DE2151509A1

DE2151509A1 - Anzeigevorrichtung fuer das Lenken von Fahrzeugen,insbesondere von Luftfahrzeugen waehrend des Rollens

Info

Publication number: DE2151509A1
Application number: DE19712151509
Authority: DE
Inventors: Xenakis James Antonios; Zechnowitz Alvin Lou
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1970-10-16
Filing date: 1971-10-15
Publication date: 1972-04-20
Also published as: US3662332A; CA949146A; IT939541B; FR2111662A1; GB1323529A; FR2111662B1

Description

Patentanwälte

Dipl. Ing. C. Wallach ίδ, ΟΚΤ. 197/

Dipl. Ing. G. Koch
Dr. T. Haibach

8 Mönchen 2 I3 448 - Ffc/Hi

eJel. 240275

Sperry Rand Corporation* New York / USA

Anzeigevorrichtung für das Lenken von Fahrzeugen, Insbesondere von Luftfahrzeugen während des Rollens

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anzeigevorrichtung für das genaue Lenken von Fahrzeugen, insbesondere von Luftfahrzeugen während des Rollens zu einem vorgegebenen Haltepunkt, wobei diese Vorrichtung insbesondere. Jedoch nioht ausschließlich, auf die abschließende Lenkung eines Luftfahrzeuges nach dem Landen zu einem genauen Haltepunkt beet iamt 1st, der für die Übernahme von Fassagieren oder Fracht vorgesehen ist« Die Erfindung bezieht sich außerdem auf Fühleranordnungen für derartige Anzeigevorrichtungen.

Die beträchtliche Kompliziertheit moderner Flughäfen, ihre Oberfüllung durch sioh auf dem Boden in dem Flughafenbereich bewegende oder abgestellte Luftfahrzeuge und Bodendienstfahrzeuge und die Notwendigkeit zur Einhaltung maximaler Sicherheitsforderungen für den Schutz von Passagieren, von Fracht und kostspiellegen Luftfahrzeugen haben einen Bedarf für eine verbesserte Kontrolle über die Bewegung von

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Luftfahrzeugen auf dem Flughafen geschaffen« Es wurde eine Integrierte Kontrolle der Haupt-Rollwege geschaffen, so daß ein zentraler Kontrolleur den Weg jedes gelandeten Luftfahrzeuges zu dem der-Lade- oder Entlade-Steile des Luftfahrzeuges benachbarten Bereich auswählt. Derartige zentral gesteuerte Systeme arbeiten mit einer gewissen Wirksamkeit, um Luftfahrzeuge schnell von den Ladebahnen fortzuführen, so daß nachfolgende Luftfahrzeuge unbehindert landen können. Blockbelegungs-S teuersys teme unter Verwendung verschiedener Ptlhlervorrichtungen unter Einschluß der überwachung von Bodenfahrzeugen mit Hilfe von Radar wurden in nützlicher Weise für die Kontrolle der Haupt-Rollwege verwendet·

Die Kontrolle über die Bewegung von Luftfahrzeugen in der unmittelbaren Nähe der endgültigen Belade-Steile wurde nicht beträchtlich verbessert, obwohl sich gerade in diesem Bereich die hauptsächliche Anhäufung von abgestellten und sich bewegenden Fahrzeugen aller Arten normalerweise findet, und zwar zusammen mit verschiedenen gefährlichen festen Hindernissen, die von dem Luftfahrzeug gemieden werden müssen*

üblicherweise wird in der unmittelbaren Nähe der endgültigen Abstelleinrichtungen eine Kontrolle dadurch durchgeführt, daß der Pilot Linien und andere auf den Bodenbelag dee Flughafens gezeichnete Symbole beachtet, die bei schlechtem Wetter unsichtbar werden. Derartige Linien können von dem Piloten nur weit vor dem Luftfahrzeug gesehen werden. Der Pilot wird in manchen Fällen durch Stoppsignale unterstützt, die rechts oder links vom Luftfahrzeug angebracht sind, der Pilot muß jedoch in diesem Fall zur einen oder anderen Seite blicken, um diese Signale zu beobachten. In anderen Fällen muß er die Lage des Luftfahrzeuges in

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bezug auf eine Sonde beachten, von der ein Endpunkt eo aufgehängt ist« daß sie die Windschutzscheibe des Luftfahrzeuges In einer besondere Welse berührt. Derartige bekannte Vorrichtungen weisen keine Genauigkeit auf, ergeben für den Piloten nur einen geringen Anhalt für die Annäherungegeschwindigkeit und lenken den Piloten von der Erkennung dessen ab, was direkt vor dem Luftfahrzeug vorgeht.

Weiterhin wird Flughafenpersonal zur manuellen Signalisierung von Instruktionen an den Piloten während des abschließenden Manövers verwendet· Obwohl sich dieses Personal auf dem Boden befindet und daher die genaue Momentane Stellung der FahrwerksrSder des Luftfahrzeuges beobachten kann, muß es außerdem den Piloten beobachten, um sicher zu sein, daß der Pilot das Personal und die von ihm gegebenen Signale immer erkennen kann« Weiterhin sind derartige Signale sehr leioht mißverständlich, ergeben keinen Überblick Über die Annänerungsgeschwlndigkeit und die Information des Piloten ist gegenüber der wirklichen Stellung des Luftfahrzeuges im allgemeinen stark verzögert. Die Kosten für dieses einfache System sind extrem hooh, well die Dienste eines derartigen Personals auf der Basis eines 24-Stunden-Tages 7 Tage lang in der Woche benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine sehr genaue Lenkung von Fahrzeugen und insbesondere von Luftfahrzeugen während des Rollvorganges im Flughafenbereich ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die dem Bedienungspersonal eines Fahrzeuges eine LenkungBanzeige für das Lenken des Fahrzeuges entlang eines vorgegebenen Weges mit einem Wegende geschaffen wird, an dem im wesentlichen ein gewünschtes Manöver von dem

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abschließenden genau definierten Pfad und beim genauen Nachfolgen entlang dieses endgültigen Pfades sowie beim Anhalten an einem festgelegten Punkt auf dem endgültigen Pfad in bezug auf das Flughafengebäude oder eine andere Stelle* Die Lenkungs- und Darstellungsvorrichtung ist auf de» Flughafen angeordnet und nicht in dem Luftfahrzeug» Weiterhin ist sie direkt in der Siohtlinie des Piloten angeordnet, wenn dieser seine Augen auf die gewünschte Riehtung der Vorwärtsbewegung des Luftfahrzeuges richtet» Die Abhängigkeit von primitiver manueller Signalgebung wird vermieden« weil das Darstellungssystem dem Piloten ohne bedeutende Verzögerung anzeigt, welches Manöver erforderlloh ist» um den gewünschten Kurs des Luftfahrzeuges e nzuhalten.

Entsprechend einem weiteren Grundgedanken der Erfindung werden Fühlermittel geschaffen, die die Lage eines Bildes eines Zieles feststellen können, wobei die FUhlermittel photoempfindliche Detektoranordnungen mit ersten und zwei* ten Elektrodenanordnungen zur Lieferung erster und zweiter Ausgangssignalei Mittel zur Anordnung des Zielbildes auf den Elektrodenanordnungen, Anordnungen zum Summieren der ersten und zweiten Ausgangssignale zur Bildung eines Erfassungssignals» Vorrichtungen zur Darstellung des Erfassungssignals und Anordnungen zur subtraktiven Zusammenfassung der ersten und zweiten Ausgänge zur Bildung eines Differenzsignals umfassen.

Eine erfindungsgwnäße Lenk- und Anzeigevorrichtung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert*

In der Zeichnung zeigen}

FIg« 1 eine repräsentative Ansicht des Flughafengebäudebereichs, aus der die Lage der Elemente einer ersten Ausführungsform der erflndungsgemäßen Vorrichtung erkennbar ist;

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Fahrzeug ausgeführt werden muß, wobei die Vorrichtung erste« zur Befestigung an dem Fahrzeug und zur Aussendung elektromagnetischer Strahlung mit einer ersten Frequenz bei Beleuchtung mit einer elektromagnetischen Energie einer zweiten Frequenz geeignete Anordnung« eine in der Nähe des Endes des Weges angeordnete Quelle zur Erzeugung elektromagnetischer Energie mit der zweiten Frequenz zur Beleuchtung der ersten Anordnung, in der Nähe des Endes des Weges angeordnete und durch elektromagnetische Energie der zweiten Frequenz aktivierte Fühlermittel, die auf die erste Anordnung zur Ableitung eines Positlonsfehlerslgnales in bezug auf die Querstellung der ersten Anordnung In bezug w auf den Weg gerichtet sind, erste Darstellungsvorrichtungen in der Nähe des Endes des Weges zur Anzeige einer Charakteristik des Fehlersignals an das Bedienungspersonal, zweite, in der Nähe des Endes des Weges angeordnete und durch elektromagnetische Energie der zweiten Frequenz aktivierte Fühlermittel, die auf die erste Anordnung gerlohtet sind, um ein Kontrollsignal bei Erreichen des Endes des Weges durch die erste Anordnung zu erzeugen, und zweite Darstellungsvorrichtungen in der Nähe des Endes des Weges umfaßt, die durch das Kontrollsignal betätigt werden, um dem Bedienungspersonal einen Befehl zur Einleitung des gewünschten Manövers anzuzeigen,

