CH353193A - Device for simulating the operating values of aircraft engines - Google Patents

Device for simulating the operating values of aircraft engines

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CH353193A
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Harry Jr Dawson William
William Simpson Duncan
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Curtiss Wright Corp
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Description

  

  Gerät zur     Nachbildung    der Betriebswerte von     Flugzeugmotoren       Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Nachbildung  der     Betriebswerte    von     Flugzeugkolbenmotoren,    die  Funktionen der Luftdichte und der Motordrehzahl  sind, und zwar betrifft sie Einrichtungen zur Nach  bildung des Luftdurchsatzes des Motors, der Motor  leistung und des Ladeleitungsdruckes.  



  Die Nachbildung verschiedener bei Flugzeug  motoren auftretender     Betriebsgrössen    oder Zustände  sowohl bei Betrieb am Boden als auch     im        Fluge,     wie z. B. der Motordrehzahl     (rpm),    des absoluten  Druckes in den Ladeleitungen     (MAP),    der Motorluft  zufuhr     (We),    der Bremsleistung     (BHP)    und des mitt  leren Arbeitsdruckes     (BMEP),    des     Kraftstoff-Luft-          verhältnisses        (FIA),    der Kraftstoffzufuhr<I>(FF)</I> usw.,  ist zur Ausbildung von Flugpersonal am Boden vor  geschlagen worden.

   Die bisher benutzten Geräte sind  jedoch in manchen Fällen     noch    nicht genügend genau  und wirklichkeitsgetreu     ausgeführt,    um die Einwir  kung von Änderungen der Luftdichte auf das Ver  halten des Motors mit der für die Nachbildung des  Motors und die Ausbildung der Mannschaft erforder  lichen Genauigkeit zu gewährleisten. Dies ist um so  mehr der Fall, wenn atmosphärische Bedingungen  bezüglich der Temperatur und des Druckes in Be  tracht kommen, die vom     Normalen    abweichen. Eine  nennenswerte Abweichung, z.

   B. von der normalen  Lufttemperatur bei einer gegebenen Höhe des nach  geahmten Fluges, kann einen beträchtlichen Fehler  in dem berechneten Gewicht der Motorluft und     in-          ialgedessen    in dem     Kraftstoff-Luft-Verhältnis,    der  Motorleistung usw. hervorrufen, wenn die Rechnung  lediglich auf den nachgeahmten normalen Bedingun  gen der Umgebung beruht.  



  Das Gewicht     (W,)    der Motorluft oder des Motor  luftdurchsatzes kann für die Zwecke dieser Erfin  dung durch die Gleichung         We    -     (gE        +        K1)        K2        f        (rpm)        +        K3    2     +    K4    ausgedrückt werden, wobei     o    die Dichte der um  gebenden Luft,     pE    die Dichte der Luft am Motorein  gang,     rpm    die Motordrehzahl und     K1,        K2,

          K3    und     K4     Konstanten sind, die von" der Motorausbildung und  dem Ladeverhältnis abhängen.  



  Die Gleichungen für     MAP        und        BHP    können  ebenfalls in dieser     allgemeinen    Form     ausgedrückt     werden, wobei jedoch die Konstanten     K2,        K3    und     K4     für diese Gleichungen andere Werte     aufweisen.     



  Die     genannte    Grundgleichung ist mit vorgege  benen Konstanten nur für ein     Verhältnis    des Vor  verdichterdruckes, z. B. hohe     Vorverdichtung,    an  wendbar.     Wenn    eine niedrige     Vorverdichtung    be  nutzt wird, gilt     dieselbe    Grundgleichung jedoch mit  anderen Konstanten.     In    dem vorliegenden Nach  bildungssystem ist die     Luftdichte    9     die    Hauptvariable  der Anlage, wie sich aus der obigen Gleichung ergibt,  in der     W,    als Funktion von Luftdichte und Drehzahl  ausgedrückt ist.

   Wie oben erwähnt, lassen sich die  anderen eng damit zusammenhängenden     Motorkenn-          grössen,   <I>z. B.</I>     MAP    und Motorleistung, als Funktio  nen der Luftdichte und der Motordrehzahl     ausdrük-          ken.    Bei der Nachbildung des Verhaltens des Mo  tors,     das,    durch den Übergang von hoher     Vorverdich-          tung    auf niedrige     Vorverdichtung    beeinflusst wird,  könnten die Kenngrössen des Motors durch eine  entsprechende Änderung der Konstanten der obigen  Gleichung korrigiert werden.  



  Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird  auf ein Ausführungsbeispiel bezug     genommen,    das  in der Zeichnung dargestellt ist.  



  Die Figur zeigt eine schematische Darstellung  eines Gerätes zur Nachbildung bestimmter Betriebs  zustände eines Flugzeugkolbenmotors.      Das Gerät wird in der Regel in eine am Boden  befindliche Anlage zur Ausbildung von     Flugpersonal     für den Betrieb von     Flugzeugen    und Motoren ein  gebaut. Die Anlage hat nachgebildete     Flugzeugsteue-          rungen    für Querruder, Höhenruder, Seitenruder und  Gasdrossel, die vom Piloten zur Steuerung von  Rechenvorrichtungen eingestellt werden, welche be  stimmte     Flug-    und Motorzustände in an sich bekann  ter Art darstellen.  



