Torrielitung zur Anzeige des Flugzustandes eines Flugzeuges.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige des Flugzustandes eines Flugzeuges, worunter zum Beispiel auch d'ie Triebwerksüberwachunig verstanden werden soll. Die Vorrichtung ist für die Navigation, insbesondere wÏhrend des Blindflues bestimmt. Die bisher hierzu üblichen Navigationsgeräte zeigen jedoch jeweils nur eine oder zwei Komponenten des Flugzustandes a'n, so dass, um a. l. le Flugzustände darzu- stellen, mehrere solcher Geräte erforderlich sind.
Hierdurch wird aber einerseits ein erheb- licher Platzbedarf in dem mit a.nsichschon f r andereGerätesta.rkbesetztenInstrumen- tenbrett beansprucht und anderseits er- schwert die gleichzeitige Beobachtung meh rerer Geräte dem Flugzeugführer das Na. vigieren.
Die Erfindung bezweekt daher, zur Vermeidung dieser Nachteile den jeweiligen Fl. ugzustand eines Flugzeuges möglichst vollständig mit einem einzigen GerÏt anzuzeigen. Gemäss der Erfindung ist dies dadurch erreicht, dass auf einer Bildebene mit Hilfe einer projizierten Bildaufzeichnumg ein. Symbol dargestellt ist, das in seiner Lage und Form durch den projizierenden Strahlengang beeinflussende Mittel, die von Flugzeug angeordneten Zustandsgebern gesteuert wer den, veränderlich dst.
Einige Ausfübrungsbeispiele der Vorrich- tung gemϯ der Erfindung sind in der Zeich nung g dargestellt und werden im nachfolgen- dent zusammen mit Detailvarianten beschrieben. Es zeigt Fig.leineBildaufzetichnungmittels eines optischen Linsensystems,
Fig. 2, eine optisch-elektrisch-mechanische Bildaufzeichnung,
Fig. 3 die Abtastung einer Bildschablone mittels Nipkow-Soheibe,
Fig. 4 eine elektronenoptische Bildauf zeichnung mit einem Ereieelhorizont als Zu- standsgeber,
Fig. 5 Schaltma¯nahmen an Einzelteilen des in Fig. 4 und 6 dargestellten Braunschen Rohres,
Fig. 7 die optische B ndelung des Elektronenstrahls bei der elektronen-mikroskopi- echen Abbildung,
Fig.
8 eine Doppelkathodenstrahlanord nung,
Fig. 9 eine topographische Abtastung eines GelÏndes mittels Echolotumpulsen,
Fig. 10 die, gleichzeitige Darstellung von zwei Vorgängen mittels eines einfachen Braunschen Rohres durch Vorschalten, eines Farbfilters,
Fig. 11 die gemeinsame Anzeige meh rerer der vorher einzeln behandelten Flug- zustände an einem Braunschen Rohr als Muster einer Blindfluganzeige,
Fig. 12 die Verwendung der Darstellung des Flugzeugsymbols unter Zuhilfenahme einer gleichartigen Schablone zu Steuer- zwecken,
Fig. 13 den gleichen Zweek unter Verwendung von im Schirm der Braunschen R¯hre sitzenden Fangelektroden.
Die Bildaufzeichnung eines Symbols, z. B. eines Flugzeugsymbols, kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. Am einfachsten erfolgt sie durch ein optisches Din- sensystem nach Art eines Projebtionemikro- skopes, wie aus Fig. 1 zu erkennen ist. Das Licht einer Liehtquelle 1 wird durch eine Sammellinse 2 auf eine Schablone 3 mit einem Flugzeugsymbol 4 geworfen. Die durch die durchsiehtige Schablone hindurchtretenden Lichtstrahlen bilden auf einer Projek tionswand 5 ein Flugzeugaymbol 6 ab. Im Strahlengang befinden sich zwei kreuzweise zueinander stehende Zylinderlinsen 7 und 8.
Die Linsen sind so gehaltert, dass sie von hier nur schematisch angedeuteten Zustandsgebern 9 und 10 entweder direkt oder fern übertragen, etwa durch Drehstrom-Ringfeld , Systeme 11, verstellt werden kbnnen. Dabei sind sie sowohl in ihrer Ebene verdrehbar als auch zu neigen und zu verkanten.
Eine weitere Möglichkeit der Bildauf- zeichnung zeigt Fig. 2. Eine Glimmlampe 12, der die Modulatioaspanmrung des darzustellenden Bildes zugefahrt wird, wird durch eine bildzusammensetzende Nipkow-Scheibe 13 betrachtet. Bei dieser Anordnung kann unter UmstÏnden soga. r eine besonders modu- lierte Lichtquelle gespart werden und statt des% die Bordbeleuchtunss, die eame träg- heitslose Lampe, z. B. < tim6Gasentladuags- lampe sein muss, verwendet werden, die dann moduliert wird.
Die Erzeugung der Modulationsspannung des Bildes, diederGlimmlampe12zuge- f hrt wird, ist in Fig. 3 dargestellt. Mit Hilfe eines von einer Lichtquelle 14 aus gehende'n Lichtstrahls und einer imStrahlen- gang angeordneten Nipkow-'Soheibe 15 wird eme Bildschablone 16 zeilenf¯rmig abgetastet. EmeSammellinse17konzentriertdem durch die durchsichtige Schablone hindurch- tretenden Lichtstrahl auf eine Photozelle 18.
