DE2205152A1

DE2205152A1 - Display device for the attitude of an aircraft

Info

Publication number: DE2205152A1
Application number: DE19722205152
Authority: DE
Inventors: LyIe James; McElroy James Joseph; Bellevue Wash. Noland (V.St.A.)
Original assignee: Sundstrand Data Control Inc
Current assignee: Sundstrand Data Control Inc
Priority date: 1971-03-12
Filing date: 1972-02-03
Publication date: 1972-09-21
Also published as: GB1321211A; FR2128387A1

Description

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572-18.279P(18.28OH) 3. 2. 1972572-18.279P (18.28OH) February 3, 1972

Sundstrand Datei. Control, Inc., Overlake Industrial Park,. Redmond, Washington (V.St<,A„)Sundstrand file. Control, Inc., Overlake Industrial Park ,. Redmond, Washington (V.St <, A ")

Anzeigegerät für die Fluglage eines FltigzeugesDisplay device for the attitude of an aircraft

Die Erfindung betrifft ein Voranzeige-Steuergerät für die Fluglage eines Flugzeugs mit einem pilotenbetätigten Element zur Einstellung einer Fluglagenregelung des Flugzeugs.The invention relates to a pre-display control device for the attitude of an aircraft with a pilot-operated one Element for setting a flight attitude control of the aircraft.

Manche Flugzeuge haben Kontrolleinrichtungen für die Instabilität, die bei einer manuellen Flugzeugführung ein großes Maß an Erfahrung und Geschicklichkeit erfordern. So ist beispielsweise ein Hubschrauber oder ein Drehflügler sowohl beim Rollen als auch beim Nicken oder Steigen zu übersteuern, was zu einer Instabilen Lage führt, wennSome aircraft have instability controls that are common to manual aircraft guidance require a great deal of experience and skill. For example, a helicopter or a rotary wing aircraft to oversteer when rolling as well as when pitching or climbing, which leads to an unstable position if

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nicht der Pilot eine große Sorgfalt aufwendet und einen festen Bezugspunkt hat, wie beispielsweise die Flugzeug-Umgebung, Bei Flugzeugen mit guter Stabilität kann ein Teil eines Steuerelements dazu verwendet werden, um dem Piloten die voraussichtliche oder erwartete Fluglage des Flugzeuges anzuzeigen (vgl» z, B. US-PS 3 228 631 und 3 33^ 84U). Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät, das zum Gebrauch in Flugzeugen mit schlechter Stabilität geeignet ist. Es zeigt dem Piloten die erwartete Fluglage an auf der Grundlage der Bewegung einer vom Piloten betätigten Steuereinheit und der Änderungsrate der Fluglage des Flugzeuges.the pilot does not take great care and has a fixed point of reference, such as the aircraft environment, For aircraft with good stability, part of a control can be used to control the To show pilots the anticipated or expected attitude of the aircraft (cf., for example, US Pat. No. 3,228,631 and 3 33 ^ 84U). The present invention relates to a device which is suitable for use in aircraft with poor stability. It shows the pilot the expected attitude based on the movement of a pilot operated control unit and the rate of change in attitude of the aircraft.

Ein Merkmal der Erfindung ist ein Voranzeige-Steuergerät der Fluglage mit einer im Flugzeug befestigten Anzeigeeinrichtung mit einem ersten Anzeiger, der die Fluglage des Flugzeuges im Hinblick auf einen Bezugspunkt angibt, und mit einem zweiten Anzeiger, der die erwartete Fluglage liefert, in dem die Wirkung einer vom Piloten betätigten Einheit abgewandelt wird. Mit dem ersten Anzeiger ist eine Quelle für ein Bezugssignal der Fluglage verbunden. Das Gerät umfaßt auch eine Quelle für ein Signal, das eine Lageänderung der vom Piloten betätigten Einheit angibt, und eine Quelle für ein Signal, das die Änderungsrate der Fluglage des Flugzeuges darstellt» Diese Signale werden zusammengefaßt und stellen den zweiten Anzeiger,, Insbesondere stellt bei einem Drehflügler das vom Piloten betätigte zyklische Element den Winkel eines Rotors und steuert so die Fluglage des Drehflüglers. Ein auf dem zyklischen Element vorgesehener Meß- oder Signalumformer erzeugt ein Signal, das die Änderung der zyklischen Lage dar-A feature of the invention is a pre-display control device of the flight attitude with a display device mounted in the aircraft with a first indicator showing the flight position of the aircraft in terms of a reference point and a second indicator showing the expected Attitude supplies by modifying the effect of a unit operated by the pilot. With the first scoreboard is connected to a source of an attitude reference signal. The device also includes a source of a signal indicative of a change in position of the pilot operated unit, and a source of a signal representing the rate of change in the aircraft's attitude »These signals are combined and represent the second indicator, In particular, in a rotary wing aircraft, the cyclic element actuated by the pilot represents the angle of a rotor and thus controls the attitude of the rotary wing aircraft. One on the cyclical The element of the measuring or signal converter provided generates a signal that represents the change in the cyclical position.