  Um die Grösse     W,    nach der obigen Gleichung  zu berechnen, sind Einrichtungen zur Erzeugung von       Steuergrössen    vorgesehen, die die Dichte     o    der um  gebenden Luft und die Dichte der Luft am Motor  eingang darstellen, wobei die letztere im folgenden  als Motorluftdichte bezeichnet wird. Die Messung  von     o"    erfolgt auf der Ansaugseite des Motors hin  ter dem Vergaser vor dem     Vorverdichtereinlass.    Das  System 1 für die Dichte der Umgebungsluft enthält  Einrichtungen zur Erzeugung geeigneter Signale, z. B.

    ein Servosystem mit einem Servoverstärker 2 zur Be  rechnung von o, einen Servomotor 3, der auf das       Verstärkerausgangssignal    anspricht, und ein     Poten-          tiometer    4, das einen einstellbaren Schleifkontakt 4'  aufweist, der von dem Motor über eine Verbindung 5  betätigt wird. Das     Potentiometer    4 wird an seiner  oberen Klemme mit einem     Wechselstromsignal    ge  eigneter Richtung -E gespeist und ist an seiner un  teren Klemme geerdet, so dass die am Schleifkontakt  4' abgenommene Spannung die Dichte     o    der Um  gebungsluft darstellt.  



  Das System für die Motorluftdichte 6 enthält  einen Servoverstärker 7, der ein Ausgangssignal er  zeugt, das der     Vergaserlufttemperatur        (CAT)    ent  spricht. Dieses steuert einen Servomotor 8 und den  Schleifkontakt 9' eines     Potentiometers    9.

   Dieses Po  tentiometer ist an seiner oberen Klemme über einen  Widerstand 10 geerdet und wird an seiner unteren  Klemme mit einem     Wechselstromsignal    über eine Lei  tung 11 vom Ausgang eines Verstärkers 12 gespeist,  der den     Vergaserauslassdruck        (CLDP)        ermittelt.    Der  Ausgang dieses Verstärkers ist an die Primärwick  lung 13 eines     Transformators    14 angeschlossen, der  eine mehrfache Sekundärwicklung 15 aufweist, die  mit einer Klemme 16 der Leitung 11 verbunden ist,  um dem     Potentiometer    9 ein Signal der richtigen       Iichtung    zuzuführen.

   Da der     Vergaserauslassdruck     auf der     Luftansaugseite    des Motors     zwischen    der  Drossel und dem Einlass zu dem inneren     Vorverdich-          ter    gemessen wird und da die Temperatur der Motor  luft sich in der     Einlassleitung    von dem Vergaser zu  dem     Vorverdichtereinlass    nicht wesentlich ändert,  kann die Dichte     ,n,    der     Motoransaugluft    durch Kom  bination der Steuergrössen     CLDP    und     CAT    darge  stellt werden.

   Die resultierende Grösse     o"    wird  durch die am CA     T-Schleifkontakt    9' abgegriffene  Spannung dargestellt.  



  Die verschiedenen Rechenschaltungen zur Erzeu  gung der     Steuergrössen,    welche die Werte o,     CLDP     und     CAT    darstellen, werden hier nicht ausführlich be-    schrieben, da sie nicht an sich neu sind und keinen  Teil der vorliegenden Erfindung bilden.  



  Das Signal     OE    des     Potentiometers    9 wird mit  einer Konstanten     K1    kombiniert, wie dies in der  obigen Gleichung angedeutet ist, indem ein     Summie-          rungsverstärker    17 benutzt wird, an dessen Ausgang  die Primärwicklung 18 eines Transformators 19 an  geschlossen ist, der eine mehrfache Sekundärwick  lung 20 aufweist.

   Das resultierende Signal     o,h    wird  mit der richtigen Phasenlage an der Klemme 21 der  Sekundärwicklung abgenommen und über eine Lei  tung 22 zur Speisung einer Anzahl von     Motordreh-          zahlfunktionspotentiometern    eines     Drehzahlservo-          systems    25 in der weiter unten beschriebenen Weise  benutzt.

   Die Konstante     KI,    die mit dem     Signal        oj;     kombiniert wird, wird durch ein konstantes     Wechsol-          stromsignal    dargestellt, welches je nach dem Zu  stand des     Vorverdichters    abwechselnd von einer Span  nungsquelle Ei oder     E."    über einen Kontakt 26  eines     Vorverdichtersteuerrelais    und eine Leitung 27  einem Eingangswiderstand 28 zugeführt wird, der an  die Eingangsklemme 29 des     oEh-Verstärkers    ange  schlossen ist.

   Das     o"-Signal    wird ebenso einem  Eingangswiderstand 30 zugeführt, der mit dem       Verstärkereingang    31 verbunden ist und die     Wech-          selstromsignale    an den Klemmen 29 und 31 werden  in an sich bekannter Weise im Verstärker algebraisch  addiert.  



  Der Schalter 26 des     Vorverdichtersteuerrelais     wird von dem Relais 32 für hohe     Vorverdichtung    ge  steuert, welches den Schalter 26 so einstellt, dass er  entweder niedrige oder hohe     Vorverdichtung    dar  stellt und hierdurch die Konstante K, je nach dem  Zustand des     Vorverdichters    ändert.

   Das Schliessen  eines     Vorverdichtersteuerschalters    33 durch den  Flugingenieur zur Darstellung der hohen     Vorverdich-          tung    bewirkt die Erregung der Wicklung 32 über  eine Stromquelle 34, so dass der     K-Schalter    26 in  die Lage  hohe     Vorverdichtung     gebracht wird,  wo er mit einer konstanten Spannungsquelle E, in  Verbindung steht. Die Abschaltung der Relaiswick  lung durch Öffnung des Schalters 33 zur Darstellung  der niedrigen     Vorverd'ichtung    bewirkt, dass der     K-          Schalter    26 auf eine konstante Spannungsquelle El  geschaltet wird.