Die entstehenden Photoepanmungen werden in einem VerstÏrker 19 verstärkt umd. k¯nnen jetzt der Gli'mmla. mpe 12 zur Bildmodu- lation zugef hrt werden. Es ist erforderlich, da¯ die beidenNipkow-iSeheiban13und 15 synchron umlaufen, was zum Beispiel dadurch zu erreichen ist, da¯ die Antriebs motorenderbeiden.Scheibenjmitder gleichen Wechselspannung betrieben werden.
Die fumfasaendste Art der Bildaufzeich nu'ng'istjedochdieelektromenoptiache, beispielsweise mit Hilfe eines Braunschen Roh res, weshalb auch dieses Verfatfren den wei- teren Ausführungen zugrunde gelegt werden soll.
Der Aufbau einea Braunschen Roh- res ist aus Fig. 4 ersiehtlich. Das eigentliche Rohr 20 erhält eine Kathode 21, einen WehneIt-iZylinder'22(geschmttendarges'te'IIt) zur Modulation des Kathodenstrahls, eine Anode 23, Elektroden 24 fUr die Vertikal- ablenkung und 25 f r die Horizontalablenkung desKathodssnetra < hl < t.Ausserdemist ausserhalb des Rohres noch eine magnetische Ablenkelektrode 26 vorgesehen.
Die für den zeilenformige'nAufbaudeaBildes auf dem SchirmdesBraunsschenRohreserforderliche AblenkungdesEathodenatraMserfolgtdurch Anlegen von Ablenkspannungen an den Elek troden24und 25. DieseAblenkspannungen werden durch Eippgeräte 27 und 28 erzeugt.
Die ModulationsspannungfürdenKathoden- strahl kann der in Fig. 3 dargestellten Anordnung entnommen werden, die dann über einen E. inmgangstransformator 29 aufden Wehnelt-Zylinder 22 gegeben wird. Selbst- veratändliehnnisszwischendemzellenförmi- genAufbautundderzellenförmigenZer- legungdesBildesSynchronismusherrschen. was durch. Speisung sowohl des Antriebs motoTB für die Nipkow-Scheibe 15 (Fig. 3) als auch der Eippgeräte 27 und.'28 (Fig. 4) aus einer gemeinsamem Weehselstromquelle erreicht werden kann.
Die Schaltung der Eippgeräte erfolgt in der bekannten und üblichen Weise. Sie besteht im wesentlichein aus den Ladekonden- sataren 127 und 138sowiedenRöhren227 und 226. Ihre Wirkungsweise ist genau wie die bei der.grundlegendenGlimmröhren- Eippschaltung, d. h. die Eondene'atoren werden bis zur Zündspannungaufgeladen,wor- auf die Entladung über die Rohren erfolgt.
Das Bild mulB jedoch nichet ineiner be sonderenlichtelektrisohe.n,.rastera.uflösenden Gebervorrichtung aufgezeichnet : sein, es ge- nügtauch,einenringförmigenWiderstandin seimer Charakteristik so zu bemessen, dass die an ihm periodisch im geschlossernenEreis- lauf abgetasteten Spa. nnu. mgen im Zeilenver la.ufdenBildimpulsenentsprechen.Praktisch kan, n dies so erfolgen, dass eine dem Ein- gangstransformator 29 zuzuf hrende Wech selspanmumgübereineRolle129,die ein Motor 229 mit konstanter Drehzahl umlaufen lässt, geleitet wird.
Die Rolle besteht, aus zwe, nebeneina.nderliegendenSeheiben, von denendieeinevölligleitendausgebildet ist, währe'nd die amdere von isolierenden Teilen verschiedener GröBe unterbrochen wird. Die isolierenden Teile lieferndiegewünschte
Charakteristik des Widersta'ndes, sodass die an ihr abgegriffene modulierte'Wechselspan- nung den Bildimpuleen entspricht.
Diese Methoden haben den Vorteil,dass dieBildschablonebezw.die'Wid.ersta.ndskor- per einfach auszutauschen sind, so da¯ je nach Notwendigkeit auch andere Symbole verwendet werden k¯nnen.
Eine andere Methode, die Kathodender Braunschen R¯hre als Bildgeber durch Einritzen des Flugzeugsymbols im. die Eathoden- flä, ehe zu verwenden oder eine Blende in der Form.desFlugzeugsymbolsindenStrahlen- gang zu bringem,hatdenVorteildesgerin- gerenGerätea-ufwandes.Manerzielt hierbei eine Anordnung ähnlich dem Elektronen- mikroskop und braucht keinen zeilenf¯rmigen Aufbau mittels Eippspannungen vorzusehen (vergleiche die Fig. 7, in. der die optische Bündelung des Elektronenstrahls angedeutet iEt). E ist der Elektronenstrahl, der durch die Elektroden G und A geb ndelt wird.
Die optische Bündelungistzuerken- nen'duirohdiezwischen'diesenElektroden angedeutetenAquipotentiall.inien. Das Zu standekommeneinersolchenLa.menstruktur ist zum Beispiel zu erreichen durch esne Spannungsabstufung K = 0, G = 10 und A = 100 Volt.