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt eine Allwetter-Lenkungsvorrichtung, die einem Luftfahrzeugpiloten genaue Lenkanweisungen beim Verlassen eines Abzweig-Rollweges des Flughafens und beim sicheren und genauen Bewegen des Luftfahrzeuges in Richtung auf die endgültige Abstellposition liefertt Zusammenwirkende optische Lenkungsfühler und Lenkungsdarstellungsvorrichtungen unterstutzen den Piloten beim Bewegen des Luftfahrzeuges entlang eines anfänglichen Annäherungspfades, beim Eindrehen in einen

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Fig. 2 einen Aufriß« der einem der Teil der Figo entspricht*

Pig. 2 eine erläuternde Darstellung zur Beschreibung der Betriebsweise der Vorrichtung nach den Fig· I und 2;

Fig. 4 eine Ansicht der Darstellungssymbole, die bei der Erfindung verwendet werden;

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht;

Fig· 6 ein Verdrahtungssohaltbild eines optischen Detektors der Vorrichtung;

Fig. 7 ein Verdrahtungsschaltbild eines alternativ für den Detektor naoh Fig. 6 verwendeten Detektors;

Fig· 8 ein Verdrahtungsschaltbild einer Darstellungsausrüstung zur Lieferung der Darstellungen nach Flg. 4 und 5;

Fig· 9 einen der Fig. 2 ähnlichen Aufriß* der die

Lage der die zweite Ausftthrung3form darstellenden Elemente zeigt;

Fig. 10 erläuternde Darstellungen zur Beschreibung und 11 der Betriebsweise der Vorrichtung nach Fig. 9;

Fig. 12 ein Verdrahtungßsehaltbild einer Darstellung3-ausrüstung, die alternativ für die nach Fig. verwendet werden kann.

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Flg. 1 zeigt eines repräsentative Situation, in der sieh ein Pilot oder eine Bedienungsperson beim Abstellen eines Luftfahrzeuges oder eines anderen Fahrzeuges an einem Flughafengebäude o.E. befindet und zeigt die zwei Arten« auf die die vorliegende Erfindung zur genauen Führung des Luftfahrzeuges oder Fahrzeuges an einen ausgewählten Abstellplatz verwendet werden kann· Eine erste Betriebsweise der Vorrichtung wird im folgenden als Grob-Betriebsweise bezeichnet; sie umfaßt die Unterstützung des Piloten beim Rollen oder Bewegen des Luftfahrzeuges 1 entlang eines anfänglichen Lenkungsweges» der in Fig. 1 allgemein durch die gestrichelte Linie 2 dargestellt ist« Eine zweite Betriebsweise der Vorrichtung bezieht sich auf die Unterstützung des Piloten beim Einkurven des Luftfahrzeuges 1 an einem festgelegten Punkt J> entlang des Weges 2 dar art, daß das Luftfahrzeug eine abschließende Bewegung in Hiohtung auf eine Wand 4 des Flughafengebäudes ausführt» und zwar mit größerer Genauigkeit und entlang des Lenkungsweges, der allgemein durch die gestrichelte Linie 5 angezeigt 1st· Die Erfindung umfaßt die Verwendung von ähnlichen optischen Lenkungsvorrichtungen an einer Stelle 6 und an einer Stelle?, die in den jeweiligen Grob- und Fein-Betriebsweisen mit einem Lichtwandler oder optischen Ziel δ zusammenwirken, das an einem vorderen Teil, wie z.B. dem Rumpf des Luftfahrzeuges 1, befestigt ist«

Das optische Ziel 8 kann entsprechend verschiedener möglicher Prinzipien arbeiten und kann entweder vollständig passiv oder aktiv sein. Beispielsweise kann das optische Ziel 8 in einfacher Weise einen auf einer geeigneten Fläche der Nase des Luftfahrzeuges angeordneten Kreis umfassen, der mit einer fluoreszierenden Farbe gefüllt ist, die durch elektromagnetische Energie,, wie ζ«Β* ultraviolettes Licht aktivierbar ist« Beispielpweifso stehen ohne weiteres

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Farben oder andere Materialien zur Verfügung , die sichtbares Licht oder eine andere optische Strahlung zur Betätigung der Strahlungsdetektoren aussenden* wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt werden* Wenn dies erwünscht 1st, kann das optische Ziel 8 auf eine geheizte Ober» fläche aufgebracht werden, um so eine Verschlechterung seiner Wirksamkeit aufgrund eines Schnee- oder Eisansatzes zu verhindern«

Der grundlegende optische Lenkungsfühler zur Verwendung an der Stelle 6 oder 7 bewirkt die Bildung einer Sichtlinie, die auf eine von zwei Arten verwendet werden kann. Wenn seine Sichtlinien entlang der Annäherungswege 2 oder 5 zum Flughafengebäude angeordnet 1st, stellt das optische Lenkungs-Fühlersystem eine Verschiebung des auf dem Luftfahrzeug 1 befestigten Lichtwandlers oder optischen Ziels nach links oder nach rechts von dieser Sichtlinie fest, wenn das Ziel 8 in geeigneter Weise aktiviert wird« Wenn die Siohtlinie von einem der Annäherungswege verschoben ist, sich jedoch mit diesem Annäherungsweg unter einem Winkel von kleiner als 90° schneidet, stellt das optische Lenkungssystem das Ankommen des Flugzeug-Liohtwandlers 8 an einem vorgegebenen Punkt entlang des Annäherungsweges des Luftfahrzeuges fest,

Im Betrieb 1st zu erkennen, daß der optische Lenkungsfühler an der Stelle 6 in Richtung auf das optische Ziel 8 auf dem Rumpf eines entlang des Grob-Annäherungsweges 2 ankommenden Luftfahrzeuges 1 gerichtet ist, während ein noch zu beschreibender und ebenfalls an der Stelle 6 angeordneter Grob-Annäherungs-Lenkungsanzeiger dera Piloten Lenkungsanzeigen gibt, indem dieser Anzeiger dem Piloten bestimmte Sichtzeichen gibt, wie es weiter unten erläutert wird.. Derartige Sichtzeichen informieren den Piloten., wenn Korrekturkurven in bezug auf den Annäherungs- oder Lenkungs weg

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durchzuführen sind, wobei diese Korrekturen erforderlich sind, um das optische Ziel 8 und somit das Luftfahrzeug 1 dem Grob-Annäherungsweg 2 folgen zu lassen· Weiterhin werden, wie es weiter unten beschrieben wird, Sichtzeichen erzeugt, die dem Piloten zeigen, wann er in den endgültigen oder fein-gesteuerten Annäherungs-Lenkungsweg 5 eindrehen muß·

Während der endgültigen Annäherung entlang des Lenkungsweges 5 zeigt die optische Lenkungsvorrichtung an der Stelle 7 entlang des Weges 5 auf das optische Ziel 8· Ein End-Fein-Annäherungs-Lenkungsanzeiger an der Stelle 7 liefert Sichtzeiohen, die von dem Piloten gesehen werden können und ihm helfen, Korrekturkurven durchzuführen, um dem Weg zu folgen, wobei das optische Ziel 8 genau mit dem Weg 5 ausgerichtet ist, wenn sich das Luftfahrzeug 1 weiterhin vorwärts auf die Gebäudewand 4 bewegt. Weiterhin werden Sichtzeichen durch den Lenkungsanzeiger an der Stelle 7 erzeugt, wie es welter unten beschrieben wird, die den Piloten anweisen, die Vorwärtsbewegung des Luftfahrzeuges kurz vor Erreichen eines vorgegebenen Haltepunktes abzubremsen und die außerdem den Piloten informieren, wenn das Luftfahrzeug vollständig angehalten werden muß. Die gewünschte Halteposition des Luftfahrzeuges 1, wie sie durch End-Lenkungsvorrichtung' bestimmt ist, kann beispielsweise derart sein, daß übliche teleskopartige Passagier-ÜbernahmebrUcken 9 oder 9a* die aus einer Gebäudewand 10 herausragen, in befriedigender Weise mit den Passagler- oder Pracht-übernahmetUren des Luftfahrzeuges 1 in Eingriff kommen* Well die Halteposition des Luftfahrzeuges 1 genau durch das neuartige Lenkungssystem an der Stelle 7 bestimmt ist, können die Übernahmebrücken 9 und 9a eine begrenzte Beweglichkeit in bezug auf ihre Erstreckung und ihre Winkelstellung aufweisen, wodurch die Anlage- und Betriebskosten der Übernahmebrückensysteme verringert werden können.