   Der Wert     oEh    wird daher durch die  hohe oder niedrige     Vorverdichtung        beeinflusst.     



  Um eine dynamische Charakteristik in den     o%h-          Rechner    einzuführen, wird ein Signal, das eine  Funktion der Motordrehzahl, und zwar insbesondere  der Änderung der Drehzahl darstellt, der Eingangs  klemme 24 zugeleitet. Diese Signalspannung wird von  dem Servosystem abgeleitet und bildet die     rpm-Rück-          kopplungssteuerspannung,    wie dies noch weiter  unten beschrieben wird. Beim Betrieb arbeitet das       r.pm-Rückkopplungssignal    als Dämpfung und stellt  die Trägheit der     Motorteile    dar, durch die der Be  trieb des     Vorverdichters    usw. und dadurch der Mo  torluftdichte in einem gegebenen Zeitpunkt beeinflusst  wird.  



  Das     2.Eh-Signal    wird mit einer passenden<I>rpm-</I>      Steuergrösse kombiniert, um die betreffenden Motor  zustände mit Hilfe verschiedener     Funktionspotentio-          meter   <I>A, B,</I> C bzw.     Al,        Bi    und     Cl    zu berechnen, die  zu dem oben erwähnten     rpm-Servosystem    25  gehören.

   Die     kombinierten        QQEn-    und     rpm-Funk-          tionssignale    der betreffenden     Potentiometer    A,  B, C oder     Ap        BI    und Cl werden über zugehörige  Schalter 35, 36 und 37 des     Vorverdichtersteuerrelais     einem     W,.-System    38 sowie einem     BHP-Rechen-          system    39 und einem     MAP-Rechensystem    40 zuge  führt.

   Die     Funktionspotentiometer   <I>A, B</I> und C sind  so ausgebildet,     dass    sie dem Wert der Konstanten KZ  in der entsprechenden     We,        BHP-    oder     MAP-Glei-          chung    für niedrige     Vorverdichtung    entsprechen und  die     Potentiometer        Al'        Bi    und     Cl    sind so ausgebildet,  dass sie dem Wert von     K2    für hohe     Vorverdichtung     entsprechen.

   Die Berechnung von     W"    ist insbesondere  in erster Linie durch ein Signal bestimmt, das ent  weder vom     Potentiometer    A oder     Al    abgeleitet wird  und über eine Leitung 41 oder eine Leitung 42  von dem betreffenden     Potentiometer    dem Relaiskon  takt a oder     al    zugeführt wird. Der Schalter 35 wählt  das der hohen oder niedrigen     Vorverdichtung    ent  sprechende Signal aus, welches über eine Leitung 43  einem Eingangswiderstand am Eingang 44 des     W,        -          Servoverstärkers    45 zugeführt wird.  



  Die Ermittlung von     BHP    wird teilweise durch ein  Signal gesteuert, das entweder von dem     Potentiometer     B oder     B,    abgegriffen und über eine Leitung 46 oder  eine Leitung 47 von dem betreffenden     Potentiometer     einem Relaiskontakt b oder     bi    zugeführt wird. Der  Schalter 36 wählt das Signal entsprechend der hohen  oder niedrigen     Vorverdichtung    aus, so dass es über  eine Leitung 48 einem Eingangswiderstand zuge  führt wird, der     mit    der Eingangsklemme 49 des       BHP-Summenverstärkers    50 verbunden ist.  



  Zur Berechnung von     MAP    wird ein Signal be  nutzt, das von einem der     Potentiometer    C oder     C1     abgeleitet und über eine Leitung 51 oder 52 von  dem betreffenden     Potentiometer    einem Relaiskontakt  c oder     cl        zugeführt    wird. Der Schalter 37 wählt das  Signal für die hohe oder niedrige     Vorverdichtung     aus. Das Signal wird über eine Leitung 53 einem  Eingangswiderstand     zugeführt,    der an eine Ein  gangsklemme 54 des     MAP-Servoverstärkers    55 an  geschlossen ist.  



  Der Rest der oben erwähnten Gleichung für     W,     bezieht sich auf die Dichte     o    der     Umgebungsluft.     Dieser Faktor wird den erwähnten Recheneinrich  tungen über ein Signal     zugeführt,    das von dem O  System 1 abgeleitet ist. Für die Berechnung von     W"     wird das     EJ-Signal    vom Schleifkontakt 4' über eine  Leitung 56 dem Eingangswiderstand     zugeführt,    der  an eine Eingangsklemme 57 des     W,-Servoverstärkers     45 angeschlossen ist.

   Zur Berechnung von     BHP    wird  das gleiche Signal über Leitungen 56 und 58 einem  Eingangswiderstand zugeleitet, der an eine Eingangs  klemme 59 des     BHP-Summierungsverstärkers    50 an  geschlossen ist. Das     2-Signal    vom Schleifkontakt 4'  wird ferner mit Funktionen der Drosselstellung und    der Motordrehzahl zur Berechnung vom     MAP    kom  biniert. Zu diesem Zweck wird das Signal vom  Schleifkontakt 4' über eine Leitung 60 der unteren  Klemme eines     Potentiometers    61 zugeführt, dessen  Schleifkontakt 61' durch die Nachbildung eines Gas  hebels 62 eingestellt werden kann.

   Das     Potentiometer     ist an seiner oberen     Klemme        (Drossel        offen)    geerdet,  und die abgeleitete     Spannung    am Schleifkontakt 61'  wird über eine Leitung 63 einem     Potentiometer    64  des     rpm-Systems        zugeführt.    Die am Schleifkontakt 64'  abgeleitete Spannung wird über eine Leitung 65 dem  Eingangswiderstand zugeführt, der an eine Ein  gangsklemme 66 des     MAP-Servoverstärkers    55 an  geschlossen ist.  