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stellt. Ein senkrechtes Gyroskop oder Kreiselsteuergerät liefert den Bezugspunkt für die Fluglage und das Änderungssignal der Fluglage. represents. A vertical gyroscope or gyro control unit provides the reference point for the flight attitude and the flight attitude change signal.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, daß der erste Anzeiger ein Flugzeugsymbol umfaßt, das am Flugzeug befestigt ist und die Fluglage des Flugzeuges in bezug auf einen Bezugsanzeiger mit fester Lage im Raum angibt. Der zweite Anzeiger umfaßt ein Voranzeigezeichen der Fluglage, das im Hinblick auf das Flugzeugsymbol und den Bezugsanzeiger beweglich ist und die erwartete Fluglage des Flugzeugs angibt.Another feature of the invention is that the first indicator includes an aircraft symbol that is affixed to the aircraft is attached and indicates the attitude of the aircraft in relation to a reference indicator with a fixed position in space. Of the The second indicator includes an attitude advance indicator relative to the aircraft symbol and reference indicator is manoeuvrable and indicates the expected attitude of the aircraft.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß die Quelle des Signals, das die Lageänderung des vom Piloten betätigten Elements darstellt, eine Quelle eines Signals umfaßt, das die Lage des Elements darstellt, und eine Trennschaltung, die die stationäre Komponente des die Lage des Elements angebenden Signals entfernt.Another feature of the invention is that the source of the signal indicating the change in position of the pilot an actuated element comprises a source of a signal representing the location of the element and an isolating circuit, which removes the stationary component of the signal indicative of the element's location.

Wieder ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, daß die Quelle des Signals, das die Änderungsrate der Fluglage des Flugzeuges angibt, eine Quelle eines Signals umfaßt, das die Fluglage des Flugzeuges im Hinblick auf einen festen Bezugspunkt darstellt, und eine Differenzierschaltung, die damit verbunden ist, um das die Änderungsrate der Fluglage des Flugzeuges darstellende Signal abzuleiten.Yet another feature of the invention is that the source of the signal representing the rate of change in attitude of the aircraft, includes a source of a signal indicative of the aircraft's attitude with respect to a fixed Represents reference point, and a differentiating circuit, associated with deriving the signal representing the rate of change in aircraft attitude.

Die Signale, die den zweiten Anzeiger stellen, werden in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Summierschaltung zusammengefaßt, die zwei Eingänge be-The signals that represent the second indicator are in another embodiment of the invention with a Summing circuit summarized, the two inputs are

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sitzt, die mit der Trennschaltung und der Differenzierschaltung verbunden sind.that sits with the isolating circuit and the differentiating circuit are connected.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren er läutert.The invention is explained below with reference to the figures.

Es zeigernShow it

Fig. 1 in einer Folge von Diagrammen das instabile Rollen eines Drehflüglers 51 shows the unstable roll of a rotary wing aircraft 5 in a sequence of diagrams

Fig. 2 ein Voranzeige-Steuergerät der Fluglage zur Steuerung des Rollens eines Drehflüglers;FIG. 2 shows an attitude preview controller for controlling the taxiing of a rotary wing aircraft; FIG.

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung des Geräts,3 shows a simplified representation of the device,

Fig. h ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Voranzeige-Steuerung der Fluglage für das Rollen und Nicken oder Stelgen,· undFig. H, a preferred embodiment of the invention with an advance notice for the attitude control of roll and pitch or Stelgen, · and

Flg. 5 einen Anzeiger für das in der Figo k dargestellte Gerät.Flg. 5 an indicator for the k in Figo illustrated device.