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Die an den Stellen 6 und 7 verwendete optische Lenkungs-FUhIervorrichtung kann die allgemeine In Fig· 2 gezeigte Form aufweisen; somit ist die Fixiervorrichtung für die Verwendung sowohl für Grob- als auch Pein-Lenkungszwecke anpaßbar. In Fig* 2 ist zu erkennen« daß der optische Lenkungsfühler 15 auf einer horizontalen Welle zusammen mit einer Lichtquelle l6 zur Beleuchtung des optischen Ziels 8 befestigt ist« und zwar nach oben und unten winkelbeweglich um die Welle 17 mit Hilfe des Servomotors 18. Die Welle 17 ist in zwei (nicht gezeigten) Lagerungen in den jeweiligen Armen eines Jochs 19 gelagert« das seinerseits an oder in der Nähe der Wand 4 befestigt sein kann.

Der optische Lenkungsfühler 15 umfaßt ein im allgemeinen übliches Teleskop mit optischen Filtern für den Durchlaß eines gewttnsohten Bandes des optischen Spektrums« eine noch ausführlicher zu erläuternde Detektorvorrichtung und geeignete Linsen zur Fokussierung eines Bildes des optischen Ziele 8 auf der aktiven Oberfläche des Detektors. Wie es zu erkennen 1st« ist der Detektor von allgemein üblicher Art und weist z.B. vier funktionell getrennte gleiche Quadranten auf« wobei jeder Quadrant so angeordnet ist« daß •r unabhängige elektrische Ausgangsstromwege liefert und wobei der Strompegel auf die Beleuchtungsintensität des bestimmten Quadranten bezogen ist. Wie es aus Fig. 3 zu erkennen ist« wirkt das Teleskopsystem derart« daß die Lage des dem optischen Ziel 8 entsprechenden Bildes 20 auf dem Detektor 21 eine direkte Funktion der Lage des optischen Ziels 8 in bezug auf die Sichtlinie des Fühlers 15 ist.

Beispielsweise sind die Quadrantenpaare 21a, 21o und 21b und 21d in Fig. 3 durch einen Vertikalspalt 22 elektrisch

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getrennt. Daher kann die Summe der Ausgänge der Quadranten 21a, 21c links von dem Spalt 22 mit der Summe der Ausgänge der rechten Quadranten 21b, 21d verglichen werden» um eine Rechts- oder Linksversohiebung des optischen Ziels 8 und damit des Luftfahrzeuges 1 in bezug auf den ausgewählten Lenkungsweg festzustellen. In gleicher Weise sind Quadrantenpaare 2Ia₁ 21b und 2Ic₄ 2Id elektrisch durch einen horizontalen Spalt 25 getrennt* Entsprechend kann die Summe der Ausgänge der Quadranten 21a, 21b, die oberhalb des Spaltes 25 liegen, mit der Summe der Ausgänge der unteren Quadranten 21c, 2Id verglichen werden, um eine scheinbare Verschiebung des optischen Ziels 8 über oder unter die Sichtlinie des Fühlers 13 festzustellen.

Die horizontal getrennten oberen und unteren Jeweiligen Quadranten 21a, 21b und 21c, 21d können in der End-Annäherungs- oder Pein-Betriebsweise der Vorrichtung zur Bestimmung der Tatsache verwendet werden, daß das Luftfahrzeug einen vorgegebenen Haltepunkt auf dem Pfad 5 erreicht hat« Dies kann, wie es in Fig» 2 gezeigt 1st, durch zu« nehmendes Absenken der Sichtlinie 25 des Detektors des Fühlers 15 derart erreicht werden, daß das optische Ziel 8 immer im Sichtbereich des Detektors des Fühlers 15 bleibt, bis die erwünschte Haltestelle des Luftfahrzeuges 1 erreicht ist. Während der Annäherung des Luftfahrzeuges 1 in Richtung auf die Wand 4 wird das zwischen den oberen und unteren Jeweiligen Paaren von Quadranten 21a, 21b und 21c, 21d abgeleitete Fehlersignal zur Ansteuerung des Servomotors 18 und somit der Welle 17 verwendet, so daß der Fühler 15 dem optischen Ziel 8 automatisch nachgefUhrt wird, wenn sich das Luftfahrzeug 1 vorwärts bewegt» Wie zu erkennen ist, ist ein durch eine Nooke auf der Welle 17 betätigter Schalter vorgesehen, der bei dem Absenkungswinkel der Sichtlinie 25 schließt, die der erwünschten Haltestellung für das Luftfahrzeug 1 entspricht.

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Dae Lenkungs-Pühlersystem liefert« wie es weiter oben bemerkt wurde« eine Lenkungs-Darstellung mit bestimmten Symbolen« um dem Piloten Anweisungen zu geben· Beispielsweise zeigt Fig* 4 die Darstellung für das Grob- oder Annüherungs-Anseigesystem, das sich an der Stelle 6 nach Fig» 1 befindetf Wenn das Luftfahrzeug 1 genau dem Grob* AnnKherungsweg 2 folgt« wird das grüne runde Licht beleuchtet. Wenn das Luftfahrzeug 1 übermäßig nach links abweicht« wird ein Symbol 27 in Form eines grünen Pfeils anstelle des runden grünen Lichts 26 beleuchtet und weist den Piloten an« das Luftfahrzeug nach rechts zu drehen« bis der grüne Pfeil 27 gelöscht wird und das runde grüne P Lieht 26 wieder leuchtet. Umgekehrt wird« wenn der grüne Pfeil 27a beleuchtet ist« während das runde grüne Lieht 26 ausgeht« der Pilot angewiesen« das Luftfahrzeug nach links zu drehen« um eine übermäßige nach recht gerichtete Abweichung des Luftfahrzeuges von dem Lenkungsweg 2 zu korrigieren«

Wenn die Bewegung des Luftfahrzeuges 1 entlang des Grob-Lenkungepfades 2 fortgesetzt wird« erreicht das Luftfahrzeug 1 einen Punkt 3« an dem das Luftfahrzeug gedreht werden muß» um die FeIn-Steuerung durch einen optisohen Lenkungsfühler an der Stelle 7 der Wand 4 zum Einsatz zu bringen und der eine Linkskurve befehlende grüne Pfeil 27a wird zum Blinken gebracht« was den Piloten anweist« das Luftfahrzeug von dem Lenkungsweg 2 in den Lenkungsweg 5 zu drehen« Diese Drehung des Luftfahrzeuges 1 im Gegenuhrzeigersinn dauert an« bis der Fühler an der Stelle 7 der Wand 4 das optische Ziel 8 erkennt und die Lenkungs steuerung des Luftfahrzeuges 1 übernimmt.

Zu dem Zeitpunkt« an dem der optische Lenkungsfühler an der Stelle 7 die Steuerung Übernimmt« folgt der Pilot den Anweisungen« die ihm durch eine sichtbare Lenkungsdarstellung an der Stelle 7 nach Fig. 1 gegeben werden« Die von dem

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Piloten unter diesen Umständen gesehene Darstellung 1st In Fig. 5 zu erkennen. Während sich das Luftfahrzeug 1 weiterhin von de» Weg 2 zu dem Weg 5 dreht« sieht der Pilot normalerweise, daß der grüne Pfeil 29a beleuchtet ist« was anzeigt« daß eine fortgesetzte Linksdrehung erforderlich ist« um eine Ausrichtung mit dem Weg 5 zu erreichen* Die Drehung wird fortgesetzt, bis der Pfeil 29a verlöscht und das in der Mitte angeordnete runde grüne Licht 20 beleuchtet wird ο

Nach Beendigung der Drehung in den Lenkungsweg 5 bewegt der Pilot das Luftfahrzeug 1 in Richtung auf die Wand 4« wobei er es unter Bezugnahme auf den Beleuchtungszustand der grünen Pfeile 29, 29a und des mittleren Lichts 30 auf dem ausgewählten Weg 5 hält. Wenn das Luftfahrzeug Über« mäßig nach links abweicht, wird der grüne Pfeil 29 beleuchtet und das runde grüne Licht verlischt, wodurch der Pilot angewiesen wird, das Luftfahrzeug nach rechts zu drehen« bis der Pfeil 29 gelöscht wird und das runde grüne Lieht 30 wieder beleuchtet wird. Umgekehrt reagiert der Pilot bei Beleuchtung des Pfeils 29a und Verlöschen des runden grünen Lichts 30 durch eine Drehung des Luftfahrzeuges 1 nach links« um eine übermäßige Abweichung von dem Weg 5 nach rechts zu korrigieren·

Wenn sich das Luftfahrzeug 1 entlang des End-Annäherungsweges 5 vorwärts bewegt, wird in einem vorgegebenen Abstand von dem Haltepunkt des Luftfahrzeuges, beispielsweise 4,6 bis 6,1 m (15 bis 20 Fuß) von dem Haltepunkt ein rundes bernsteinfarbenes Licht 31 beleuchtet, das den Piloten anweist, die Vorwärtsbewegung des Luftfahrzeuges abzubremsen« Bei Erreichen des vorgegebenen Haltepunktes wird das bernsteinfarbene Licht yi ausgeschaltet und ein rundes rotes Licht 32 wird beleuchtet, das ein vollständiges Anhalten befiehlt.