  Wenn es sich bei dem Motor um einen sogenann  ten      Turbo-Compound-Motor     handelt, bei dem Lei  stung aus den Abgasen des Motors gewonnen und auf  die Kurbelwelle des Motors übertragen wird, kann die  mit der     MAP-Eingangsklemme    66     verbundene    Schal  tung dazu benutzt werden, um eine     wirklichkeits-          getreuere    Nachahmung der Grösse     MAP   <I>zu</I> erzielen.  Wie oben erwähnt, stellt das Signal eine kombinierte  Funktion von     o,    der Drosselstellung und der Motor  drehzahl dar.

   Bei dem     Turbo-Compound-Motor     ändert sich     MAP    nicht linear mit     o,    wie in der Grund  gleichung angedeutet, und zwar insbesondere für       Drosselzwischenstellungen,    so dass für diesen Fall das       Drosselfunktionspotentiometer    61 und das     Drehzahl-          funktionspotentiometer    64 entsprechend ausgebildet  werden.  



  Die Berechnung von     rpm,    welche die Stellung  des     rpm-Servosystems    25 bestimmt, wird nicht aus  führlich beschrieben, da sie nicht mehr neu ist. Es  möge genügen, darauf hinzuweisen, dass das     Signal     zur Speisung der Klemme 23 des     Eingangswider-          standes,    der an die     Eingangsklemme    67 des     rpm-"     Servoverstärkers 68 angeschlossen ist, einem Signal  entspricht, das eine Funktion der Grösse     BHP    und  der Propellerbelastung darstellt.

   Die Beschreibung des       rpm-Servogeräts    25 dürfte ferner genügen, um die  verschiedenen Servosysteme der     Anlage        zu    erläu  tern, da diese bezüglich der Arbeitsweise     im    wesent  lichen übereinstimmen.

   Das     rpm-System,    welches  ein sich selbst einstellendes     Integriersystem    ist, ent  hält den Servoverstärker 68, der mit der ermittelten       rpm-Signalspannung    gespeist wird, einen Motor 70,  der an den     Verstärkerausgang    angeschlossen ist und  einen Rückkopplungsgenerator 71 sowie eine An  zahl von     Potentiametern        antreibt,    die über ein       Untersetzungsgetriebe    72 mit dem Motor-Generator  verbunden sind.

   Zur Vereinfachung der Darstellung  ist nur der     Potentiometerwiderstand    73 zur Selbst  einstellung des Servosystems als mit Draht bewickelt  dargestellt; es ist klar, dass auch die anderen     Poten-          tiometerwiderstände    in entsprechender Weise be  wickelt sind. Der Servoverstärker 68 ist ein     Sum-          mierverstärker,    der die Resultierende von Eingangs  wechselspannungen     ermittelt;    zur Berechnung sind  ferner geeignete     Anpassungswiderstände    in den     Ver-          stärkereingangskreisen    vorgesehen.

        Verstärker dieser     Art    sind an sich bekannt und  dienen zur algebraischen Addition einer Anzahl von  einzelnen Wechselspannungen veränderlicher Grösse  und Polarität, so dass eine ausführliche Beschreibung  nicht notwendig erscheint.  



  Der Teil der Servosysteme, der den Motorgene  rator oder nur einen Motor enthält, ist in anderen  Teilen der     Schaltung    lediglich mit M bezeichnet. Der  Motor 70 ist ein     Zweiphasenmotor    mit einer Steuer  phasenwicklung 74, die von dem Servoverstärker in  der dargestellten Weise gespeist wird, und mit einer  zweiten Phasenwicklung 75, der eine konstante Be  zugswechselspannung e, unter 90  Phasenverschie  bung gegenüber der     Steuerspannung,        zugeführt    wird.  Die Arbeitsweise eines solchen Motors ist an sich  bekannt.

   Er läuft in der einen Richtung um, wenn  die Steuer- und Bezugsspannungen in den betreffen  den Wicklungen den gleichen Augenblickswert der  Polarität aufweisen und in der     umgekehrten    Rich  tung, wenn der Augenblickswert der Polarität der  Steuerspannung derjenigen der Bezugsspannung ent  gegengesetzt ist. wobei die Drehzahlgeschwindigkeit  in beiden Fällen von der Grösse der Steuerspannung  abhängt. Die Schaltung der Motoren ist im Interesse  der Klarheit in vereinfachter Form dargestellt, und  es ist ersichtlich, dass bekannte Schaltungen zur Ver  besserung der Motoreigenschaften, z. B. zur Erzielung  eines schnellen     Ansprechens    usw., benutzt werden  können.  



  Der Motor treibt einen     Zweiphasen-Rückkopp-          lungsgenerator    71, der ebenfalls eine Bezugsphasen  wicklung 76 aufweist, die mit einer um 90  ver  schobenen Bezugsspannung     e@    gespeist wird,     während     die zweite Phasenwicklung 77 eine     Geschwindig-          keitsrückkopplungsspannung        Efu    zur Drehzahlsteue  rung erzeugt. Der Motor dient auch dazu, um über  ein Getriebe 72 und geeignete     mechanische    Verbin  dungen, die durch die gestrichelten Linien 78 ange  deutet sind, ein oder mehrere     Potentiometer    und  Anzeigegeräte anzutreiben.

   Im vorliegenden Fall wer  den die     Potentiometer    73,<I>A, B, C,</I>     A1,        B1,        C1    und 64  sowie ein     Anzeigegerät    79 von dem Motor angetrie  ben, wobei das Gerät 79 die Drehzahl     rpm    anzeigt.  