Das Voranzeige-Steuergerät für die Fluglage ist in erster Linie für ein Flugzeug zur Steuerung der Instabilität bestimmt. Es wird am Beispiel eines Drehflüglers oder eines Hubschraubers beschrieben. Viele derartige Flugzeuge weisen eine solche Instabilität auf. Die Instabilität einesThe attitude preview controller is primarily for an aircraft to control instability certainly. It is described using the example of a rotary wing aircraft or a helicopter. Lots of such planes exhibit such instability. The instability of a

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Drehflüglers ist besonders bei niedriger Geschwindigkeit oder bei Kreisflugmanövern kritisch und kann, wenn der Pilot den Sichtkontakt mit der Umgebung verliert, gefährlich werden» Das Gerät kann aber auch bei Flugzeugen verwendet werden, die nicht instabil sind. Es verringert dann die Steuerungsaufgaben des Piloten,,Rotary wing aircraft is especially at low speed or critical during circular maneuvers and can be dangerous if the pilot loses visual contact with the surroundings »The device can also be used on aircraft that are not unstable. It then reduces that Control tasks of the pilot,

In der Fig. 1 ist in Skizzen 1a bis Ie das Rollen am Beispiel eines Drehflüglers dargestellt. Die Rollfluglage wird durch die Einwirkung des Piloten auf ein nicht dargestelltes zyklisches Element gesteuert, das den Winkel der Phase der Rotorachse und des Körpers des Drehflüglers einstellt. In der Fig. la weist der Drehflügler 10 eine anfängliche Rollverschiebung 0 auf» Der Rotor 11, der senkrecht zum Rotorschaft oder zur Rotorachse 11a ist, bewirkt ein Anheben in der Richtung eines Pfeiles 12 entlang der Achse. Der Drehflügler hat keine seitliche oder laterale Geschwindigkeit,, In der Fig. Ib hat der Pilot die Lage des Rotors 11 im Hinblick auf die Achse 11a um einen Winkel γ geändert, indem er auf den Kreisel einwirkte, um den Rollwinkel 0 zu verringern. Das Anheben des Rotors erfolgt in der Richtung des Pfeiles 12, wodurch der Drehflügler in der Richtung eines Pfeiles 13 eine seitliche Geschwindigkeit und in der Richtung eines Pfeiles 14 ein Rollmoment erhält. In der Fig. 1c durchläuft der Drehflügler 10 eine Lage mit einem Rollwinkel 0 und einer maximalen seitlichen Geschwindigkeit und einem maximalen Rollmoment. Der Rot.orwinkel "ψ wird jedoch aufrechterhalten, es sei denn, daß der Pilot genau die Reaktion des Drehflüglers vorwegnimmt.In Fig. 1, the rolling is shown in sketches 1a to Ie using the example of a rotary wing aircraft. The taxiing attitude is controlled by the action of the pilot on a cyclical element, not shown, which adjusts the angle of the phase of the rotor axis and the body of the rotorcraft. In FIG. 1 a, the rotorcraft 10 has an initial roll displacement The rotor 11, which is perpendicular to the rotor shaft or to the rotor axis 11a, causes a lifting in the direction of an arrow 12 along the axis. The rotorcraft has no lateral or lateral velocity ,, In Fig. Ib, the pilot has altered the position of the rotor 11 with respect to the axis 11a by an angle γ by the gyro acted on, in order to reduce the roll angle 0. The rotor is lifted in the direction of arrow 12, as a result of which the rotorcraft receives a lateral speed in the direction of arrow 13 and a roll moment in the direction of arrow 14. In FIG. 1c, the rotorcraft 10 passes through a position with a roll angle 0 and a maximum lateral speed and a maximum roll moment. The rotor angle "ψ is maintained, however, unless the pilot precisely anticipates the reaction of the rotorcraft.

In der Fig. 1d hat der Pilot den Rotorwinkel verringert,In Fig. 1d the pilot has reduced the rotor angle,

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aber der Drehflügler hat einen Rollwinkel 0 in der zu der Fig. la entgegengesetzten Richtung angenommen. Die seitliche Geschwindigkeit und das Rollmoment haben abgenommen-In der Fig« 1e ist das Ende der anfänglichen Rollbewegung dargestellt. Dabei ist der Rotorwinkel ψ auf 0 verringert, und der Rollwinkel 0 weist ein Minimum auf. Die seitliche Geschwindigkeit und das Rollmoment sind beide Oo Der Jrixut muß, um diese wiederzugewinnen, den Rotorwinkel umsteuern, damit der Drehflügler in der entgegengesetzten Richtung rollt. Wenn das zyklische Element nicht sorgfältig betätigt wird, dann dauert die .Rollbewegung fort und wächst in ihrer Amplitude an.but the rotorcraft has assumed a roll angle 0 in the direction opposite to that in FIG. la. The lateral speed and the rolling moment have decreased. The end of the initial rolling movement is shown in FIG. 1e. The rotor angle ψ is reduced to 0, and the roll angle 0 has a minimum. The lateral speed and the roll moment are both Oo. To regain this, the jrixut must reverse the rotor angle so that the rotorcraft rolls in the opposite direction. If the cyclic element is not operated carefully, the rolling movement continues and increases in amplitude.