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Bel der allgemeinen Erläuterung der an den Stellen 6 und verwendeten Lenkungsfühler wurde ein Vierquadranten· Detektorelement betrachtet« um ein allgemeines Verständnis der Betriebsweise nach der Erfindung zu ergeben· Bei dem Entwurf von Systemen für bestimmte Forderungen können Vlerquadranten-Posltionsfehler-Pühler ebenso wie andere Positions-Fehlerfühler in zwackmäßiger Weise verwendet werden« Um die Vielseitigkeit der Vorrichtung zu erläutern ' werden daher im folgenden zwei Arten von Fühlers ausführlicher beschrieben» Beispielswelse zeigt Fig. 6 ein De tek tor sys tem mit zwei Abschnitten* das erfindungsgemäB zur Lieferung eines Erfassungssignals und eines Links-Rechte-Fehlereignals oder eines Erfassungssignals und eines Oben-Unten-Fehlersignals verwendet werden kann«

In Fig. 6 sind die aktiven Detektorelemente 42 und 43 halbkreisförmig und durch einen Vertikalspalt 30 getrennt, wobei der Detektor zur Ableitung eines Links-Reehts-Fehlersignals verwendet wird. Zur allgemeinen Erläuterung ist das Bild 4l des optischen Ziels 48 so gezeigt, als ob es auf die Mitte der aufgespaltenen Elemente 42« 42 des Detektors 40 fokussiert 1st. Die aktiven Oberflächen der Detektoreleinente 42, 43 umfassen in üblicher Welse photoempfindliches Material, das elektrische Ströme erzeugen kann, deren einzelnen Amplituden proportional zur Stärke des auf die einzelnen Hälften fokussiert en Lichtes sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform für die Lichtquelle 16 nach Flg. 2 1st eine übliche Ultraviolett-Lampe, die beispielsweise aus einer elektrischen Wechselstromleistungsquelle mit Leistung versorgt wird. Aufgrund der gut bekannten Eigenschaften einer derartigen Ultraviolett-Lampe wird das optische Ziel auf dem Luftfahrzeug 1 durch ultraviolette Lichtimpulse beleuchtet, die für jede Halbschwingung der an die Lampe angelegten Spannung auftreten. Wenn die Lampe beispielsweise von einer 60 Hz-Leistungsquelle angesteuert

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wird» ändert sich die Beleuchtungsintensität von der Lichtquelle 16 mit einer Geschwindigkeit von 120 Hz. Entsprechend ändern sich die durch die Detektorelemente 42, 43 erzeugten elektrischen Signale mit 120 Hz. Ein derartiger Faktor ist für den Betrieb des Detektors zweckmäßig, well Umgebungsfeider mit 60 Hz den Betrieb des Detektors nicht beeinflussen. Wenn das Bild 4l des optischen Ziels 8 gleichmäßig auf den Elementen 42, 4j des Detektors 40 liegt, fließen gleiche Ströme mit doppelter Frequenz In die jeweiligen Leiter 51, 51a. Wenn das Bild 4l vollständig auf dem einen oder dem anderen der Elemente 42, 4? liegt, wird der Ausgang dieses halben Elementes in die Sättigung getrieben und der Ausgang des entgegengesetzten halben Elementes ist im wesentlichen gleich Null. Zwischen derartigen Bedingungen fließen proportional unterschiedliche Ströme in den Leitern 51, 51a.

Der Leiter 51 verläuft über eine Serienschaltung aus einem Vorverstärker 44, einem (120 Hz-DurchlaS·) Filter 45 für die verdoppelte Frequenz und einem einstellbaren Phasenschieber 46. In gleicher Weise werden die in dem Leiter 51 fließenden Ströme zu einer Serienschaltung mit einem Vorverstärker 44a, einem Filter 45a für die verdoppelte Frequenz und einem einstellbaren Phasenschieber 46a geführt. Die Filter 45, 45a dienen zur Entfernung von Oleichströmen aufgrund des Vorhandenseins von relativ konstanten Umgebungslichtpegeln in der Nähe des Fühlers und zur Verringerung der störenden Wirkungen anderer Störsignale. Die Phasenschieber 46, 46a sind Schaltungsabgleichelemente, die eine spätere genaue Kombination und einen genauen Vergleich der Signale an den Leitern 51, 51a ohne die störenden Wirkungen von Differenz-Phasenverschiebungen ermöglichen,die in unerwünschter Weise in die Schaltung eingeführt werden, uns zwar insbesondere durch die Filter 45, 45a.

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Die Ausgänge der Phasenschieber 46, 46a werden einem Summierverstärker 4? zugeführt und die Summe wird an eine Erfassungs-Detektorschaltung 48 angelegt. Die Detektorschaltung 48 kann eine geeignete übliche Schwellwertschaltung enthalten, so daß ein Ausgangssignal nur dann an die Leitung 49 geführt wird, wenn das Summensignal von dem Summierverstärker 47 größer als ein vorgegebener Wert 1st. Es ist verständlich, daß der Ausgang der Erfassungs-Detektorschaltung 48 einen Schritt zu einem bedeutenden Wert ausführt, wenn er anzeigt, daß das Bild 4l des optischen Ziels 8 in das Sichtfeld des Detektors 40 gekommen ist und daher von diesem erfaßt wurde.

Weiterhin werden die Ausgänge der Phasenschieber 46 und 46a * subtraktiv einem Verstärker 47a zugeführt, um ein Positions-Pehlersignal (ein Llnks-Rechts-Fehlersignal in dem in Fig. 6 dargestellten Fall) abzuleiten, das die Abweichung des optischen Ziels 8 in bezug auf einen ausgewählten Weg darstellt. Wenn E die Amplitude des Fehlersignais bezeichnet und A und B die Amplituden der jeweiligen Ströme von den Elementen 42, 43 bezeichnen, wird das Signal E durch den Wert (A-B) dargestellt. Das somit am Ausgang des Verstärkers 47a erzeugte Fehlersignal E ist ein Signal mit doppelter Frequenz (120 Hz), dessen Phase von der Polarität oder Richtung des Links-Rechts-Positionsfehlers abhängt und dessen Größe proportional zur Amplitude der Abweiohung von dem ausgewählten Weg ist. Der Ausgang mit doppelter Frequenz des Verstärkers 47a wird einem phasenempfindlichen Detektor oder Demodulator 55 zusammen mit einem Bezugssignal zugeführt. Das letztere wird in einem Frequenzverdoppler 53 von dem Signal von einer Wechselstromleistungsquelle 52 abgeleitet, die die gleiche Leistungsquelle ist, wie die für die Ansteuerung der Ultraviolett-Lichtquelle 16 verwendete. Der Phasenschieber 54 wirkt in der gleichen Weise wie die Phasenschieber 46, 46a. Die

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Aufgabe des phasenempfindlichen Demodulators 45 besteht darin« ein einseitig gerichtetes Signal an eine Ausgangsleitung 56 zu liefern« dessen Amplitude proportional zur Amplitude der Verschiebung des Zielbildes 4l in bezug auf den Spalt 50 ist und dessen positive oder negative Richtung die Richtung oder den Sinn dieser unerwünschten Verschiebung anzeigt.

Pig» 7 zeigt ein Vier-Quadranten-Detektorsystem, das im wesentlichen die gleichen Prinzipien verwendet wie der Doppel-Sektor-Detektor nach Pig. 6 . Bei dem Detektor 60 nach Fig. 6 liefern vier getrennte Quadranten 6l, 62, 63 und 64 Ausgänge, die zur Erzeugung des Erfassungssignals, eines Links-Rechts-Fehlersignals und eines Aufwärts-Abwar ts-Fehlersignals verarbeitet werden müssen. Das Bild 4l des optischen Ziels 8 wird so auf den Detektor 60 fokussiert, daß das Bild 4l ohne Links-Rechts- oder Aufwärts-Abwärts-Fehler des optischen Ziels 8 auf dem Schnittpunkt eines vertikalen Spaltes 65 mit einem horizontalen Spalt 66 zentriert ist, wobei die Spalte 65 und 66 die gewünschte Trennung der jeweiligen Detektorquadranten 6l, 62, 6^ und 64 ergeben»

Die elektrischen Ausgänge der jeweiligen Detektorplatten oder Quadranten 6l, 62, 63 und 64 werden einzeln über Leitungen 70, 70a, 70b und 70c an jeweilige Vorverstärker 71, 71a, 71b und 7I0 geführt und durchlaufen dann jeweils Filter 72, 72a, 72b und 72c. Die Filter dienen wiederum zu dem in Verbindung mit den Filtern 45 und 45a nach Fig. erläuterten Zweck, Die Ausgänge der Filter 72, 72a, 72b und 72c werden dann der Wirkung von jeweiligen veränderlichen Phasenschiebern 73* 73a* 73b und 73o unterworfen. Diese verschiedenen Phasenschieber dienen zu Abgleianzwecken und werden in der Üblichen Weise verwendet, wobei sie nor-* malerweise nur zum Zeitpunkt des Einbaues der Vorrichtung abgeglichen werden.