An einem so aufgezeichneten Flugzeug- symbol können nun alle möglichen Flugzu- stÏnde sichtbar gemacht werden. ZunÏchst sei.dieHo'rizontan'zeigebetrachtet.Als Geber hierfür dient einE'reieelhorizo'nt, dessen Ereisel 30 mit seiner senkreehten Umla. ufachse in einem Kardanring 31 gelagert ist, der seinerseits sich um eime zu der Ereiselumlaufachse senkrechte Achse in einem zweiten Kardanring 32 drehen kann.
Der Kardanring 32 wird von flug- festen Lagern33und34getragen.BeiBe- wegungen'desKreiselsumseineEardan- achse werden Kontaktarme 35 und 36 auf gerätefestenPotentiometern 37 und 38 verstellt.
NachderbisherüblichenHorizo'ntda'rstel- lung mittels Ereieelgerät muss das Flugzeug- symbol bei Längsn'eigungdesFlugzeuges sich über die am'Gehäuse markierte Mittel- linie auf-oder abwärts verschieben.Dies wird bei der Anordnung durch Anlegeneiner Vorspannung an das Vertikal-Ablenkplatten- paar 24 der Brauns'ohienRohreerreicht.Die in Zeilen elektronisch aufgezeichnete Bild figur wird damit je nach der Spannungs- richtung an den Ablenkplatten auf-oder abwärts bewegt.
Die Vorspannung, die im Kippgerät 28 zur Bildablenkung zwgefügt wird, liefert das Potentiometer 37, das von dem vom Horizont betÏtigten Kontaktarm 35 gesteuert wird. Die Querneigung des Flugzeuges wird durch eine Querneigung des Symbols dargestellt, was durch eine SchrÏg stalluaut der gesamten Zeilenstruktur des Bildes erreicht werdenkann.Dieskann.ge- schehen'durchentsprechendeZuordnungder KippspammungenfürZeile und Bild.
Die Ablenkelektroden k¯nnen auch au¯erhalb der Röhreangebrachtwerden,soweitdies elektrostatisch überhaupt möglich ist wegen der elektrischen Aufladung der Glaswand, und mechanisch in die gewünschte Scbräg- stellumg durch Fernverstellung vom Horizon her gebracht werden. Letzteres kann unmit telbarmechanisch, zum Beispiel mittels bieg- samer Welle, oder durch eine elektrische Fern bertragungseinrichtung geschehen. Noch besser erreicht man die SchragsteJIung des Bildes durch eine magnetische Sammellinse 26, die in AbhÏngigkeit von der Stellung des vom Rreiselhorizont betäbigten Kontakt- armes 36 auf dem Potentiometer 38 gesteuert wird.
Die Steig-und iSinkgeschwindigkeit konnteebensowiedie oben beschriebene LÏngsneigungsanzeige, falls die letztere nicht benötigt wird, angezeigt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, für diese Anzeige Symbole eines nach unten oder oben gerichteten Flugzeugleitwerkes in der Front ansicht einzuf hren. Die kann so geschehen, dass in Abhängigkeit von einem Variometer verschiedene Geberschablocen in den Strah- lengang der in Fig. 3 dargestellten Abtast- vorrichtung geschoben werden.
Diese ver schiedenenGeberschablonenkönnen auf einer Kreisscheibe oder auf einem Filmstreifen angeordnet sein und durch ein von dem Me¯werk des Variometers gelieferten Drehmoment entspreehend dem jeweiligen Flugzustand in den Strahlengang hineimgedreht werden.
Die Wendung eines Flugzeuges in der SilhouettendajstellumgimerstenStadium der Wendung kann durch eine Verkürzung der Qussrauawanderung des Flugzeugsymbols gekennzeichnet werden. Die Schrumpfung desBildesinderQuernchtmngerzielt man zum Beispiel durch eine Verringerung der Spannung an den horizontalen Ablenkplatten 25. Hierzu wirdderelektrischeAbgriff des Wendezeigers auf diese Spannung mittels Potentiometer aufgeschaltet, was an einer spateren Stelle bei der Beschreibung der Fig. 11 ausf hrlich noch dargelegt wird.
Die Unterscheidung einer Links- von einer Rechtskurve geht an oich aus der zugeordneten Querneigung hervor, jedoch lässt sich eine weitere Verdeutlichung g dadurch erzielen,, dans man bei einer Linkskurve das Bild etwas nach links, bei einer Rechtskurve etwas nach rechts schiebt. Die Mittel hierfüraind die gleichen, wie sie vorher bei der Beschrei- bung von #Steigen# und #Fallen# am Hori- zontbeispiel erläutert winden, nur dass in diesem Fall selbstverstÏndlich das horizon- tale Ablenkplattenpaar 25 benutzt wird.
Es ist nat rlich auch denkbar, mit dem Wendekreisel eine Steuerung der nach Fig. 3 geberartig abzutastenden Flugzeugschablo- nen derart vorzunehmen, dass mit zunehmender Drehgeschwindtgkeit statt eines Flugzeug- symbols in Frontansichteinsolchesin Sei- tenansicht in den Stmhlengang gedreht wird.