In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform des Voranzeige-Steuergeräts für die Fluglage zur Steuerung des Rollwinkels eines Drehflüglers dargestellt. Ein Pilot 20 betreibt ein zyklisches Element 21, um den Winkel des Rotors (nicht dargestellt) eines Drehflüglers 22 einzustellen,, Ein Anzeiger oder ein Anzeigegerät 2k, das vorzugsweise auf der Schalttafel des Drehflüglers angebracht ist, liefert dem Piloten 20 die Führung in bezug auf seine Betätigung des zyklischen Elements. Der Anzeiger hat ein Flugzeugsymbol 26, das In bezug auf den Drehflügler fest ist und beispielsweise auf eine durchsichtige Platte über der Oberseite des Geräts aufgemalt oder geätzt sein kann. Ein Bezugsanzeiger 27 iür die Fluglage ist in bezug auf das Flugzeugsyrnbol 26 beweglich und nimmt eine feste Lage im Raum ein. Der' Bezugsanzeiger wird durch ein senkrechtes Gyroskop 28, das im Drehflügler befestigt ist, gesteuert. Der Bezugsanzeiger kann beispielsweise physikalisch ein Teil des Gehäuses des Gyroskops sein oder er kann durch ein Rollsignal 0 mit HilfeIn Fig. 2, an embodiment of the preview control device for the flight attitude for controlling the roll angle of a rotary wing aircraft is shown. A pilot 20 operates a cyclic element 21 to adjust the angle of the rotor (not shown) of a rotary wing aircraft 22, an indicator or indicator 2k, preferably mounted on the rotary wing aircraft control panel, provides the pilot 20 with guidance on its actuation of the cyclic element. The indicator has an aircraft symbol 26 which is fixed with respect to the rotorcraft and may, for example, be painted or etched onto a clear plate over the top of the device. A reference indicator 27 for the flight attitude is movable with respect to the aircraft symbol 26 and occupies a fixed position in space. The reference indicator is controlled by a vertical gyroscope 28 mounted in the rotorcraft. The reference indicator can be physically part of the housing of the gyroscope, for example, or it can be controlled by a scrolling signal 0 with the aid

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eines geeigneten Hilfsantriebs (nicht dargestellt) einge~ stellt werden. Ein Ring 30 umgibt die Vorderseite des Geräts Zk und ist mechanisch mit dem Zeiger des Bezugsanzeigers 27 verkettet. Eine Winkelskala auf dem Ring zeigt den Rollwinkel 0 des Flugzeugsymbols 26 in bezug auf den Bezugsanzeiger an.a suitable auxiliary drive (not shown). A ring 30 surrounds the front of the device Zk and is mechanically linked to the pointer of the reference indicator 27. An angle scale on the ring indicates the roll angle θ of the aircraft symbol 26 with respect to the reference indicator.

Das Gerät 2k umfaßt weiterhin einen Voranzeige-Anzeiger in der Form von zwei diametral gegenüberliegenden Zeigern 31 und 32, die über dem Ring 30 nach innen weisen. Diese Zeiger zeigen dem Piloten die Rollfluglage an, der sich der Drehflügler nähert und die er erreichen wird, wenn keine dies abändernde oder verhindernde Handlung unternommen wird. Erfindungsgemäß wird die Lage des Voranzeigers durch eine Kombination von zwei Faktoren bestimmt, nämlich von einer Änderung der Lage des vom Piloten betätigten zyklischen Elements 21 und von der Änderungsrate der Rollfluglage des Flugzeugs. Dies ist in der Fig. 2 schematisch dargestellt. Ein Signal, das die Lage des zyklischen Elements darstellt, wird in eine Trennschaltung 33 eingespeist, die die Komponente des Signals entfernt, welche den stationären Zustand oder die feste Lage darstellt. Ein Rollsignal 0 vom senkrechten Gyroskop 28 wird in eine Differenzierschaltung oder einen Ganggenerator 3^ eingespeist, wobei das Ausgangssignal der Differenzierschaltung die Änderungsrate des Rollens 0 angibt. Die Ausgangssignale der Trennschaltung und der Differenzierschaltung werden in einem Summierpunkt 35 zusammengefaßt. Das sich ergebende Signal wird dazu benutzt, um die Voranzeige-Zeiger 31, 32 einzustellen. Der Mechanismus der verschiedenen Anzeiger ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Verschiedene,The device 2k further comprises a preliminary indicator in the form of two diametrically opposed pointers 31 and 32 which point inwardly above the ring 30. These pointers show the pilot the taxiing attitude which the rotorcraft is approaching and which he will reach if no action is taken to modify or prevent this. According to the invention, the position of the indicator is determined by a combination of two factors, namely a change in the position of the cyclic element 21 actuated by the pilot and the rate of change in the taxiing attitude of the aircraft. This is shown schematically in FIG. 2. A signal representing the position of the cyclic element is fed to a separation circuit 33 which removes the component of the signal representing the steady state or the fixed position. A roll signal 0 from the vertical gyroscope 28 is fed to a differentiating circuit or a gear generator 3 ^, the output signal of the differentiating circuit indicating the rate of change of the 0 roll. The output signals of the separating circuit and the differentiating circuit are combined in a summing point 35. The resulting signal is used to set the preview pointers 31,32. The mechanism of the various indicators is not part of the present invention. Different,