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Jeder Ausgang der vier oben beschriebenen Kanäle wird einem Summierverstärker 74 zugeführt und nach der Verstärkung werden die Ausgänge als ein einziges Signal einer Erfassungs-Detektorschaltung 77 zugeführt. Der Verstärker 74 und die Erfassungs-Detektorschaltung 77 sind analog zu dem Summierverstärker 47 und der Erfassungs-Detektorschaltung 48 nach Fig. 6 mit der Ausnahme, daß Signale von vier Kanälen anstatt von zwei summiert werden» um das Erfassungssignal an die Leitung 80 zu liefern. Die vier Signale von den Phasenschieber 73# 75a* 73b und 73c werden außerdem in Summierverstärkern 75 und 76 summiert und paarweise verglichen« um Ausgangssignale an den Leitungen 8l und 82 zu erzeugen.

Es sei angenommen, daß Ero das abzuleitende Links-Rechts-Fehlers ignal und Bfjjj das Aufwärts-Abwärts-Fehlersignal darstellt und daß C₁ D, E und F jeweilige veränderliche Amplitudenausgänge von den Quadranten 6l, 62, 63 und 64 des Detektors 60 darstellen. Das Ziel der Summierung und das paarweisen Vergleichens der Signale C, D, E und F besteht in der Ableitung der Fehlerspannungen E~q und Entsprechend ist:

E_m m (C + F) - (D + E)

Die Fehlersignale Ejj, und Ey^ mit doppelter Frequenz werden mit einem Bezugssignal von doppelter Frequenz in den jeweiligen phasenempfindlichen Demodulatoren 78 und 79 phasenverglichen, um einseitig gerichtete Fehlersignale zu erzeugen· Zu diesem Zweck liefert die Leistungsquelle

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32 Energie an einen Frequenzverdoppler 83, die direkt über einen Abgleich-Phasenschietjer 84 an einen der beiden Ein· gänge dee phasenempfindlichen Demodulators 79 geführt wird» Der an der leitung 82 auftretende Ausgang des phasenempfindlichen Demodulators 79 ist ein bipolares Signal mit veränderlicher Amplitude» das den Aufwärts* Abwärts-Fehler darstellt. Der Ausgang mit doppelter Frequenz des Phasenschiebers 84 wird über einen 9O°-Phasenschieber 83 geführt, um eine Quadratür»Bezugsspannung an den phasenempfindlichen Demodulator 78 zu liefern. Der an der Leitung 81 auftretende Ausgang des phasenempfindlichen Demodulators 78 ist ein zweites bipolares Signal mit veränderlicher Amplitude, das den Links-Rechts-Fehler darstellt.

Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung, die beispielsweise das Detektorsystem nach Fig. 7 zur Ansteuerung des Lenkungs-Darstellungssysterns nach Fig. 5 verwendet* Die anhand von Fig. 8 erläuterte Vorrichtung kann sowohl für die Grobais auch für die Fein-Lenkung verwendet werden und kann beispielsweise entweder an der Stelle 6 oder 7 oder an beiden Stellen nach Fig. 1 angeordnet werden. In Fig. 8 ist das Vier-Quadranten-Detektorsystem nach Fig. 7 mit seinen drei Ausgangsleitungen 80, 81 und 82 bei 90 dargestellt* Das Erfassungssignal an der Leitung 80 wird über Relais-Schaltkontakte 91, 92 und 9? an die Lichtquelle des grünen Lichts 30 nach Fig. 5 und außerdem über eine Relais-Hagnetspule 95 an Erde geführt.

Das Links-Rechts-Signal an der Leitung 8l wird an eine Schwellwertschaltung 96 und dann über Parallelschaltungen 97 und 98 an jeweilige Lichtquellen 99 und 100 der jeweiligen grünen Pfeile 29a und 29 nach Fig. 5 geführt. Die Schaltung 97 schließt eine Treiberschaltung 101 und

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Relais-Schaltkontakte 102 und 102 ein. Zwischen dem Relais-Kontakt 105 und der Lichtquelle 99 1st die Schaltung 97 über eine Relais-Magnetspule 107 mit Erde verbunden· In gleicher Welse schließt die Schaltung 98 eine Treiberschaltung 104 und Relais-Schaltkontakte 105 und 10(5 ein. Zwischen dem Relais-Kontakt 106 und der Lichtquelle 100.ist die Schaltung 98 über eine Relais-Magnetspule 108 mit Erde verbunden. Die Relais-Magnetspule ergibt eine Betätigung der Relais-Kontakte 92 über eine mechanische Verbindung 109. In gleicher Weise ergibt die Relais-Magnetspule 108 eine Betätigung der Relais-Kontakte 9J5 über eine mechanische Verbindung 110, Das Aufwärts-Abwärts-Signal an der Leitung 82 wird über zwei Relais-Kontakte 145 und 146 und einen Leistungsverstärker 147 an den Stellungs»Servomotor 18 nach Flg. 2 geliefert, um die Welle 70 anzutreiben» die die Stellung des optischen Lenkungs-PUhlers 15 nach Fig. 2 und die Nockenbetätigung der Schalter 122 und 123} steuert.

Eine Treiberschaltung 120 ist über einen Schalter 122 und zwei Relais-Kontakte 124 und 125 mit der Lichtquelle des runden bernsteinfarbenen Lichts 32 nach Fig. 5 verbunden. In gleicher Welse 1st eine Treiberschaltung 121 über einen Schalter 123 und den Relais-Kontakt 126 mit der Lichtquelle 129 des runden roten Lichts 31 nach Fig. 5 verbunden. Zwischen dem Relais-Schaltkontakt 126 und der Lichtquelle 129 ist eine Verbindung über eine Relais-" Magnetspule 127 mit Erde vorgesehen. Die mit der Leitung verbundene Relais-Magnetspul© 95 ist mit einer mechanischen Verbindung l4o zur Betätigung der verschiedenen Relais-Kontakte 102, 105, 145, 124 und 126 ausgerüstet. In gleicher Weise ist die der Treiberschaltung 121 zugeordnete Relais-Magnetspule 127 mit einer mechanischen Verbindung l4l zur Betätigung der verschiedenen Relais-

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Kontakte 91j 102, 106, l46 und 125 versehen.

Im Betrieb bewirkt das an der Leitung 80 auftretende Erfassungssignal die Betätigung der mechanischen Verbin* dung I¹K) über die Relais-Magnetspule 95, so daß die normalerweise offenen Relais-Kontakte 102, 105, 1^5, 124 und 126 geschlossen werden und daß Signale an den Ausgängen der Relaisschalter vorhanden sind. Zusätzlich verläuft des Erfassungssignal über die normalerweise geschlossenen Relals-Sohaltkontakte 91, 92 und 93* um die Lichtquelle 26 der grünen Lampe 30 nach Fig. 6 zu beleuchten, die anzeigt, daß sich das Luftfahrzeug auf dem Lenkungsweg befindet.

Irgendein den Links-Rechts-Fehler darstellendes Signal an der Leitung 8l erreicht die Polaritäts-Detektor- und Schwellwertschaltung 96, die keinen Ausgang an die Sohaltung 97 oder 98 liefert, wenn das Links-Rechts-Fehlersignal unter einem vorgegebenen Wert liegt. Wenn das Fehlersignal an der Leitung 8l positiv oder größer als der Schwellwertpegel ist (was einen nach rechts gerichteten Lagefehler des Luftfahrzeuges anzeigt), wird eine Spannung an die Treiberschaltung 101 geliefert» Die Treiberschaltung 101 ist eine übliche Treiberschaltung, die Verstärkungs- oder andere Anordnungen verwendet, um eine Leistung bei geeigneten Pegeln zum Betrieb der Relais-Hagnetspulen und der Lichtquellen, wie z.B. Wolfram-Glühbirnen zu liefern. Der Ausgang der Treiberschaltung 101 läuft über die geschlossenen Relais-Kontakte 101 und 103 an die Relais-Hagnetspule 107. Weil dieser Fall das Vorhandensein eines nach rechts gerichteten PosItIonsfehlere darstellt, betätigt die Magnetspule 107 die mechanische Verbindung 109 und Öffnet die Relais-Schaltkontakte 93* wodurch die Lichtquelle 94 gelöscht wird· Zur gleichen Zelt beleuchtet das Signal von der Treiberschaltung 101

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die Lichtquelle 99 des grünen nach links zeigenden Pfeiles 29a« In gleicher Weise ergibt sich kein Ausgang an der Schaltung 97« wenn ein negativer Fehler oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes an die Polaritäts-Detektor- und Schwellwertschaltung 96 angelegt wird, sondern diese Schwellwertschaltung 96 liefert ihren Ausgang an die Schaltung 93 und entsprechend an die zweite Treiberschaltung 104, die gleichartig mit der Treiberschaltung 101 1st. Der Ausgang der Treiberschaltung 104 läuft dann durch die geschlossenen Relais-Schaltkontakte IO5 und 106, um die Lichtquelle 100 zu aktivieren, die dem grünen, nach rechts zeigenden Pfeil 29 nach Fig. 5 zugeordnet ist. Das gleiche Signal betätigt beim Durchlaufen der Relais-Magnetspule 108 die mechanische Verbindung 110 und öffnet den Relais-Schaltkontakt 93* wodurch wiederum die grüne Lampe 30 nach Flg. 5 gelöscht wird, die anzeigt, daß sich das Luftfahrzeug auf dem richtigen Weg befindet.