Bei den üblichen Navigationsgeräten wird eine Schiebekurve dadurch angezeigt,dass ein mechanisches Pendel, z. B. eine Libellen- kugel, sich durch die Fliehkraft nach au¯en bewegt. Die elektronenoptische Darstellung kann durch seitliches Verschieben des Flug zeugsymbols erfolgen ; es ist aber zweck- mässiger, diesenFlugzustanddurcheine Bildverzerrumgdarzustellen',undzwardurch Verformung des Bildes, des normalerweise rechtechige Ausmasse bat, in trapezförmige Ausmasse.
Erzielt wird vorteilhaflerweise eine solche Bildverzerrung dadurch,dassman eine oder beide Ablenkspannungen gegen Erde unsymmetrisch macht d, gleichzeitii, g auch die Anode erdet. In Fig. 5 ist achenm- tisch diese Schaltung für dasvertikale Ablenkplattenpaar r 24 und die Anode 23 gezeigt. Diese Sehaltung wird dadurch herge- sbellt, daB d, ie Libellenkugel beim Auswan- dern aus der Mittellage einen Kontaktfür einenStromkreisschliesst,der zum Beispiel mit Hilfe von RelaisentsprechendeSchalter betätigt.
Die trapezförmige Bildverzerrung ergibt dann den Eindruck einer Beschleuni- gungnachder sich verjüngendenRichtung d & 3Flugzeugsymbols.
Um die von einem EompassoderAzimut- kreiselerhältlicheEursriehtungdesFlug- zeugesnochindasselbeBildfeld,dasdie bis her behandelten Flugzustände enthält, aufnehmen zu'können, lässt eich dem Flugzeugsym- bol ein Strich überlagern,derum360 dreh- ba. r ist und den jeweiligen Kurs einer festen Roseneinteilunganzeigt. Der Emrsstrich lässt sich im intermittierenden Bildwechsel mit dem Flugzeugsymbol auf den Schirm der BraunschenRohrebringen. Die Mittel hierf werdenbeiderBeschreibungderFig. 11 noch eingehend angegeben.
Wenn nur der Kurs angezeigt werden soll, dann kann auch eine Drehung des Flug- zeugsymbolsentsprechenddemgeflogenen Kurs eingeführt werden. Die elektronenopti- schen Mittel hierfür sind bereits bei der Dar- stellungderSchräglage des Flugzeuges dargelegt worden.
Die Geschwindigkeit des Flugzeuges lässt sich inder'Weisesymbolisieren,dass man@ einer steigenden Geschwindigkeit eine Ver grösserungdesganzenFlugzeugsymbols zuordnet. An einer auf dem Schirm ange brachten Querskala kann man die jeweilige
GrossedesFlugzeugsymbolsunddamitdie
Geschwindigkeit ablesen. Die Vergrösserung des ganzen Flugzeugsymbols geschieht durch gleichzeitigeVergrösserungderAblenkspan- nungen an den beiden Plattenpaa. ren 24 und
25,diedurchbeispielsweisevoneinemStau- rohr gesteuerte Widerstände entsprechend ge regelt werden. Auch hierauf wird noch an einerspäteren;StellederBeschreibungnäher eingegangen werden.
Die barometrische Hö- henanzeige wird zweckmϯig unabhÏngig vom Flugzeugsymbol an einer gehÏusefesten Lfängsskala am RandedesSchirmes der BraunschenRöhrearngegeben. In intermittie- rendan Bildwechsel wird dann beispielsweise einerseitsdaselektronischeFlugzeugsymbol und anderseits ein elektronischer Strich an der Längsskala aufgezeichnet, der infolge ungleichmässigerÄnderungderSpajnnungen an denjAblenkplatten24,diedurcheinen barometrischen Hohenmesser hervorgerufen werden, auf-und abwandern kann.
Au¯er den bisher beschriebenenZustands- anzeigen, decken Kenntnis zum Navigieren erforderlich ist, k¯nnen auch an dem Flug zeugsymbol gefährlicheFlugzuständewieFlü- gelflattern, Leitwerkschwingungen, Rumpf biegeschwingungenu'sw.angezeigtwerden.
Eine symbolhafteAndeutung soleher.Schwin- gungen ist zum Beispielzuerreichendmrch ein U.nsoha.rfmachenderUmrissedesFlug- zeugsymbols oder durch ein Hin-und Her vibrieren ! desselben oder durch ein plastisches Pulsieren der Figur, indem beispielsweise die konkaveAusbauchungineinekonvexeüber- geht,oderdurcheineDurchsetzung des Flug- zeugsymbols mit einer Gitterstruktur.Das UnschaTfmachenkannmanerzielen,indem man derelektrischenLimjseeinenOffn'ungs- fehler(sphärisoheAberration) erteilt,
was besonders gut bei magnetischen Linsen durch- führbar ist. ZurErzeugungdes Hin-und HervibrierensdesFlugzeugsymbolsüber- lagerb man.den'Eippspa;nn!ungen(inden Geräten 27 und 28 der Fig. 4), die dem Ka.- thodemistrahldiefürdenBildaufbaunotwen- digeAblenkungerteilen,eineWechselspan- nung von einer Frequenz, die klein gegen die Kippspannungsfrequenzen ist. Das plastische
Pulsieren : ka-nn durch Einführung des aniso- tropen Verzeichnungsfehlers erfolgen.