  Die einzelnen     Potentiometer-Widerstände,    z. B.  der Widerstand 73, können     in    an sich bekannter  Weise auf     Spulenträgern    aufgewickelt sein und sind  entweder kreisförmig oder bandförmig ausgebildet,  wobei in der Darstellung zur Vereinfachung eine  ebene Ausbildung angedeutet ist. Eine Betätigung  des Servomotors 70 in der einen Richtung bewirkt,  dass der     Potentiometer-Schleifkontakt    73' in eine  entsprechende     Winkelstellung'auf    dem Widerstands  körper bewegt wird, um eine Spannung abzuleiten,  das heisst     abzugreifen,    die der Stellung des Schleif  kontaktes entspricht.  



  Jedes     Potentiometer    der Servosysteme ist so  geformt oder hat einen solchen     Umriss,    dass der Wert  der abgeleiteten Spannung am     Schleifkontakt    eine  gewünschte Beziehung zu der Winkelstellung des  Kontaktes aufweist, die von der besonderen Funk-         tion    des     Potentiometers    abhängt. Den Klemmen der       Potentiometer    wird eine Spannung zugeführt, die       bezüglich    des     Augenblickswertes    der Polarität und  der Grösse von der Aufgabe des betreffenden     Poten-          tiometers    abhängt.

   Der Umriss aller     Funktionspoten-          tiometer    stellt die Ableitung der betreffenden Funk  tion dar, und obwohl hierbei mathematische Bezie  hungen berücksichtigt werden müssen, sind die     Poten-          tiometerwiderstände    zur Vereinfachung alle gleich  dargestellt. Der Umriss oder die     Breitenänderung    und  daher die     Widerstandsverteilung    eines     Potentiometers     ist proportional der Ableitung der Funktion der Kenn  grösse, die nachgebildet werden soll, und zwar mit  Bezug auf die Variable, die durch die Einstellung des       Potentiometers    gegeben ist.

   Die Breite des Wider  standkörpers in einer gegebenen Kontaktstellung wird  daher durch den linearen oder nicht linearen Charak  ter der Funktion bestimmt. Die     rpm-Servowider-          stände    dienen zur Ableitung von Signalen, die bei  der Berechnung der Grössen<I>W,"</I>     BHP    und     MAP    be  nutzt werden.  



  Das vollständige     W"-System    38 enthält den oben.  erwähnten Servoverstärker 45, einen Servomotor 80  und ein     Ansprechpotentiometer    81, um am Schleif  kontakt 81' das     W,-Signal    zu erzeugen, welches über  eine Leitung 82 dem     Bemessungs-    oder Anpassungs  widerstand zugeführt wird, der an die Eingangs  klemme 83 des Verstärkers angeschlossen ist.

   Zur  Korrektur bei hoher oder niedriger     Vorverdichtung     wird ein     K-Signal    von dem Relaisschalter 26 über  die Leitungen 84 und 85 dem Eingangswiderstand  an der Klemme 86 des Verstärkers 45     zugeführt.    Die  addierten Signale erzeugen eine resultierende Steuer  grösse     W,    nach der obigen Gleichung.  



  Um das Gewicht des Motorkraftstoffes oder den  Kraftstoffdurchsatz (FF) zu ermitteln, wird das<I>W, -</I>  Signal vom Schleifkontakt 81' über die Leitung 87  einem     Potentiometer    88 eines     (FA)-Kraftstoff-Luft-          Verhältnissystems    90     zugeführt.    Das     F,IA-System    ent  hält einen Servoverstärker 91 und einen Servo  motor 92 zur Steuerung der     Potentiometer    93 und  88. Die am Schleifkontakt 88' des     Potentiometers    88  abgeleitete Spannung kann das Gewicht des Kraft  stoffes darstellen, da die Motorluft     eliminiert    ist.

    Das Signal wird über eine Leitung 94 der Eingangs  klemme 95 eines     FF-Servoverstärkers    96 zugeführt,  dessen Ausgangsspannung einen Motor 97, ein Po  tentiometer 98 und einen     Kraftstoffdurchsatzanzeiger     99 steuert.  



  Das vollständige Rechensystem für die Grösse       BHP    erhält ausser den Funktionssignalen für die  Dichte und die Drehzahl an den Klemmen 49 und  59 ein     K-Signal    von dem Relaisschalter 26 über die  Leitung 84 an dem Eingangswiderstand, der an die  Eingangsklemme 100 des Verstärkers 50 angeschlos  sen ist, sowie ein Signal von dem     FIA-System,    welches  eine Funktion der Grössen     BHP    und     F/A    darstellt.

    Die     BHP-Funktion    wird von einem     BHP-Transfor-          mator    101 abgeleitet, dessen Primärwicklung von der      Ausgangsspannung des Verstärkers 50 gespeist wird;  die mehrfache Sekundärwicklung desselben erzeugt  an der Klemme 102 ein Signal geeigneter Richtung,  welches über eine Leitung 103 dem     FIA-Funktions-          potentiometer    93     zugeführt    wird.

   Dieses     Potentio-          meter,    welches an seinen beiden gegenüberliegenden  Klemmen mit dem     BHP-Signal    gespeist wird     und    in  der Mitte geerdet ist, ist so ausgebildet, dass die  am Schleifkontakt 93' abgeleitete Spannung die ge  wünschte Funktion der Grössen     BHP    und     F/A    dar  stellt. Dieses Signal wird über eine Leitung 104 dem  Eingangswiderstand     zugeführt,    der an eine Eingangs  klemme 105 des     BHP-Verstärkers    50 angeschlossen  ist.  