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unabhängig voneinander drehbar gelagerte Anzeiger sind bekannt und können beispielsweise den bereits genannten US-PS und der US-PS 2 823 464 entnommen werden.indicators that are rotatably mounted independently of one another are known and can, for example, refer to the aforementioned US Pat and U.S. Patent 2,823,464.

Wenn der Drehflügler von einer Fluglage des seitlichen Trimmens oder Gierens abweicht, dann bewegt sich das Flugzeugsymbol 26 mit dem Gestell des Flugzeuges. Der Bezugsanzeiger 27 und der Skalenring 30 behalten ihre feste Lage im Raum durch die Wirkung des senkrechten Gyroskops 28. Die Lage des Flugzeugsymbols in bezug auf die Skala zeigt den Rollwinkel des Drehflüglers an. Die Stellung der Zeiger 31» 32 zeigt dem Piloten den Rollwinkel an, den der Drehflügler als Ergebnis der auf ihn einwirkenden Kräfte erreichen wird. Bei der in der Fig, 2 dargestellten Lage hat der Drehflügler einen Rollwinkel von 20 nach der rechten Seite. Die Stellung des zyklischen Elements 21 ist so, daß der Drehflügler nach links rollt, bis er einen Nickwinkel von ungefähr 8 nach der rechten Seite erreicht.When the rotorcraft deviates from a side trim or yaw attitude, the airplane icon will move 26 with the frame of the aircraft. The reference indicator 27 and the scale ring 30 retain their fixed position in space by the action of the vertical gyroscope 28. The position of the airplane symbol in relation to the scale shows the roll angle of the rotary wing aircraft. The position of the pointer 31 »32 shows the pilot the roll angle that the Rotary wing aircraft will achieve as a result of the forces acting on it. In the position shown in FIG the rotorcraft has a roll angle of 20 to the right. The position of the cyclic element 21 is as follows that the rotorcraft rolls to the left until it reaches a pitch angle of about 8 to the right.

Das Voranzeige-Steuergerät für die Fluglage kann in verschiedenen Arten dazu dienen, um den Piloten beim Fliegen des Drehflüglers zu unterstützen. Wenn der Pilot wünscht, eine Pegelrollfluglage (0 = θ) aufrechtzuerhalten, so stellt er den Kreisel 21 so ein, daß die Zeiger 3I und 32 auf die Nullmarke der Rollskala weisen. Wenn gewünscht wird, daß der Drehflügler eine von 0 verschiedene Rollfluglage annimmt, so ist lediglich notwendig, den Kreisel 21 zu bewegen, die Zeiger 31, 32 auf den gewünschten Rollwinkel der Skala einzustellen und das zyklische Element so zu betätigen, daß diese Beziehung zwischen den Zeigern und der Skala aufrechterhalten wird, wenn das Rollen durchgeführt wird.The attitude preview controller can serve in several ways to assist the pilot in flying of the rotary wing aircraft. If the pilot wishes to maintain a level taxiing attitude (0 = θ), then set he the gyro 21 so that the pointers 3I and 32 on the Point the zero mark on the roller scale. If you want the rotorcraft to assume a taxiing attitude other than 0, it is only necessary to move the gyro 21, the pointers 31, 32 to the desired roll angle of the Set the scale and operate the cyclic element in such a way that this relationship between the pointers and the scale is maintained when rolling is performed.

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Indem das Ansprechen des Drehflüglers auf Bewegungen der Steuereinheit vorweggenommen wird, ermöglicht es das Gerät dem Piloten, ein Übersteuern und die oben beschriebene mögliche Instabilität zu vermeiden.By the response of the rotary wing aircraft to movements of the Control unit is anticipated, the device allows the pilot to override and do the above avoid possible instability.