Wie es weiter oben erläutert wurde, wird das Aufwärts-Abwärts «Fehlersignal von der Ausgangsleitung 82 des Vier-Quadranten-Detektors 90 für unterschiedliche Zecke verwendet! nämlich zur Ansteuerung des Servomotors l8 und somit zur Einstellung des optischen Fühlers 15 nach Fig. in einem Höhenwinkel, so daß dieser dem sich bewegenden Luftfahrzeug 1 nachgeführt wird. Das Aufwärts-Abwär ts-Fehlerslgnal wird durch die geschlossenen Relais-Sohaltkontakte 145 und 146 an einen Leistungsverstärker 1^7 und dann zum Servomotor l8 geführt» Die Welle 17 1st mechanisch zur Bewegung des optischen Fühlers 15 angeordnet und ist außerdem verlängert, so daß sie das Offnen oder Schließen der Nockenschalter 122 und 123 steuert.

Der Servomotor l8 kann somit die Welle 17 antreiben, auf der der Detektor l6 nach Flg. 7 befestigt ist, wodurch der Detektor 60 der Sichtlinie des sich bewegenden opti-

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sehen Ziels 8 nachgeführt wird* Eine fortgesetzte Drehung der Welle 17 betätigt die Schalter 122 und 123 in relativ kurzer Aufeinanderfolge bei vorgegebenen Abständen des optischen Ziels 8 und somit des Luftfahrzeuges 1 beispielsweise von der Gebäudewand 4.

Wenn die Vorrichtung nach Fig. 8 an der Stelle 6 verwendet wird, um die Bewegung des Luftfahrzeuges 1 entlang des Grob-Lenkungsweges 2 zu steuern, werden die Schaltungselemente 120, 122, 124, 125, 128 und 120 nicht verwendet, die Relais-Kontakte 123 schließen jedoch dann, um die Betätigung einer Blinkschaltung 148 von Üblicher Art zu ermöglichen, die elektrische Stromimpulse an die Lichtquelle 99 des nach links gerichteten Pfeiles 29a liefert, um den Piloten anzuweisen, das Luftfahrzeug auf den Weg nach Fig. 1 einzudrehen. Der Ausgang von der Treiberschaltung 121 bewirkt, daß die Relais-Magnetspule 127 die Relais-Schaltkontakte 91, 103, 106, 146 und 125 öffnet« um so den normalen Betrieb der Lichtquellen 49, 99, 100 und 128 zu verhindern und um die Drehung des Motors zu beenden» so daß dessen Naohführ-Betrlebswelse beendet wird.

Wenn die Vorrichtung nach Fig. 8 andererseits an der Stelle 7 zur Steuerung der Annäherung des Luftfahrzeuges entlang des Fein-Lenkungsweges 5 verwendet wird, werden alle Schaltungselemente nach Fig. 8 vervfendet» mit der Ausnahme der den Blinker 148 einschließenden Verbindung. Der Ausgang der Treiberschaltung 121 wird zur Beleuchtung der Lichtquelle 31 des roten Stopplichts 129 zu der Zeit verwendet, an der die Drehung der Welle 117 das Schließen des Schalters 123 bewirkt. Der Schalter 122 verbindet die Treiberschaltung 120 über Relais-Schaltkontakte 124, 125* um das bernsteinfarbene Lioht 32 als Signal für den Piloten zu beleuchten* d&ß 3ie Vorwärtsbewegung

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SAD ORfQfNAL

des Luftfahrzeuges gebremst werden soll, bevor der Stop-Punkt erreicht ist und das rote Licht 129 beleuchtet wird· Somit bewirkt der Schalter 122, daß die bernsteinfarbene Lichtquelle 128 drei bis sechs Meter vorher beleuchtet wird, bevor das Luftfahrzeug die Haltestellung erreicht« worauf eine fortgesetzte Drehung der Welle 17 bewirkt, daß die bernsteinfarbene Lichtquelle 128 ausgeht und das Wellen-Nockensystem den Schalter 123 betätigt, wodurch die rote Lichtquelle 129 beleuchtet wird*

Wenn beispielsweise das Luftfahrzeug 1 genau abgestellt ist« kann das System von Hand oder automatisch in seine Ausgangsstellung zurückgeführt werden, um es für die Ankunft eines weiteren Luftfahrzeuges vorzubereiten. Beispielsweise kann ein von dem an das rote Licht 31 gelieferten Strom betätigter Zeitgeber in einfacher Welse verwendet werden, um nach einer Verzögerung eine Spannung zu liefern« die den optischen Fühler 15 In seine ursprüngliche maximale Erhebung anhebt. Andere Möglichkeiten zur Rückführung der Vorrichtung sind für den Fachmann offensichtlich.

Um die Vielseitigkeit der Erfindung weiter zu erläutern, wird eine neuartige alternative Möglichkeit gegenüber der Anordnung nach Fig. 2 unter Bezugnahme auf die Fig» 9 bis 12 erläutert. In Flg. 9 1st ein optisches Lenkungsf und Fühlersystem dargestellt, das außerdem zur Bestimmung der Bewegung des Luftfahrzeuges 1 entlang der Wege 2 und 5 nach Fig. 1 verwendet werden kann. Zur Vereinfachung verwendet die Anordnung nach Fig. 9 zwei feste optische Lenkungs-FUhlersysteme 150 und 151, die an der Wand 4 befestigt sind und von denen keines automatisch dem sioh nähernden optischen Ziel 8 nachfolgt. Jedes der Fühlersysteme 150 und 151 umfaßt wiederum die notwendigen optischen Filter und ein Fokussierungslinsensystem, beide

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verwenden jedooh einen Doppelabschnitt-Detektor der Art» wie er in Verbindung mit der Doppelabs chnltt-Detektorsohaltung nach Fig. 6 beschrieben wurde, Die die Lichtquelle l6 darstellende Ultraviolett-Lampe, die an der Wand 4 befestigt 1st« hat ein relativ breites Beleuchtungsmast er zur Beleuchtung des fluoreszierenden optischen Ziels 8 über einen ausgedehnten Bereich von Positionen des Luftfahrzeuges 1 entlang des Pfades 2 oder entlang des Pfades 5»

Das Fühlersystem 15I ist so an der Wand 4 befestigt, daß es im wesentlichen horizontal entlang seiner Sichtlinie auf das optische Ziel 8 blickt* Somit ist das Ziel 8 immer im Sichtbereich des FUhlersystetns 151* sofern nicht eine sehr unnormale Abweichung des Luftfahrzeuges 1 von dem ausgewählten Weg vorherrscht. Wie es in Fig. 11 zu erkennen 1st« 1st der optische Detektor des FUhlersyetems 151 mit doppelten Halbplatten 153 und 154 versehen« die durch einen Vertikalspalt 157 getrennt sind und somit 1st dieser optischer Detektor von der Art* die eine Links-Rechte-Abtastung des Bildes 4l des optischen Ziels 8 ergibt·

Das FUhlersystem 150 ist so an der Wand 4 befestigt, daß es unter einem erheblichen Winkel nach unten auf dem ausgewählten Lenkungsweg liegt, wobei die Sichtlinie dieses FUhlersystems 150 nach unten in Richtung auf die gewünschte Stellung des optischen Ziels 8 gerlohtet ist, In der sioh dieses in der Haltestellung des Luftfahr* zeuges 1 befindet. Somit wird das Ziel 8 durch das optische Funlersystem 150 in der allgemeinen Nähe des Punktee erkannt« an dem das Luftfahrzeug 1 anhalten sollt Wie es in FIg, 10 zu erkennen ist, ist der Detektor des FUhlersyetems 150 mit doppelten Halbplatten 155 und 156

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versehen« die durch einen Horizontalspalt 158 getrennt sind und dieser Detektor 1st somit von der Art, die normalerweise eine Aufwärts-Abwärts-Feststellung des optischen Ziele 8 ergeben würde* Es ist verständlich, daS die Siohtlinie des FÜhlersystems 150 die Sichtlinie des FÜhlersystems 151 in dem Pein-Steuersystem an der gewünschten Haltestellung des Luftfahrzeuges 1 schneidet« Während der endgültigen Annäherung wird die bernsteinfarbene "Langsam"-Lampe Jl betätigt, wenn die Zielerfassung eintritt und das Stop-Licht ?2 wird beleuchtet« wenn das Bild 41 zwischen den Platten 155» 156 zentriert 1st» Es ist weiterhin verständlich« daß die Vorrichtung nach |i Fig. 9 während der Grob-LenkungsfUhrung verwendet werden - kann; in diesem Fall schneidet sich die Sichtlinie des FUhlersystems 150 mit der Sichtlinie des FÜhlersystems im wesentlichen an dem Punkt entlang des Lenkweges 2, an den dem Piloten durch ein blinkendes Pfeillicht signalisiert wird« daß er das Luftfahrzeug in den Weg 5 für die endgültige Annäherung drehen soll.