Bei- spielsweise mit Hilfe von zwei gegeneinander geschaltetenMagnetspulenalsLinsenerhält man n ei iSpannungsanderungen-wie aus der Elektronenoptik bekannt-denÜber- gang von einer kissenformigen ineime ton nenförmigeVerzeichnung.
Ein gefährlicher Flugzustand, dessen Anzeige sehr notwendig ist, ist die Vereijmmg von Flugzeugteilen. Hierzu lässt eich eine BUdverzerrung'nutzbarmachen,dieTinter dem Namen #Bildplastik# bekannt ist und ale wei¯e Umrandung schwarzer Konturen erscheint. Diese Bildverzerrung erreicht man durchEinführung einer Phasenverzerrung in dem Verstärker de, r Modulationsfrequenz (z. B. Verstärker 19 der Fig. 3). Dadurch entstehenverschiedeneLaufzeitenfürdie verschiedenen Frequenzen.
Die meisten der gebräuchlichen Eisansatz-Warpgfräte beruhen auf der Erscheinung, da¯ durch den Eisansatz eingelegteWiderständesichändern oder Photozellen verschieden Mmhtet werden. Diese Widerstandsänderungen oder Spannutngsschwankungen können dann in be kannter Weise dazu benutzt werden, die Vor spannun, der Verstärkerröhre im Sinne einer Phasenverzerrung zu verändern.
Damit sind einige Beispiele aufgezählt, wie man durch Xnderung der elektrischen Linseneigenschaften die Form und Lage des Flugzeugsymbolaafufdem.SchirmdesBraun- eohen Rohres ändern n kann. Es gibt darüber hinaus noch eine gro¯e Zahl von Messgrössen, die die Navigation und die Flugeigenscha. f- ten kennzeichnen und ebenso eine weitere grosse Zahl von elektrischen Linsenverzerrungen, mit denen man beliebige Verlagerungen und Verzeichnungen von Symbolen vornehmen kann. Daraus ergeben sich ge nügend Möglichkeiten, um eine gut ausge statteteBlindfluginetrumentierunga.ufdem Schirm der Braunschen Rohre unterzubringen.
In den Abbildungen sind fiir die Ablenkung stets Eondenaatorplatten gezeigt.
Dabei bleibt es offen, je nach Zweckmässig- keit die elektrische Optik in die Rbhre einzubauen und elektrisch zu steuern oder auBen um die Boire herumzubauen und durch die Geber mechanisch zu steuern oder den elek trisch abzutastendenGebermechanisch zu bewegen.
Um sämtliche Blindfluggrossen auf dem Bildschirm unterbringen zu könmen, wird es günstig sein, mehrere Ablenkelektro- den-elektrostatisch und elektromagne- tisch- ! an dem Braunschem Rohr anzubrin- gen undjeweilseinedavonzmrDMsteIhmg einer bestimmten Fluglage zu verwenden. iSo kann zum Beispiel ausser den norma- len elektrischen Linaen eine magnetische LinaeabsichtMchschiefznrRichtungdea Elektronenstrahls & age < ndnetwerden, um einen astigmatischen Fehler und damit die gewünschte Bildverzenrung zu erzeugen.
F r den vorliegenden Fall d rften als Ablenkelektroden die mehrfachen Ringlinsen oder Spirallinsen geeignet sein. Wie beispielsweise eine soles mehrfache RingHnse ausgebildet ist, zeigt Fig. 6. In dem zylindrischenTei] 39 des Braunschen RobMa'ist an die Ebene der Ringlinae 40 ein Spannungsteiler 41 angelegt, der van Ring zu Ring so unterteilt ist, da3 zwischen je zwei Ringen eine dar- zustellendeGebergrOsseangelegtwerdenkann.
Ebensogut lassen sieh magnetische Litnsen zur Erzeugung gleichartiger oder ähnlicher Bildeffekteeinsetzen.
F r den Rasteraufbau des Bildes bestehen mehrere Möglichkeiten, nm jeweils zu den günstigsten Bildverzerrungen zo. gelan- gen. Die Zeilen- und Bildablenkspannungen lassen sieh umpolen, so da¯ eine Bildverzer- runginderentgegengesetztenRichtung zu erreichen Ist. Neben der Methode der Zeilen- ablenkung fAr den elektroniischen Bildaufbau ist noch dieSpil'alaHenkHMtgzunennen, die beliebig mit Kondensatorplatten oder Magnetspule erfolgen kannnndetwasandersge- artet die gew nschten.
Linsenverzerrungen hervorrufenkann.An die Platten werden in bekannter Weise Spannungen von gedämpf- tem Sehwiagungsverlauf gelegt.
Für die vorliegende Erfindung ist auch die Thunsche Liniensteuerung anwendbar, die anstatt der IntensitÏtsmodulation des Lichtpunktes bei konstanter Lanfgeschwin- digkeit umgekehrtdie'Geschwindigkeits- modulation des Lichtpunktes bei konstanter Intensität einführt.
In der Weiterentwicklung des Braunschen Rohres gelangt man zu einigen Sonderausf hrungen, mit denen man die Blindfluginstrumentierung noch universeller auf einer Bildebene darstellen kann. Hierzu geh¯ren die Systeme mit zwei getrenntenEatboden- strahlen. Eine bekannte Ausf hrung ist der in Fi,-,. 8 dargestellte Doppelkathodenstrahl oszillograph mit zwei nebeneina.nderliegenden Kathoden 4-2 und zwei Linsansystemen 43 bis 46, aber gemeinsamem Bildschirm 47.