In der Fig. 3 ist in vereinfachter Form eine Schaltung für das Gerät dargestellt. Das Rollsignal 0 vom senkrechten Gyroskop 28 wird direkt in den Bezugsanzeiger oder den Anzeiger des Horizonts 27 eingespeist. Ein Kondensator 38 und die Eingangsimpedanz eines Summierverstärkers 39 bilden eine Differenzierschaltung mit der Übertragungscharakteristik S, die ein Rolländerungssignal 0 liefert. Ein Signal, das die Winkellage ο des Kreisels darstellt, wird von einemIn Fig. 3, a circuit for the device is shown in simplified form. The roll signal 0 from the vertical gyroscope 28 is fed directly to the reference indicator or indicator of the horizon 27. A capacitor 38 and the input impedance of a summing amplifier 39 form a differentiating circuit with the transfer characteristic S, which supplies a 0 roll change signal. A signal that represents the angular position ο of the gyro is sent by a

Wandler erhalten, der einen Widerstand 39 umfaßt, der mit einer geeigneten Gleichstromquelle verbunden ist, und einen Schieber 40, der sich mit der Bewegung des zyklischen Elements bewegt. Ein Widerstand 41 und ein Kondensator 42 bilden zusammen mit der Eingangsimpedanz eines Summierverstärkers 39 eine Trennschaltung mit der Übertragercharakteristik -ξ—- und einem Aus gangs signal Δ.Ο *> das die Änderung der Lage des Kreisels darstellt. Die beiden Signale werden im Summierverstärker 39 verbunden und dann in eine geeignete Einrichtung (nicht dargestellt) eingespeist, um die Voranzeige-Anzeiger 31» 32 einzustellen.A transducer comprising a resistor 39 connected to a suitable source of direct current and a slide 40 which moves with the movement of the cyclic element. A resistor 41 and a capacitor 42 together with the input impedance of a summing amplifier 39 form an isolating circuit with the transformer characteristic -ξ- and an output signal Δ.Ο *> which represents the change in the position of the gyro. The two signals are combined in the summing amplifier 39 and then fed into a suitable device (not shown) in order to set the preview indicators 31 »32.

Eine bevorzugte Ausbildungsform des Voranzeige-Steuergeräts liefert sowohl Informationen über das Rollen als auch über das Nicken oder Steigen an den Piloten. In der Fig. k ist ein Blockdiagramm eines solchen Geräts dargestellt. Ein senkrechtes Gyroskop 45 hat Ausgangssignale, welche das Nikken θ und das Rollen 0 darstellen. Zwei Meß- oder Signal-A preferred embodiment of the advance display control device provides the pilot with information about both taxiing and pitching or climbing. In FIG. K a block diagram is shown of such a device. A vertical gyroscope 45 has output signals representing the Nikken θ and the scroll 0 . Two measuring or signal

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umformer 46 und 47 für die Stellung des zyklischen Elements liefern jeweils Informationen über das Rollen (6 .) und das Nicken ( ό τ>) · Ein Anzeigegerät 48 für den Piloten, das in der Fig. 4 schematisch und in der Fig. 5 physikalisch dargestellt ist, umfaßt einen Bezugsanzeiger 49 und einen Voranzeige-Anzeiger 50, die beide im Hinblick auf das Gehäuse des Anzeigegeräts unabhängig beweglich sind, das an der Instrumententafel des Drehflüglers befestigt ist. Ein Flugzeugsymbol 51 ist am Gehäuse des Anzeigegeräts befestigt und bewegt sich mit dem Flugzeug. Eine Drehung der Anzeiger 49 und 50 im Hinblick auf den Rahmen des Anzeigegeräts stellt das Rollen dar, während eine vertikale Bewegung das Nicken oder Steigen festlegt. Eine Skala für das Rollen auf einem Ring 52 zeigt zusammen mit einer Marke 53» die einen Teil des Bezugsanzeigers bildet, dem Piloten den Rollwinkel 0 des Flugzeuges an. Eine das Nicken oder Steigen anzeigende Skala, die zusammen mit dem Bezugsanzeiger beweglich ist, zeigt in bezug auf das Flugzeugzeichen 51 einen Nick- oder Steigwinkel θ an. Der Bezugsanzeiger und der Voranzeige-Anzeiger 49 und 50 sind im Hinblick auf das Anzeigegerät mit einem geeigneten Servomechanismus 54 ausges tattet.Transducers 46 and 47 for the position of the cyclic element each provide information about the roll (6.) and the pitch (ό τ>) · A display device 48 for the pilot, which is shown schematically in FIG shown includes a reference indicator 49 and an advance indicator indicator 50, both of which are independently movable with respect to the indicator housing which is attached to the rotary wing aircraft's instrument panel. An airplane symbol 51 is attached to the housing of the display device and moves with the airplane. Rotation of indicators 49 and 50 with respect to the frame of the display device will represent scrolling, while vertical movement will determine pitching or climbing. A scale for rolling on a ring 52, together with a mark 53, which forms part of the reference indicator, shows the pilot the roll angle 0 of the aircraft. A pitch or climb indicating scale, which is movable together with the reference indicator, indicates a pitch or climb angle θ with respect to the aircraft number 51. The reference indicator and the preview indicator 49 and 50 are equipped with a suitable servomechanism 54 with respect to the display device.

