejepunkter, der er repræsenteret på et kort.

5 Planlægning af ruter for flyvemaskiner foretages almindeligvis for at sikre, at fartøjet følger en for-udlagt bane for at udnytte eller undgå visse angivne omstændigheder. F.eks. kan det kræves, at flyvemaskiner følger angivne luftruter, og drejer ved angivne punkter.

10 Ruteplanlægningen kan foretages, medens fartøjet er i luften, eller kan fortrinsvis være forudplanlagt for at reducere besætningens arbejdsbyrde under flyvningen.

Opfindelsen går ud på at tilvejebringe et databehandlingsanlæg, hvormed der kan udføres sådanne rute-15 planlægningsoperationer før flyvningens begyndelse.

Til opnåelse heraf er databehandlingsanlægget i-følge opfindelsen ejendommeligt ved, at anlægget omfatter et aftastningsbord med en flade, hvorpå et kort kan monteres, og med midler til bestemmelse af relative 20 digitale positionskoordinater for hvert udvalgt dreje-punkt på fladen i forhold til hinanden og til frembringelse af udgangssignaler, der angiver de relative digitale positionskoordinater for hvert valgt drejepunkt, indgangsorganer til frembringelse af yderligere signaler, 25 der definerer i det mindste én kendt parameter fra gruppen omfattende hastighed i forhold til jordoverfladen, hældningsvinkel, oprindelig brændstofbeholdning og brændstofforbrug pr. tidsenhed, regneorganer, der modtager og behandler signalerne fra aftastningsbordet og 30 de yderligere signaler fra indgangsorganerne til beregning for hver bane mellem par af valgte drejepunkter af i det mindste én variabel faktor fra gruppen omfattende baneretning, tilbageværende brændstof, forventet flyvetid for banen mellem de valgte drejepunkter, og 35 indeholder midler til beregning af den forventede totale flyvetid ved addition af de individuelle tidsberegninger, der er udført for banerne, samt registre- 2

DK 155252 B

ringsorganer til frembringelse af en registrering af de parametre og de variable faktorer, der er nødvendige for, at luftfartøjet kan tilbagelægge den planlagte rute. Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under 5 henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et blokskema over et databehandlingsanlæg, og fig. 2 en modifikation af det i fig. 1 viste anlæg.

10 Det i fig. 1 viste anlæg er baseret på et aftastningsbord (scanner) PB og dets tilhørende kredsløb, son generelt er angivet med henvisningen 10. Aftastningsbordet består af en overflade, hvortil et kort kan fastgøres, og under hvilket der findes to sæt ledere. Hvert sæt ledere omfatter 15 et stort antal parallelle ledere, der er anbragt som to ind i hinanden vævede arrangementer, idet et sæt er parallelt med X-aksen og det andet sæt er parallelt med Y-aksen for bordet. En løber C kan bevæges hen over bordets overflade og bærer en spole, som kan aktiveres 20 med en sinusformet strøm med konstant amplitude, så at der tilvejebringes et symmetrisk magnetfelt. Løberen bærer også et trådkors, som er nøjagtigt anbragt i centret for.dette felt. Vekselstrømsfødningen for løberen afledes fra en taktgenerator CK via en tæller CTR,

25 der i denne henseende virker som frekvensdeler. Det firkantformede udgangssignal fra tælleren omdannes til en sinusform, og en effektforstærker PA tilvejebringer den ønskede strøm til løberspolen. Udgangssignalerne fra de to sæt X-ledere og de to sæt Y-ledere på plotte-30 bordet føres gennem kredsløb som tilvejebringer signaler, der repræsenterer X- og Y-udgange. Disse signaler tilføres en fasedetektor PD, der sammenligner faserne af X- og Y-signalerne med den oprindelige firkant-kurveform, som anvendes til drift af løberen, og 35 tilvejebringer impulser for hver forøgelse af løberens bevægelse. Disse forøgelser anvendes til at forøge eller at nedsætte indholdet i separate X- og Y-tællere CTX

3

DK 155252 B

og CTY til opnåelse af X- og Y-koordinater for løberen til ethvert tidspunkt.

Det ovenfor beskrevne kredsløb er velkendt og anvendes ofte i forbindelse med aftastningsborde for digital 5 tegning og lignende. USA-patentskrifter nr. 3.647.963 og 3.801.733 beskriver arrangementer af denne art.

X- og Y-tællernes udgangssignaler multiplekses, når dette kræves, med en multiplekser MX og tilføres som et 16-bit tal til en processor CPU med et til-10 hørende lager ST. Mellemliggende udstyr IF forbinder processoren og en printer PR, som kan have et tilhørende tastatur, der virker som indgangsorgan. Koblingslogik SL omdanner signalerne fra et antal trykknapper B, der er anbragt på løberen C, til signaler 15 til styring af printeren og processoren, idet printeren styres via det mellemliggende udstyr IF. Et tastatur K er tilsluttet dette mellemliggende udstyr IF.