Ein solches Rohr gibt zum BeispieldieMög- lichkeit, mit dem einen Elektrodensystem das Flubzeugsymbol, mit dem andern zugleich erdfeste Bezugspunkte bezw. Bezugscichtun- gen abzubilden. Der eine Strahlengang kann auch noch elektronen-mikroskopiEch sein.
Ebenfalls ZM der gleiehen Darstellung ge langtman)miteinerDoppelrohre,diesich des.Streuelektroneneffektesbedientunda.n- dern ähnlichen Ausführungen.
Wie gesagt ist eine Röhre mit doppeltem Elektronenstrahl besonders dazu geeignet, neben.demFlugzeugsymbolerdfesteBezugs- punkte bezw. BezugSTiehtungendarzustellen.
Darunter ist zum Beispiel eine Echolotung zu verstehen, die nicht nur jeweils einen Lotpunkt liefert, sonderndasGeländeübereine grosse Strecke quer oder längs zur Flugrich- tung abtastet, was eine bessere Geländeaus kumftfürdieNavigationergibt.Hierzuwor- den zum Beispiel, wie in Fig. 9 schematisch angedeutet ist, von einem Flugzeug 48 syn- chronmitderZeilena.blenkungakustische oder elektrische Lotimpulse 49 ausgesendet, die nach der Beflexion die Intensität des Elektronenstrahls modulieren.
Die durch die periodische Schwenkung der Impulsgeber (Schallgeber oder Richtantenne) pendelnde Senderichtung der Lotimpulse wandert in Flugriehtung oder quer dazu synchtron mit der Bildablenkung im Braunschen Rohr. Man sieht dann im kombinierten elektronischen Bild richtig ein Flugzeug - durch Scha- blone abgetastet unddurch.deneinen Elek- tronenstrahl abgebildet'-überdas'wa-hre Gelände-unmittelbarabgetastet und durch den zweiten Elektronssnstrahl abgebildet flieben.
Zur gleichzeitigenAufzeichnungdesSym- bolsunddererdfestenBezugspunktekönnen nebeneinander angeordnete Plattenstrahl- systeme mit zwei Schirmen benutzt werden, von denendereineSchirmmiteiner vom andern versehiedenen Färbung der Fluores zenzschichtatusgerüstet ist bezw. einen Farbfilter besitzt, wobei beide Bilder auf einer Wand durch Projektion zur Deckung ge- bracht sincl.
Statt einer Rohre mit doppeltem Ea- thodens'trahl können zwei vollkommen ge- trennteElektrodensystememiteigenemBild- schirm benutzt werden. Die beiden getrenn- ten Darstellungenwerdendannaufeinem gemeinsamen Wandschirm bereinander pro jiziert.
Wie schon an einer früheren Stelle er- wÏhnt, k¯nnen zwei verschiedene Darstellungen auch mit einem einfachen Eathoden'- strahloszillographen, und zwar durchinter- mittierenden Bildwechsel abgebildet werden.
Zmr besserenUnterscheidungderbeidenDar- stellungen ist es zweckmässig, synchron mit dem Bildwechsel vor dem Schirm des Braunschen Rohres Farbfilter rotieren zu lassen.
Ein solches Beispiel für ein Braunsches Rohr nach Fig. 4 ist;schematisc.hin Fig. 1j0-dar- g Eine Wechselstromquelle 50 speist den Antriebsmotor 51 f r das vor der Matt- scheibe des Braunschen Rohres rotierende Farbfilter 52 und gibt die Bildablenkungfür das Plattenpaar 24. Die Zeilenablenkspan- nung am Plattenpaar 2'5 wird durch einen Frequenzvervielf acher 53 amf die für die ZeilenablenkungnotwendigehöhereFrequenz gebracht.
Die Weohselstromquelle 50 speist auch den nicht mehr dargestellten Anttfiebs- motor für einen Wechselschalter 54, der abwechselnd die Modulation zweier verschiedener Bilddarstellungen, also beispielsweise des Flugzeugsymbolsundirgendeinererdifesten Bezugsrichtung, an den Wehnelt-Zylinder 22 anlegt. Dadurch rotieren der Farbfilter 52 und der Weohselschalter 54 synchron, so dass jeder Bildda-rstellungeinebestimmteFarbe zugeordnet ist, die zur erhöhten Unterschei- dungsfähigkeitbeiträigt.
BisherwarendieDarstellungenderFlug- zuständeimmereinzelnbehandelt worden.
Es soll nun an einem praktischen Ausf hrungsbeispiel dargelegt werden, wie mehrere dieserFlugzuständegemeinsamangezeigt werden k & n'nen,sodasszumBespielaneinem einzigen'Gerät alle die Flugzustände ablesbar sind, deren Kenntnis eine ausreichende Navigation im Blindflug ermöglicht. In Fig. 11 ist ein solches Ausführungsbeispiel dargestellt, mnd zwar ist hierfürdaaBraun- sche Rohr nach Fig. 4 mit den gleichen Bezugszeichen verwendet.