  Eine typische Anordnung zur     Einführung    eines  Korrekturfaktors ist in der Schaltung     zwischen    dem       BHP-    und dem     F?A-System    dargestellt     und        enthält     das     FA-Potentiometer    93. Hier wird das     BHP-Signal     entsprechend einer     Änderung    der Grösse     FIA    ver  ändert und dem     BHP-Verstärker    an der Klemme 105  wieder zugeführt. Dieses Korrekturverfahren     kann    im  Bedarfsfall auch bei anderen Systemen angewendet  werden.  



  Das     BHP-Signal    an der Klemme 102 wird nor  malerweise auch benutzt, um eine Eingangsklemme  106 eines Servoverstärkers 107 eines     BMEP-Systems     108 zu speisen. Dieses System enthält ein     Potentio-          meter    109, welches von einem     rpna-Signal    über eine  Leitung 110 von dem Schleifkontakt 73' des     rpm-          Potentiometers    73 gespeist     wird.    Die resultierende  abgeleitete Spannung am     PMEP-Schleifkontakt    109'  wird der Eingangsklemme 111 des Verstärkers 107  zugeführt,

   so dass das resultierende     Verstärkeraus-          gangssignal    die Grösse     BMEP    darstellt. Das     Servo-          system    steuert auch ein     BMEP-Anzeigegerät    112 wie  im wirklichen Fall.  



  Zur getreueren Nachbildung wird das     BHP-Signal     an der Ausgangsklemme 102 von den     BMEP-    und       FFA-Systemen    abgeschaltet, wenn der Motor abge  schaltet ist, das heisst keine Verbrennung stattfindet.  Wenn der Motor z. B. vom Fahrtwind angetrieben  wird, während er abgeschaltet ist, findet keine     BMEP-          Anzeige    statt, obgleich natürlich die Grössen     MAP     und     W,    angezeigt werden.

   Um. dies     nachzuahmen,        kann     ein Schalter 120 durch ein     Motorabschaltrelais    121  gesteuert werden und die Verbindung zwischen der  Klemme 102 und der Leitung 103 unterbrechen, wenn  der Motor abgeschaltet ist, und um diese Verbindung  wieder herzustellen, wenn der Motor eingeschaltet  wird. Die     Grundvoraussetzungen    für den Betrieb   < ;Motor eingeschaltet  sind: 1. dass die Drehzahl grö  sser als Null ist, 2. dass     F/A    einen     vorbestimmten     Wert, z. B. 0,045, überschreitet und 3.     d'ass    die Zün  dung eingeschaltet ist.

   Die Steuerung des Relais 121  kann daher durch Schliessung des Kreises der  Relaiswicklung nach Erde durch einen Zündschalter  122, einen     F/A-Schalter    123, der von dem     F/A-          Servosystem    durch eine     Nockenscheibe    124 über eine  Verbindung 125 betätigt wird, und einen     rpm-Schalter     126, der von dem     rpm-Servomotor    über eine Nok-         kenscheibe    127 und eine Verbindung 78 betätigt wird  sowie eine Leitung 128 erfolgen. Die andere     Klemme     ist an eine     Spannungsquelle        Ed,    angeschlossen.

   Wenn  der Zündschalter eingeschaltet ist     und   <I>die</I>     FIA-    und       rpm-Schalter    geschlossen sind, um den eingeschalteten  Zustand des. Motors zu     kennzeichnen,    wird das Re  lais 121 erregt und. der Schalter 120 geschlossen, um  die Verbindung zwischen den     BHP-    und     BMEP-Sy-          stemen    herzustellen.

      Das vollständige     MAP-System    erhält ausser den  Dichte- und     Drehzahifunktionssignalen    an den     Ein-          gangsklemmen    66 und 54 ein     K-Signal    über     die     Leitung 84 und eine Leitung 113 von dem Relais  schalter 26 an dem Eingangswiderstand, der an die       MAP-Eingangsklemme    114 angeschlossen ist, sowie  ein     MAP=Ansprechsignal    von einem     Potentiometer     115 an     einer        Eingangsklemme    116.

   Das     MAP-Servo-          system    steuert auch ein     MAP-Anzeigegerät    117 wie  in der     Praxis.     



  Es ist daher ersichtlich, dass die     Nachbildung    der  kritischen Bedingungen des Motors einschliesslich des       Motorluftdurchsatzes,    der Grösse     MAP    und der Mo  torleistung nicht nur die Änderungen der nachgebil  deten Dichte der Umgebungsluft und der Motorluft,  sondern auch die     Änderungen    der Motoreigenschaf  ten bei hoher oder niedriger     Vorverdichtung        in    Be  tracht zieht.

   Diese Nachbildung wird mit einem  Minimum an     Zeitaufwand    und     Servoausrüstung    er  reicht, so dass die     vollständige    Anlage nicht nur  genauer und betriebssicherer arbeitet,     sondern    auch  weniger teuer ist.  



  Zwecks Vereinfachung der Darstellung sind nur  eine kleine     Anzahl    von     Vorverdichter-Relaisschaltern     dargestellt, das heisst ein einziger Schalter 26 zur  Auswahl des     K-Signals    (Ei oder     E2)    für die     qEIc,-,          MAP-,        We    und     BHP-Systeme.    Es ist klar, dass der  Richtungssinn der Konstanten K sich nicht nur in den  Gleichungen für jeden Motor, sondern auch     für    ver  schiedene Motoren ändern kann,

   so dass im Bedarfs  fall ein getrennter Relaisschalter zur Auswahl der  Signalspannungen geeigneter Polarität oder Richtung  für die betreffenden Rechensysteme     verwendet     werden kann. Eine einzige Signalquelle für jedes       Vorverdichterverhältnis    kann für die     K-Signale    der  gleichen Richtung benutzt werden, da die Eingangs  widerstände der Rechensysteme für die Grösse der  Eingangssignale massgebend sind.  