De sidste elementer i anlægget er valgfrie perifere udgangsorganer såsom et transportabelt, dvs. afta- :

20 geligt, lager PS, en visuel fremvisningsenhed VDU

eller en kassettebåndoptager CR. Indretningen af disse forskellige anlægselementer og disses indbyrdes forbindelse er konventionel og kan være som generelt beskrevet i bogen "Theory and Design of Digital Computers" af 25 David Lewin, udgivet 1972 af Nelson of England, se navnlig side 236-267.

Til indledning og kalibrering under drift anbringes et kort på aftastningsbordet og løberen indstilles til en kendt referenceposition. Koordinaterne for denne refe-30 rence indtastes ved hjælp af printerens tastatur enten i kortgitterform eller i form af bredde og længde. En anden kendt reference med andre X- og Y-koordinater indføres på tilsvarende måde. Afstanden mellem punkter, der hvert er defineret ved X- og Y-koordinater kan nu beregnes af 35 løberen under anvendelse af Pytagoras1 læresætning. Med denne information er processoren i stand til at bestemme målestokken for det anvendte kort. Endvidere er proces- 4

DK 155252 B

soren i stand til at tage hensyn til en eventuel manglende registrering mellem aftastningsbordets gitter og kortet.

Ved anvendelse af anlægget kan en flyvemaskine 5 antages at bevæge sig i rette linier mellem udvalgte punkter, og at bevæge sig med tilnærmelsesvis konstant hastighed.

I tilfælde af planlægning af en rute for en flyvemaskine er det en enkel sag for processoren, som over 10 tastaturet er forsynet med kendte parametre såsom hastighed, brændstofsforbrug, brændstoflast og krængningsvinkel (eller drejningsradius), at bestemme variable faktorer såsom retningen mellem to punkter, brændstofforbruget (eller brændstofreserven) og flyvetiden. Så-15 danne oplysninger er af stor værdi for flyvemaskinens pilot.

Ved f.eks. at anvende Pytagoras' læresætning og sædvanlige trigonometriske størrelser kan der ud fra retvinklede kortkoordinater for to valgte punkter langs 20 ruten let beregnes de ækvivalente polære koordinater for den variable faktor baneretningen, såvel som afstanden mellem punkterne. Som det fremgår af US patent-skrift nr. 3.979.057 er endvidere de grundlæggende ligninger, der forbinder tid, afstand, brændstofforbrug pr.

25 tidsenhed og virkeligt brændstofforbrug velkendte. F. eks. er tid = afstand: hastighed. Brændstofforbrug = brændstofforbrug pr. tidsenhed · tid. Ved mere spidsfindige beregninger kan krængningsvinklen og hastigheden i forhold til jorden kombineres til beregning af drej-30 ningsradius under anvendelse af formelen drejnings- radius = hastighed : (g·tg Θ), hvor g er gravitationskonstanten og & krængningsvinkelen.

Under driften, når de to referencepunkter er bestemt som angivet ovenfor, identificeres de variable 35 parametre og tilføres processoren via tastaturet K på printeren. Efter dette skal man blot definere hvert ud- 5

DK 155252 B

valgt punkt langs ruten, og processoren vil beregne og forårsage, at printeren registrerer, de forskellige variable faktorer vedrørende hvert stykke af ruten.

Der kan findes midler til at ændre kortet, og to 5 nye referencepunkter defineres hver gang dette sker.

Tegningen viser flere valgfrie, perifere udgangsorganer, som drives af processoren. Det transportable lager PS er et lager, hvori den beregnede information kan lagres, så at den derefter kan overføres til flyve-1 0 maskinens eget databehandlingsudstyr. Dette bevirker, at mandskabet er fri for selv at skulle indføre alle parametrene i flyvemaskinens anlæg. Tilsvarende kan en båndkassette anvendes på samme måde, idet båndet fås fra en kassettebåndoptager CR. Den visuelle fremvis-15 ningsenhed VDU er et alternativ til printeren for at tilvejebringe en visuel udlæsning, hvor printeren dog tilvejebringer en permanent registrering. Det er selvfølgelig muligt at sørge for, at fremvisningen kun viser sig på den visuelle.fremvisningsenhed VDU, medens der 20 kun tilvejebringes en trykt registrering, når korrektioner er udført ved anvendelse af fremvisningsenheden VDU. Det transportable lager PS og båndkassetten kan også anvendes som indgangsorganer for programmering af processoren.

25 Fig. 2 viser en mulig modifikation af det ovenfor beskrevne anlæg. Det kan ske, at de forskellige drejningspunkter langs en rute faktisk er forud fastlagt, og deres koordinater registreret i en del af lageret ST. Det er ønskeligt, at anvende disse forudbestemte 30 punkter snarere end vilkårlige punkter valgt af operatøren , hvis de to ligger tilstrækkeligt tæt ved hinanden. Blokdiagrammet viser detaljer inden for processoren og lagerblokkene i fig. 1. Et temporært lager TS og et fastpunktlager FPS er begge forbundet til en kompara-35 tor CMP. De to lagre har adskilte indgange. Det temporære lager TS er også forbundet til en lagerlæser SR, som virker på fastpunktlageret FPS. Udgangen fra kom-

DK 155252 B

6 paratoren styrer en selektor S, som overfører data fra enten det temporære lager eller fra fastpunktlage-ret til et andet lager WS, der indeholder de punkter som skal anvendes af processoren ved den nødvendige 5 beregning.