Eine der Fig. 8 entsprechende Anordnung« jedoch für den Betrieb der Vorrichtung nach Fig» 9« ist in Fig, 12 dargestellt. Diese Anordnung verwendet ein der Fig. 6 entsprechendes optisches Fühlersystem 151 zur Lieferung eines ersten Erfaasungssignals und eines Links-Reehtsf Fehlersignals an den jeweiligen Ausgangsleitungen 49 und 36» Xn gleioher Weise verwendet es ein zweites optisches FUhlersyetem 150« das wiederum dem nach Fig* 6 entspricht« jedoch um 90° gegenüber dem Fühlersystem 151 gedreht ist, um ein zweites Erfassungssignal und ein Aufwarts-A t*fart »-Fehler signal an den jeweiligen Ausgangsleitungen 49a und 56a zu liefern« Der gleiche Satz von Lichtquellen 94* 99» 100» 128 und 129 wie in dem System nach Fig« 8 wird verwendet« wobei außerdem der gleiche Satz von jeweiligen Beleuchtbaren Darstellungssymbolen 29« 29a« 30« yi und 32 verwendet wird·

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Das Erfassungesignal an der Leitung 49 ist über eine Relais-Magnetspule 190 mit Erde und über die normalerweise geschlossenen Relais-Schaltkontakte l6O, l6l und 162 mit der Lichtquelle 94 des grünen runden Lichtes 30 verbunden· Das Llnks-Reohts-Signal der Leitung 56 1st mit einer Schwellwertschaltung 163 und dann über Parallelschaltungen 164 und 165 mit jeweiligen Lichtquellen 99 und 100 der Jeweiligen grünen Pfeile 29a und 29 verbunden. Eine Schaltung 164 schließt eine Treiberschaltung I66 und Relais-Schaltkontakte I67 und 168 ein. Zwischen dem Relais-Kontakt 168 und der Lichtquelle 99 1st die Schaltung 164 über eine Relais-Magnet spule 169 mit Erde verbunden. In gleicher Weise schließt die Sohaltung 165 eine Treiberschaltung 170 und die Relais-Schaltkontakte 171 und 172 ein. Zwischen dem Relais-Kontakt 172 und der Lichtquelle 100 ist die Schaltung über eine Relais-Hagnetspule 173 ■ mit Erde verbunden. Die Relais-Magnetspule 169 ergibt die Betätigung der Relais-Kontakte 161 über eine mechanische Verbindung 175* Xn gleicher Weise ergibt die Relais-Magnetspule 173 eine Betätigung des Relais-Kontaktes l62 über die Betätigung eines mechanischen Verbindungsgliedes 174.

Das Erfassungssignal an der Leitung 49a wird direkt über einen Relais-Schaltkontakt 180 an die Lichtquelle 128 des des bernsteinfarbenen "Langsam"-Signals 32 geführt. Das Aufwar te-Abwar ts-Signal an der Leitung 56a wird einer Schwellwertschaltung 181 zugeführt» deren Ausgang mit einer Treiberschaltung I82 verbunden ist. Wenn der Relais-Schaltkontakt 183 geschlossen ist, beleuchtet der Ausgang der Treiberschaltung I82 die rote Signallampe 129 des Lichtes 31. Der gleiche Ausgang gelangt über die Relais-Magnetspule 184 an Erde·

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Beim Betrieb der alternativen Vorrichtung naoh Fig· 12 bewirkt ein an der Leitung 49 auftretendes Erfassungssignal* daß die Lichtquelle 94 das grüne Signallicht 30 beleuchtet und außerdem die Relais-Hagnetspule 190 an» steuert« so daß die Relais-Kontakte 167, 171 schließen. Das Links-Re oh ta-Fehlersignal an der Leitung 56 von dem optischen FUhiersystem 151 wird in der Schwellwertschaltung 16? verwendet» um zu bewirken* daß die Treiberschaltungen 166, 170 die Lichtquelle 99 oder die Lichtquelle beleuchten, wenn ein Links- oder Reohts-Fehler den Schwellwertpegel der Schaltung I65 überschreitet» Bei dieserBetriebsweise arbeiten die Schaltungen 162* I66 und 170 auf die Art und Weise« wie sie welter oben in Verbindung mit der Schwellwertschaltung 96 nach FIg, δ und den zugeordneten Treiberschaltungen 101« 104 und den Lichtquellen 100 nach Fig. θ beschrieben wurde. Die Relais-Magnetspulen 169 und 173 verhindern die Beleuchtung der Lichtquelle 94« wenn ein beträchtlicher Links- oder Reohts-Fehler gegeben ist» indem sie die Relais-Schaltkontakte 161 und 162 öffnen.

Das zweite« an der Ausgangsleitung 49a des Fühlersystems 130 auftretende Er fas sungB signal wird zur Ansteuerung der RelaiB-Magnetspule 186 verwendet« wodurch der Relais-Sohaltkcntakt I8j5 geschlossen wird, was die Verwendung des Aufwärte-Abwärts-Fehlersignals ermöglicht» Während der endgültigen Annäherung des Luftfahrzeuges 1 wird das Erfassungesignal an der Leitung 49a zur Beleuchtung der Lichtquelle 123 des bernsteinfarbenen Lichtes 32 genau dann verwendet« wenn sich das Luftfahrzeug dem Haltepunkt nähert«

Während der End-Annäherungsbetriebsweise entlang des Lenkweges 5 bewirkt das Erfassungssignal an der Leitung 49a

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das Einschalten der Lichtquelle 128. Das AufwSrts-Abwärts-Fehlerslgnal an der Leitung 56a wirkt über die Schwellwertschaltung 181 und die Treiberschaltung 182, wenn das Zielbild 41 auf den beiden Platten des Detektors 150 zentriert ist* um die Relals-Magnetspule 184 anzusteuern. Dies öffnet die Relais-Schaltkontakte 160« 168, 172 und 18O₁ um die anderen D ar st el lungs lichter 94» 99, 100 und 128 zu sperren· Andererseits wird in der Grob-Betriebsweise entlang des Lenkweges 2 die Lichtquelle 129 nicht verwendet* Der Strom der Treiberschaltung 182 wird statt dessen zur Betätigung einer übllohen Blinkvorrichtung in der Groh-Betriebswelee verwendet* wobei diese Blink« vorriohtung 185 so angesteuert wird, daß der Korrekturpfeil 29a blinkt, was dem Piloten anzeigt, daß eine Drehung von dem Grob-Lenkungsweg 2 auf den Fein-Lenkungsweg 5 ausgeführt werden sollte· In der Vorrichtung für die endgültige Durchquerung des Weges 5 wird die Blinkvorrichtung 185 nicht verwendet, sondern der Ausgang der Treiberschaltung 182 wird direkt zugeführt, damit die Lichtquelle 129 das rote Stopplicht 31 beleuchtet, wenn das Luftfahrzeug die gewünschte Haltestellung erreicht hat*

Ee ist zu erkennen, daß die Erfindung eine flexible und zuverlässige Vorrichtung zur Lenkung eines Luftfahrzeuges oder eines anderen Fahrzeuges ergibt, das sich in Richtung auf einen Flughafen-Abstellplatz bewegt» Die Lenkungsvorrichtung hilft der Bedienungsperson oder dem Piloten bei der Durchführung genauer Manöver zur Bewegung des Luftfahrezuges 1 entlang eines Auegangsweges, bei de» Eindrehen des Luftfahrzeuge« in einen endgültigen Lenkffeg und beim Anhalten des Luftfahrzeuges genau an einer vorgegebenen Fraoht-Übertragungssteile oder einer anderen Stelle. Die Erfindung ergibt keine zusätzliche aktive

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Vorrichtung für das Luftfahrzeug und ergibt eine Befehlsdaysteilung, die von der Bedienungsperson oder dem Piloten gesehen werden kann« ohne daß dieser seinen Bliok von dem von dem Luftfahrzeug zurückzulegenden Weg ablenkt* Die Verwendung einer fehlerbehafteten manuellen Signalisierung wird vollständig vermieden und die von dem Luftfahrzeug ausgeführten Manöver werden vollständig durch den Piloten ohne Eingriff von anderem Personal bestimmt·