  Die Darstellung ist ferner durch     Fortlassung    von  Sekundärkreisen     vereinfacht,    wie z. B. von Schaltun  gen, die in an sich bekannter Weise von dem     Lehrer     gesteuert werden, um Störungen     nachzubilden,    indem  z. B. die Arbeitsweise der Systeme, welche die kriti  schen Motorzustände darstellen,     beeinflusst    oder ge  stört wird. Der     Lehrer    kann z. B.

   Signale     einführen,     die die     We,        rpm-    und     F/A-Systeme        beeinflussen,    um  verschiedene     Betriebsunregelmässigkeiten    und Störun  gen nachzuahmen. Er kann auch derartige Signale in  das     QEx-System    einführen, um unerwartete Anderun-      gen der Motorluftdichte nachzuahmen und dadurch  neue     MAP-Anzeigen    usw. zu bewirken.  



  Die zur Vereinfachung alle gleich dargestellten       Potentiometer    brauchen nicht gleichförmig bewickelt  zu sein und können entsprechend geformte Umrisse  aufweisen und veränderliche Widerstandscharakteristi  ken haben, um den speziellen Funktionen oder Motor  eigenschaften angepasst zu werden.  



  Die Steuerspannungen zum Betrieb des beschrie  benen Übungsgerätes sind mit Ausnahme der beson  ders bezeichneten Fälle Wechselspannungen. Der  Augenblickswert der Polarität der     Signalspannung    be  zieht sich an den angegebenen Stellen auf die Phasen  beziehung gegenüber einer Bezugswechselspannung.  Es sei jedoch bemerkt, dass die     Erfindung    nicht  auf Wechselspannungen und entsprechende Geräte  beschränkt ist und dass auch Systeme mit Gleichspan  nung verwendet werden können.



  Device for simulating the operating values of aircraft engines The invention relates to a device for simulating the operating values of aircraft piston engines, which are functions of the air density and the engine speed, namely it relates to devices for the formation of the air flow rate of the engine, the engine power and the charge line pressure.



  The simulation of various operating parameters or states occurring in aircraft engines, both when operating on the ground and in flight, such as B. the engine speed (rpm), the absolute pressure in the charging lines (MAP), the engine air supply (We), the braking power (BHP) and the middle working pressure (BMEP), the fuel-air ratio (FIA), the Fuel supply <I> (FF) </I> etc. has been proposed for the training of flight personnel on the ground.

   The devices used so far are, however, in some cases not yet executed accurately and realistically to ensure the impact of changes in air density on the behavior of the engine with the accuracy required for the simulation of the engine and the training of the team. This is all the more the case when atmospheric conditions with regard to temperature and pressure come into consideration that deviate from normal. A notable deviation, e.g.

   From normal air temperature at a given altitude of the mock flight, can cause a significant error in the calculated weight of the engine air and consequently in the air-fuel ratio, engine power, etc., if the calculation is based only on the mimicked flight normal conditions of the environment.



  The weight (W,) of the engine air or the engine air flow rate can be expressed for the purposes of this invention by the equation We - (gE + K1) K2 f (rpm) + K3 2 + K4, where o is the density of the surrounding air , pE is the density of the air at the engine inlet, rpm is the engine speed and K1, K2,

          K3 and K4 are constants that depend on the engine configuration and the charge ratio.



  The equations for MAP and BHP can also be expressed in this general form, however the constants K2, K3 and K4 for these equations have different values.



  The basic equation mentioned is with pre-enclosed constants only for a ratio of the front compressor pressure, z. B. high pre-compression, applicable to. If a low pre-compression is used, the same basic equation applies, but with different constants. In the present education system, the air density 9 is the main variable of the system, as can be seen from the above equation in which W is expressed as a function of air density and speed.

   As mentioned above, the other closely related engine parameters, <I> z. B. </I> MAP and engine power as functions of the air density and the engine speed. When simulating the behavior of the engine, which is influenced by the transition from high pre-compression to low pre-compression, the parameters of the motor could be corrected by changing the constants of the above equation accordingly.



  To explain the invention in more detail, reference is made to an exemplary embodiment which is shown in the drawing.



  The figure shows a schematic representation of a device for simulating certain operating states of an aircraft piston engine. The device is usually built into a facility on the ground for training flight personnel to operate aircraft and engines. The system has simulated aircraft controls for ailerons, elevator, rudder and throttle, which are set by the pilot to control computing devices, which represent certain flight and engine states in a manner known per se.



  In order to calculate the quantity W according to the above equation, devices are provided for generating control quantities which represent the density of the surrounding air and the density of the air at the engine inlet, the latter being referred to below as engine air density. The measurement of o "takes place on the intake side of the engine behind the carburetor in front of the supercharger inlet. The system 1 for the density of the ambient air contains devices for generating suitable signals, e.g.

    a servo system with a servo amplifier 2 for calculating o, a servo motor 3 which responds to the amplifier output signal, and a potentiometer 4 which has an adjustable sliding contact 4 'which is actuated by the motor via a connection 5. The potentiometer 4 is fed at its upper terminal with an alternating current signal of the appropriate direction -E and is grounded at its lower terminal, so that the voltage taken from the sliding contact 4 'represents the density of the ambient air.



  The system for the engine air density 6 includes a servo amplifier 7 which generates an output signal that corresponds to the carburetor air temperature (CAT) ent. This controls a servomotor 8 and the sliding contact 9 ′ of a potentiometer 9.