Die f r den zeilenformigen Aufbau des Flugzeugsymbols auf demSehirm desBraun- echen Rohres 20 erforderliche Ablenkung des Kathodenstrahiaerfolgtdurch von den Kippgeräten 27 und 28gelieferteAblenkspannun- gen, die den Elektroden 24 ; und 25 zugeführt werden. Die ModuJationsspannuntg für den Kathodenstrahl soll ebenfalls der in Fig. 3 dargestellten Abtastvorriehtung entnommen und über den Eingangstransformator 29 auf den Wehnelt-Zylinder 22 gegeben werden.
Mit dieser Anordeung wird, wie bereits be schrieben, auf dem Schirm des Braunschen Rohres ein Flugzeugsymbol abgebildet, dessen Lage und Form entsprechend der Flug geschwindigkeit,derQuer-undLängslage sowie der Wende-und Schiebegeschwindig- keit des Flugzeuges geändert wird.
Die ErmittlungderFluggeschwindigkeit erfolgt durch Messe4 ;des Staudruckes, der einer dmrch eine Membran 55 in zwei Kammern unterteilten Dose 56 zugeführt wird.
¯ber einen AnschluBstutzen 57 gelangt er in die eine Kammer, während die andere Kammer über einen Anschlussstutzen 58 mit der A'ussenJuft in Verbindung steht, so dass hier immer Atmosphärendruck herrscht. Der zuoder abnehmende Staudruck verstellt danm die Membran 55 und über eine an ihr be festigte Stange 59 einen bei 60 drehbar gelagerten Kontaktarm 61. Hierbei gleitet der Kontaktarm 61 mit zwei gegeneinander iso liertenSchleifkontakten 62 und 63 über Wi derstandssegmente 64 und 65.
Der infolge der Bewegung des Kontaktarmes 61 sich ändernde Teil des Widerstandes 64 ist in den von dem Kippgerät 28 gespeisten Ablenk- spannungskreiageschaltet,währenddersich ändernde Teil des Widerstandes 65 in dem vom Kippgerät 27 gespeisten Ablenkspan- nungskreis liegt.
Bei einer Geschwindigkeits. zuna,hmeerfahrendanmdurchdiehiermit verbundene Verkleinerung des sich ändssm- den Widerstandsteils sowohl des Wider- standssegmentes64alsamsshdes Wider sta.ndseegmentes65beideAMenkspann'ungen gleichzeitigeineVerg'rS8erung,waaeine Vergrösserung des Flugzeugsymbola zur Folge hat. Umgekehrt wird in der gleichen Weise bei einer Geschwindigkeitsabnahme einjeVerkleinerungdesFlugzeugsymboLs erzielt. Diese Veränderungen des Flugzeug- symbols geben ein Mass für die Fluggeschwindigkeit, die an einer auf dem Schirm des Braunschen Rohres vorgesehenen geeichten Skala abgelesen werden kann.
Viel einfacher lϯt sich diese AnzeigeaufeineWeiseer- zielen, die in Fig. 4 gestrichelt eingezeichnet ist.DerStaudruckmesseristlediglichmit seinerSta.nge59andemKontaktarm135 zu befestigen. Beim Arbeiten des Staudruck messers wdrd damn der Kon'ta.kta.rm 135 auf den Potentiometerwiderstand 137 verstellt und dadurch die Amplituden im Kippkreis geregelt, was ebenfalls eine Vergr¯¯erung oder VerkleinerungdesFlugzeugsymbola zur Folge hat.
Um bei einerÄnderungder Am plitude im Kippgerät die Kippfrequenz konstant za halten, kann man nbekanntlich so verfahren, da¯ man bei einer ¯nderung des Regelwiderstandes auch für eine Anderung der Spannung am Gitter der Laderohre und damit des Ladestromes sorgt, wodurch die durch die veränderte Amplitude bedingte FrequenzÏnderung kompensiert werden kann.
Als Geber f r die Quer- und LÏngsneigung des Flugzeuges dient ein Kreiselhori- zont, dessen Kreisel 66 mit seiner senkrech- ten Umlaufachse in einem Kardanring 67 und dieser wiederum in einem KaTdanring 68 gelagertist.Letztererwirdvon flugzeug- festen Lagern 69 und 70 getragen. Die Kar danachsentragenKontaktarme 71 und 72, die mit gerätefesten Potentiometern 73 und 74 zusammenarbeiten.
Um aus einer Schräg- stellung der ganzen Zeilenstruktur ein Ma¯ für die Quemeigungen des Flugzeuges zu ge winnen, kann man die Zeilenkippspannung der Bildkippspannung überlagern. Es wird alsodieZeilenkippspannungausdeinEipp- gerät 27 abgenommen, im Widerstand 74 geregelt und dann im Bildkippgerät 28 über- lagert, d. h. also die Zeilenkippspannung unter Zwischenschaltung eines Potentio- meters direkt auf die Bildkippspannung ge- geben.
Der bei Lfangsneigung'desFlugzeuges ansprechende Kontaktarm 71 und sein Potentiometer 73 sind mit dem vertikalen Ablenk plattenpaar24zusammengeschaltetundlegen beim Ansprechen an dieses eine der Verstell- grosseund-richtung des Kontaktarmes ent sprechendeVorspannung.Jenachdersspan- nungsrichtungwirddanndasFlugzeugsym- bol auf-oder abwärts bewegt.