Patentansprücheι

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Claims

Patentansprüche

1.1 Anzeigevorrichtung für das Lenken von Fahr-

insbesondere von Luftfahrzeugen während des Rollens entlang eines vorgegebenen Weges bis zu einem vorgegebenen Punkt, an den mit dem Fahrzeug ein gewünschtes Manöver auszuführen ist« dadurch gekennzeichnet, dafi die Vorrichtung eine erste, an dem Fahrzeug (1) befestigbare Anordnung (8) zur Aussendung elektromagnetischer Strahlung einer ersten Frequenz bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung einer zweiten Frequenz, eine in der Nähe des Endes des vorgegebenen Weges angeordnete Quelle (16) zur Erzeugung elektromagnetischer Energie der zweiten Frequenz zum Bestrahlen der ersten Anordnung (8), erste in der Nähe des Endes des Weges angeordnete und durch die elektromagnetische Energie mit der zweiten Frequenz betätigte FUhlermittel (42, 43), die auf die erste Anordnung (8) zur Ableitung eines Positions-Fehlersignale in bezug auf die Querlage der ersten Anordnimg (8) in bezug auf den Weg gerichtet sind« erste Darstellungsvorriohtungen (27, 2?a) in der Nähe des Endes (3) des Weges zur Anzeige einer Charakteristik des Fehlerslgnals für die Bedienungsperson» zweit·. In der Nähe des Endes des Weges angeordnete und durch elektromagnetische Energie mit der zweiten Frequenz betätigte FUhlermittel (15), die auf die erst« Anordnung (8) zur Erzeugung eines Steuersignals bei Ankunft der ersten Anordnung (8) am Ende (3) dee Weges gerichtet sind, und «weite Darstellungsvorrichtungen (29, 29a, 31» 32) in der Nähe des Endes des Weges, die durch das Steuersignal betätigt werden, um der Bedienungsperson einen Befehl zur Ausführung des gewünschten Manövers zu geben, umfaßt·

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2* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Darstellungsvorrichtung ein Zeichen (31) aufweist, um der Bedienungsperson den Befehl anzuzeigen, die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges (1) abzubremsen«

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Darstellungsvorrichtung (29, 29a* 31, 32) ein Zeichen (32) aufweist, um der Bedienungsperson den Befehl anzuzeigen, das Fahrzeug (1) anzuhalten.

4· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -

kennzeichnet , daß die zweite Darstellungs vorrichtung (29« 29a, 31» 32) ein intermittierend betätigtes Zeichen (29, 29a, 31* 32) aufweist» um der Bedienungsperson einen Befehl zur Drehung des Fahrzeuges (1) mit einem im wesentlichen vorgegebenen Winkel von dem Weg zu geben»

5« Vorrichtung nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anordnung ein optisch fluoreszierendes Element (8) umfaßt*

6» Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch g e -kennz e i ohne t , daß das fluoreszierende Element eine fluoreszierende Oberfläche (8) umfaßt, die duroh Ultraviolett-Strahlung anregbar ist, um eine Strahlung innerhalb des sichtbaren Spektrums zu erzeugen.

7« Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (16) eine Anordnung zur Erzeugung von ultravioletter Strahlung in dem

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Frequenzband zur Erregung sichtbarer Strahlung mit Hilfe der fluorszierenden Anordnung (8) umfaßt«

8» Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daS die Quelle (16) durch eine Wechselspannung mit einer charakteristischen Frequenz f betrieben wird, um Ultraviolett-3trahlungsimpulse mit der doppelten CharakterIstischen Frequenz« nämlich mit der Frequenz 2f zu erzeugen*

9· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» daß die ersten Fühlermittel (42, 43) eine erste Siohtlinle (2) aufweisest, daß die zweiten Fixiermittel (15) eine zweite Sichtlinie (5) aufweisen und daß sich die ersten und zweiten Sichtlinien (2, 5) im wesentlichen am Ende (3) des Weges schneiden·

10« Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet« daß die Fühlemittel zur Feststellung der Lage eines Bilde« eines Ziels (8) geeignet sind und photoempfindliche Detektoranordnungen alt ersten und zweiten Elektrodenanordnung«! (42, 4^) zur Lieferung erster und zweiter Auegangssignale, Vorrichtungen zur Anordnung des Zielbildes (4l) auf den Elektrodenanordnungen (42, 43)* Anordnungen zur Süomlerung der ersten und zweiten Ausgangesignale atur Bildung «Ines Srfassungssignals, Vorrichtungen (30) zur Darstellung des Erfassungssignals und Anordnungen (47a) zum subtraktiven Zusammenfassen der ersten und zweiten Ausgänge zur Bildung eines Differenzsignals aufweisen»

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11« Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet* daß die Fühlermittel Anordnungen (53* 54# 55) zur Umwandlung des Differenzsignals in ein bipolares Lagen.. Fehler signal aufweisen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiermittel Doppel-Zelohenanordnungen (29« 29a) zur Darstellung des Fehlersignals aufweisen·

13« Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiermittel erste, von der ersten Elektrodenanordnung (42) gespeiste Schaltungskan&le mit einer Reihenschaltung einer ersten Verstärkeranordnung (44), einer ersten Filteranordnung (45) und einer ersten Auegangsanordnung, einen zweiten, von der zweiten Elektrodenanordnung (43) gespeisten Schaltungskanal mit einer Reihenschaltung einer ersten Verstürkeranordnung (44a), einer zweiten Filteranordnung (45a) und einer zweiten Ausgangsanordnung« und Anordnungen (53* 54» 55) zur Umwandlung des Differenzsignals in ein bipolares Lagen-Fehlersignal umfassen«

l4» Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixiermittel eine elektrische Wechselstromenergie mit einer Frequenz f liefernde Lelstungsquelle (52), eine von der Leistungsquelle angesteuerte Strahlungsvorriohtung (16) zur Ausstrahlung elektromagnetischer Energieimpulse mit einer Frequenz 2f und Vorrichtungen zur Bestrahlung des Ziels (8) mit den Strahlungsimpulsen aufweisen.

15« Vorrichtung nach Anspruch l4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten

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Filteranordnungen (45, 45a) auf eine Frequenz f abgestimmt sind·

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch

gekennzeichnet, daß die Anordnungen (53, 54, 55) zur Umwandlung des Differenzsignals in ein bipolares Lagen-Fehlersignal Frequenzverdopplungsvorrichtungen (53) zur Verdopplung der Frequenz der Wechselstromleistung mit der Frequenz f und phasenempfindliche Demodulatoranordnungen (55) mit ersten und zweiten Eingängen und einem Ausgang (56) umfassen, wobei der erste Eingang mit dem Ausgang für die verdoppelte Frequenz der Frequenzverdopplungsanordnung (53) und der zweite Eingang mit dem Ausgang der subtraktiven Zusammenfassunganordnung (47a) verbunden let, und wobei der Demodulatorausgang (56) ein bipolares Lagen-Fehlersignal an Nutzvorrichtungen liefern kann·

17* Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch

gekennzeichnet, daß die photoempfindllohen Detektoranordnungen zusätzlich dritte und vierte Elektrodenanordnungen (63, 64) aufweisen, daß ferner die Fixiermittel zusätzlich erste, zweite« dritte und vierte Schaltungskanäle umfassen, die j ewells von den ersten, zweiten, dritten und vierten Elektrodenanordnungen (61, 62, 63, 64) gespeist werden und jeweils erste, zweite, dritte oder vierte Ausgangsanordnungen aufweisen, wobei die Anordnungen (74) zur Summierung der Signale eine Summierung der Signale an den Ausgangsanordnungen zur Bildung eines ErfasBungsignals wirksam sind, daß weiterhin Mittel (74) zur additiven Zusammenfassung der Signale der ersten und vierten Ausgangsanordnungen zur Bildung eines ersten Summensignals und Anordnungen (74) zur additiven Zusammenfassung der Signale an den zweiten und dritten Ausgangsanordnungen zur Bildung eines zweiten Sunsneneignals vorgesehen sind»

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wob·! die Anordnungen zur subtraktiven Zusammenfassung der Signale das erste und zweit· Summensignal zur Bildung •in·· bipolaren Lagen-Fehlersignals wirksam sind, und daß Nutzscaaltungen für das bipolare Signal vorgesehen sind.

l8 · Vorrichtung naoh Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dafi Anordnungen (75) zur additiven Zusammenfassung der ersten und zweiten Auegangsanordnungen zur Bildung eines dritten Summensignals _t Anordnungen (75) zur additiven Zusammenfassung der Signale an den dritten und vierten Ausgangsanordnungen zur Bildung •Ines vierten Summensignals* Anordnungen (76) zur subtraktiven Zusammenfassung der dritten und vierten Summen·· signale zur Bildung eines bipolaren Fehlersignals und Nutz« vorrichtungen für das bipolare Signal vorgesehen sind»

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