Die Eingangssignale des senkrechten Gyroskops 45 und der zyklischen Meß- oder Signalumformer 46, 47 werden durch einen Rechner 55 verarbeitet, um sie in den Servomechanismus 54 des Anzeigegeräts einzuspeisen. Der Rechner umfaßt Signalverstärker 56, um den gewünschten Signalpegel für den Servomechanismus einzustellen.The input signals of the vertical gyroscope 45 and the cyclic measuring or signal converters 46, 47 are processed by a computer 55 in order to feed them into the servomechanism 54 of the display device. The computer includes signal amplifiers 56 to set the desired signal level for the servomechanism.

Der Bezugsanzeiger 49 wird in einer stabilen FluglageThe reference indicator 49 is in a stable attitude

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im Raum durch die Nick- und Rollsignale θ und 0 vom senkrechten Gyroskop gehalten. Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Gerät wird der Voranzeige-Anzeiger 50 für das Rollen in Übereinstimmung mit einer Kombination von Signalen, die eine Änderung der Lage des zyklischen Rollelements Δδ _Ä und der Rollrate 0 darstellen, eingestellt. Das Rollsignal vom zyklischen Element O » wird über eine Trennschaltung 58 in einen Eingang eines Summierpunktes 59 eingespeist. Das Rollsignal 0 wird über einen Ganggenerator 6O in den anderen Eingang des Summierpunktes 59 eingespeist. Der Ausgang des Summierpunktes 59 ist mit dem passenden Eingang des Anzeigegeräts 48 verbunden. Auf ähnliche Weise wird der Voranzeige-Anzeiger für das Nicken in Übereinstimmung mit einer Kombination von Signalen, die die Lageänderungheld in space by the pitch and roll signals θ and 0 from the vertical gyroscope. In the example shown in Figs. 2 and 3 device the advance notice indicator 50 is set for the rolls in accordance with a combination of signals representing a change in the position of the cyclic rolling element and the rolling Δδ _Ä Rate 0. The rolling signal from the cyclic element O »is fed into an input of a summing point 59 via a separating circuit 58. The rolling signal 0 is fed into the other input of the summing point 59 via a gear generator 6O. The output of the summing point 59 is connected to the appropriate input of the display device 48. Similarly, the pitch advance indicator is activated in accordance with a combination of signals indicative of the change in position

des zyklischen Nickelements ΔΟ _D und der Nickrate 0 darstellen, eingestellt. Das Nicksignal vom zyklischen Element ο ist über eine Trennschaltung 62 mit einem Eingang eines Summierpunktes 63 verbunden. Das Nicksignal θ wird über einen Ganggenerator 64 in den anderen Eingang des Summierpunktes eingespeist. Der Ausgang des Summierpunkts ist mit einem Servomechanismus für das Nicken oder Steigen für den Voranzeige-Anzeiger 50 verbunden. Der Pilot benutzt das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Gerät, um die gewünschten Bedingungen für das Rollen und Nicken in einer Weise einzurichten und aufrechtzuerhalten, wie es oben für das Rollen allein beschrieben wurde.represent the cyclic nickel element ΔΟ _D and the pitch rate 0, set. The pitch signal from the cyclic element ο is connected to an input of a summing point 63 via an isolating circuit 62. The pitch signal θ is fed into the other input of the summing point via a gear generator 64. The output of the summing point is connected to a pitch or climb servomechanism for the preview indicator 50. The pilot uses the apparatus illustrated in Figures 4 and 5 to establish and maintain the desired roll and pitch conditions in a manner as described above for taxi alone.

Für das Anzeigegerät 48 können die beschriebenen oder auch andere Einrichtungen verwendet werden. Beispielsweise können die einzelnen Zeichen elektronisch erzeugt und auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre abgebildet werden.The devices described or also other devices can be used for the display device 48. For example the individual characters can be generated electronically and displayed on the screen of a cathode ray tube.