Die Wen'degeschwinidigkeit;wird mit einem Wendekreisel 75 gemessen, der mit seiner horizontalen Umlaufacbse in einem Eardanring 76 gelagert ist. Die Ache'des Kardanringes 76 ist flmigzeugfest und drehba. r angeordnetunddurch eine Feder 77 ge- fesselt. Sie trägt ausserdem einen Eontakt- a. rm 78, der iiber einen Widerstand 79 schleift.
Bei Drehung des Flugzeuges um seine Hochachse, zum Beispiel während des Kurvenfluges, wird der Ereiselentgegen der Kraft der Federfesselung präzedieren und demEontaktafrm 78 eine der Grösse der Prä zessionundamit der Wendegeschwindigkeit entsprechendeEinstellung erteilen.
Dadurch wird ein Widerstand in den Spannungskreis des Kippgerätes gescha.ltetund:infolge der Verringerung der Spannung an dem horizon talenPlattenpaar25eineQueTSchrumpfumg des FlugzeugByrnboIshervorgerufen. Die Unterscheidung einer Links-oder einer Rechtskurve geht aus der Darstellung für 'dievomHorizontermittelteQuerneigungdes Flugzeuges hervor.
DieSchiebegeschwindigke'itschliesslich er mittelt in vorliegendem Fall eine Kugel- libelle, deren Kugel 80 in einer gebogenen Rohre 81 bei auftretenden Zentrifugalkräf- ten nach aussen bewegt wird. Hierbei rollt sie auf einem Widerstand 82, mit dem sie zusammen als Spannungsteiler in den Kipp- spajNNmgskTeisfürdieQuera-blenkplatteTü.
25 5geschaltetist.Dieshat'beiAuftreteneiner Schiebegeschwirbdigkeita.ndemPlattenpaa.r eine Vorspannumgnacheiner.Seitebinzur Folge,wodurcheineQuerversohiebungdes ganzen Flugzeugsymbols eintritt.
Bei dem oben beschriebenen Gerät ist ferner die M¯glichkeit vorgesehen, in die Symboldarstellung noch andere Darstellungen z. B. Kennwerte der Funkna. viga. tion, einzu- blendes. Durch einen rotierenden..Schalter84 werden die Modulationen beider Darstellun- gen, die f r das Flugzeugsymbolüberdem Eingangstransformator 29 und für die andere DarstellungüberdenEinga.ngstra.nsformator 83 zugeführt werden, abwechselnd auf den Wehnelt-Zy linder 22 des Braunsohen Rohres gegeben.
Gleichzeitig wechseln synchron damitauchdieEippspa'nnungen,indemdurch .rotierendeSchalter87und 88 die Kippgeräte 27 und 218 8 durch die Eippgeräte 85 und 86 ersetzt werden.
Dies letztere ist aber nur dannerforderlich,wenndiezweiteeinzublen- dende Darstellung mit andern Daten abgetastet ist. Mit diesen angezeigten Zusta. nds- darstellungen kann, wie schon gesagt, die Navigation eines FlugzeugesimBlindflug dmrohgeführt werden, und es ist zunächst daran gedacht, dieses durch Betätigung der Flug- zeugsteuerungvonHandauszuführen.Selbst- verständlichist es aber auch möglich, von den a;ufdemSchirmderBraunschenRohre hervorgerufenenDarstellungenelektrische Impulse auelosen zu lassen, die selbsttätig einenentsprechenden.Steuervorga.ngeinlei- ten.
Es kann zum Beispiel, wie in Fig. 12 schematisch angedeutet, das elektronische Flugzeugsymbol 89 im normalen Zustand dutreheineSchablone90 auf dem Schirm der BraunsohemRöhre20abgedecktsein. Wenn nul} der übrige Teil des Schirmes 91, der mit einer mosaikförmigenphotoelektrischen SchichtnachArteinesIkonjoskopesbedeckt sein möge, von Lichtstrahlen, die von einer Lampe 92 ausgehen, getroffen wird, dann entstehenjeweilsLadeströmein. den Photo zellenkreisen, wenn das Flugzeugsymbol sich nach irgendeiner Richtung über.
die Scha- blone hinausbewegt. Diese Strume können an den Kontakten 93 abgenommen und zur Ans ; l¯sung eines Steuervorganges benutzt werden.
Neben dieser photoelektrischen Losung kamn man auch bei einer Braunschen Röhre den Leuchtschirm entsprechend der Form und der GrössedesdarzustellendenSymbols abdecken und am Randediesesabgedeckten Teils in der Leuchtschirmmasse sogenajinte Fangelektroden einbauen, die bei 94 (Fig. 13) mit den einzelnenStromkreisender'Geber verbunden sind und diese über die Flugzeug- steuerung korrigieren. Die Fangelektroden sind-wie erwähnt-in die Schirmmasse eingebettet und in der Zeichnung nicht sieht- bar.
Ihre Lage und Form richtet sich natur- gemäss mach der Grosse und Form des Symbols bezw. des entsprechend diesem Symbol abgedeckten Leuchtschirmteils. Bei Steuerung von Hand arbeitet einederartigeEin- richtung ale Nullanzeige, indem nämlieh durchrichtigeHandsteuerung das elektronenoptische Bild auf dem Leuchtschirm immer in Deckung mit dem abgedeckten Teil des Schirmes gebraeht werden muss.