Komparatoren CMP sammenligner koordinaterne til punkterne som forelægges den fra de to lagre TS og FPS. Hvis de to punkter er tæt nok ved hinanden, det vil sige inden for en forudbestemt af starid fra hinanden, 10 vil det forudvalgte punkt fra lageret FPS blive anvendt, ellers vil punktet fra det temporære lager blive foretrukken.

Under driften vil hvert punkt, som operatøren tilfører processoren, derfor forårsage, at lagerlæseren 15 SR udlæser en for en fra lageret FPS koordinaterne til alle punkterne i dette lager. Komparatoren prøver så hver enkel for at se, om punktet ligger tæt nok ved det punkt som operatøren indfører. Udgangen fra komparatoren styrer selektoren S, så at denne afgiver de 20 pågældende koordinater til lageret WS for at muliggøre efterfølgende beregninger.

Som allerede nævnt kan processoren indrettes til at tage hensyn til ændring af kortets målestok eller til manglende registrering, og den er om nødvendligt i 25 stand til at konvertere koordinaterne mellem kortgitteret og bredde- og længdeværdier. Aftastningsbordet behøver ikke anvende den frie løber og det induktive feltsystem som er beskrevet ovenfor. Andre aftastningsborde anvender transorer til måling af bevægelsen langs de to 30 vinkelret på hinanden stående akser af bordet. Tilsvarende kunne der anvendes skanderingsteknik ved hjælp af en lyspen, således som beskrevet i USA-patentskrift nr. 4.022.969.

Claims (7)

1. Databehandlingsanlæg til inden flyvningen at planlægge et luftfartøjs flyvning ad lige baner mellem successive, udvalgte, kendte drejepunkter, der er repræsenteret på et kort, kendetegnet ved, at 5 anlægget omfatter et aftastningsbord (PB) med en flade, hvorpå et kort kan monteres, og med midler (C, PD, CTX, CTY, MX) til bestemmelse af relative digitale positionskoordinater for hvert udvalgt drejepunkt på fladen i forhold til hinanden og til frembringelse af ud-10 gangssignaler, der angiver de relative digitale positionskoordinater for hvert valgt drejepunkt, indgangsorganer (K) til frembringelse af yderligere signaler, der definerer i det mindste én kendt parameter fra gruppen omfattende hastighed i forhold til jordoverfladen, 15 hældningsvinkel, oprindelig brændstofbeholdning og brændstofforbrug pr. tidsenhed, regneorganer (CPU), der modtager og behandler signalerne fra aftastningsbordet (PB) og de yderligere signaler fra indgangsorganerne (K) til beregning for hver bane mellem par af valgte 20 drejepunkter af i det mindste én variabel faktor fra gruppen omfattende baneretning, tilbageværende brændstof, forventet flyvetid for banen mellem de valgte drejepunkter, og indeholder midler til beregning af den forventede totale flyvetid ved addition af de individuel-25 le tidsberegninger, der er udført for banerne, samt registreringsorganer (PR) til frembringelse af en registrering af de parametre og de variable faktorer, der er nødvendige for, at luftfartøjet kan tilbagelægge den planlagte rute. DK 155252 B

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at indgangsorganerne omfatter et tastatur (K).

3. Anlæg ifølge et hvilket som helst af kravene 1-2, kendetegnet ved, at organerne til til- 5 vejebringelse af en registrering omfatter en printer (PR).

4. Anlæg ifølge et hvilket som helst af kravene 1-2, kendetegnet ved, at organerne til tilvejebringelse af en registrering omfatter et datalager 10 (PS).

5. Anlæg ifølge krav 4, kendetegnet ved, at datalageret indeholder midler (CR) til registrering på magnetbånd.

6. Anlæg ifølge et hvilket som helst af kravene 15 1-5,kendetegnet ved, at beregningsorganerne omfatter et lager (ST) indrettet til at modtage de relative, digitale positionskoordinater for de udvalgte drejepunkter, og en processor (CPU) indrettet til at beregne de variable faktorer ud fra de digitale positions-20 koordinater og de kendte parametre.

7. anlæg ifølge krav 6, kendetegnet, ved, at beregningsorganerne indeholder et yderligere lager (FPS) indrettet til at lagre de relative positionskoordinater for et forudbestemt antal af dreje- 25 punkterne, og en komparator (CPM) indrettet til at sammenligne positionerne af hvert udvalgt drejepunkt med positionerne af det forudbestemte antal drejepunkter, og til at tilføre processoren (CPU) positionen af et forudbestemt drejepunkt, hvis dette ligger inden 30 for en forudbestemt afstand fra et udvalgt drejepunkt.