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Claims

I 1. Pre-notification control unit for the attitude of an aircraft with a pilot-operated element for setting a flight attitude control of the aircraft, characterized by

a display device connected to the aircraft (10) with a first indicator (27) which indicates the attitude of the aircraft with respect to a reference point, and with a second indicator (30, 31) »which shows the expected attitude indicates the effect of the element (21) in relation to the reference point,

a first attitude reference signal source (28) connected to the first indicator;

a second source (33) for a signal indicating the change in position of the element actuated by the pilot,

a third source ("3 * 0" for a signal indicative of the rate of change in the aircraft's attitude, and

means (35) which combine the signals from the second and third sources and the combined signal in the second Feeds the indicator.

2. Preview control device according to claim 1, characterized in that that the pilot-operated element (21) sets a control of the pitch attitude of the aircraft (1O),

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that the first indicator (27) is the pitch attitude of the aircraft indicates that the first source (28) provides a reference point for the pitch and that the signal from the third source (33 » indicates the rate of change in the aircraft's nod.

3 · Advance display control device according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the pilot operated element (21) is a roll control of the attitude of the aircraft (1O) sets that the first indicator (27) indicates the taxiing attitude of the aircraft that the first source (28) a Roll reference point supplies, and that the signal of the third source (3 * 0 the rate of change of the taxiing of the aircraft supplies.

H. Pre-display control device for a rotary wing aircraft with a pilot-operated cyclic element for setting the attitude of the rotor of the rotary wing aircraft, characterized in that a display device (24) is connected to the frame of the rotary wing aircraft (1O) that a first indicator (27) the attitude of the Rotary wing aircraft (10) indicates with respect to a fixed reference point in the environment that a second indicator (30, 31) indicates the expected flight attitude taking into account the effect of the cyclic element (21), and that a second signal source (33) with the pilot operated cyclic element (21) is connected, the signal from this source (33) indicating a change in the position of the cyclic element.

5. preview control device according to claim 4, characterized

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characterized in that the pilot-operated cyclic element (21) the rotor (11) of the rotary wing aircraft for controlling the pitch attitude sets that the first indicator (27) indicates the pitch attitude of the rotorcraft that a first source (28) provides a reference point for the pitch for the attitude reference signal, and that the signal from a third Source (3 * 0 the rate of change of the rotary wing aircraft's pitching (10) indicates.

6. Preview control device according to claim 4 or 5 »thereby characterized in that the pilot-operated cyclic element (21) the rotor (11) of the rotary wing aircraft (1O) for the Control of the taxiing attitude adjusts that the first indicator (27) indicates the taxiing attitude of the rotorcraft that a first source (28) for the attitude reference signal provides a reference point for taxiing, and that the signal from a third source (3 * 0 the rate of change of scrolling of the rotary wing aircraft (10) indicates.

7. Preview control device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second source on the one hand a source of a signal indicative of the position of the pilot operated element (21) and on the other hand an isolating circuit (33) »which the stationary component of the signal indicating the position of the element.

8. preview control device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the third source of the Signal comprising the rate of change in the attitude of the aircraft which is the attitude of the aircraft with respect to a

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fixed reference point indicating the other hand, a differentiating circuit (3 ² O, ^which is connected therewith to the signal indicative of the rate of change of aircraft attitude to dissipate.

9. preview control device according to claims 1, 7 and 8, characterized in that the device (35) for combining the signals with a summing point (35)
comprises two inputs which are connected to the isolating circuit (33) ^and the differentiating circuit (3 * 0).

10. Preview control device according to one of claims 1 to 9 »characterized in that the first indicator a display device (24) attached to the aircraft (10) Aircraft symbol (26) which indicates the attitude of the aircraft with respect to * a reference indicator (27), which has a fixed position in space, and that the second indicator is a pointer that shows the flight position beforehand (30 » 31) which is movable with respect to the aircraft symbol and the reference indicator and the expected attitude of the aircraft.

11. Preview display device according to claim 10, characterized in that the aircraft symbol (26) with respect to the reference indicator (27) opposite the roll and pitch is movable, and that the pointer indicating the attitude in advance in relation to the aircraft symbol (26) and the reference number (27) is movable for scrolling and pitching.

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12. Advance display device according to claims k, 5 and 6, characterized in that the first indicator (27) of the display device {2k ) comprises a rotary wing symbol attached to the rotary wing aircraft (26) which shows the attitude of the rotary wing aircraft with respect to a reference indicator ( 27) with a fixed position in space, and that the second indicator
a pre-attitude pointer (30 »31) which is movable with respect to the rotorcraft symbol and the Be-Eugs indicator and indicates the expected attitude of the rotorcraft, the rotorcraft symbol movable with respect to the reference indicator when rolling and nodding
and where the pointer indicating the attitude beforehand
movable with respect to the rotary wing symbol and reference indicator as it rolls and nods.

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