   This Po tentiometer is grounded at its upper terminal via a resistor 10 and is fed at its lower terminal with an alternating current signal via a line 11 from the output of an amplifier 12 which determines the carburetor outlet pressure (CLDP). The output of this amplifier is connected to the primary winding 13 of a transformer 14 which has a multiple secondary winding 15 which is connected to a terminal 16 of the line 11 in order to supply the potentiometer 9 with a signal of the correct direction.

   Since the carburetor outlet pressure is measured on the air intake side of the engine between the throttle and the inlet to the internal supercharger and since the temperature of the engine does not change significantly in the inlet line from the carburetor to the supercharger inlet, the density, n, der Engine intake air can be represented by a combination of the control variables CLDP and CAT.

   The resulting variable o "is represented by the voltage tapped at the CA T sliding contact 9 '.



  The various computing circuits for generating the control variables, which represent the values o, CLDP and CAT, are not described in detail here because they are not new per se and do not form part of the present invention.



  The signal OE of the potentiometer 9 is combined with a constant K1, as indicated in the above equation, by using a summing amplifier 17, at the output of which the primary winding 18 of a transformer 19 is connected, which has a multiple secondary winding 20 having.

   The resulting signal o, h is picked up with the correct phase position at the terminal 21 of the secondary winding and used via a line 22 to supply a number of motor speed function potentiometers of a speed servo system 25 in the manner described below.

   The constant KI associated with the signal oj; is combined, is represented by a constant alternating current signal, which, depending on the condition of the supercharger, alternately from a voltage source Ei or E. "via a contact 26 of a supercharger control relay and a line 27 is fed to an input resistor 28 which is fed to the input terminal 29 of the oEh amplifier is connected.

   The o "signal is also fed to an input resistor 30 which is connected to the amplifier input 31 and the AC signals at terminals 29 and 31 are algebraically added in the amplifier in a manner known per se.



  The switch 26 of the pre-compressor control relay is controlled by the relay 32 for high pre-compression, which sets the switch 26 so that it represents either low or high pre-compression and thereby changes the constant K, depending on the state of the pre-compressor.

   The closing of a pre-compressor control switch 33 by the flight engineer to display the high pre-compression causes the winding 32 to be excited via a current source 34, so that the K switch 26 is brought into the high pre-compression position, where it is connected to a constant voltage source E, in Connection. Switching off the relay winding by opening the switch 33 to display the low pre-compression causes the K switch 26 to be switched to a constant voltage source El.

   The value oEh is therefore influenced by the high or low pre-compression.



  To introduce a dynamic characteristic into the o% h computer, a signal that represents a function of the engine speed, in particular the change in speed, is fed to the input terminal 24. This signal voltage is derived from the servo system and forms the rpm feedback control voltage, as will be described further below. During operation, the r.pm feedback signal works as a damping and represents the inertia of the engine parts, which influences the operation of the supercharger etc. and thereby the engine air density at a given point in time.



  The 2nd Eh signal is combined with a suitable <I> rpm </I> control variable in order to determine the relevant motor states with the aid of various function potentiometers <I> A, B, </I> C or Al, Bi and Cl associated with the rpm servo system 25 mentioned above.

   The combined QQEn and rpm function signals of the relevant potentiometers A, B, C or Ap BI and Cl are sent via associated switches 35, 36 and 37 of the pre-compressor control relay to a W, .- system 38 and a BHP computing system 39 and a MAP computing system 40 leads.

   The function potentiometers <I> A, B </I> and C are designed so that they correspond to the value of the constant KZ in the corresponding We, BHP or MAP equation for low pre-compression and the potentiometers Al 'Bi and Cl are designed so that they correspond to the value of K2 for high pre-compression.

   The calculation of W ″ is in particular primarily determined by a signal that is derived either from potentiometer A or Al and is fed to relay contact a or al via line 41 or line 42 from the potentiometer in question Selects the signal corresponding to the high or low pre-compression, which signal is fed to an input resistor at the input 44 of the W servo amplifier 45 via a line 43.



  The determination of BHP is partly controlled by a signal that is tapped either from the potentiometer B or B and fed via a line 46 or a line 47 from the potentiometer in question to a relay contact b or bi. The switch 36 selects the signal corresponding to the high or low pre-compression, so that it is fed via a line 48 to an input resistor that is connected to the input terminal 49 of the BHP summing amplifier 50.



  To calculate MAP, a signal is used which is derived from one of the potentiometers C or C1 and fed to a relay contact c or cl via a line 51 or 52 from the potentiometer in question. The switch 37 selects the signal for the high or low pre-compression. The signal is fed via a line 53 to an input resistor which is connected to an input terminal 54 of the MAP servo amplifier 55.



  The rest of the above equation for W, relates to the density o of the ambient air. This factor is fed to the aforementioned computing devices via a signal which is derived from the O system 1. For the calculation of W ″, the EJ signal is fed from the sliding contact 4 ′ via a line 56 to the input resistor, which is connected to an input terminal 57 of the W 1 servo amplifier 45.

   To calculate BHP, the same signal is fed via lines 56 and 58 to an input resistor which is connected to an input terminal 59 of the BHP summing amplifier 50. The 2-signal from the sliding contact 4 'is also combined with functions of the throttle position and the engine speed to calculate the MAP. For this purpose, the signal from the sliding contact 4 'is fed via a line 60 to the lower terminal of a potentiometer 61, the sliding contact 61' of which can be adjusted by simulating a gas lever 62.

   The potentiometer is grounded at its upper terminal (throttle open), and the voltage derived at the sliding contact 61 'is fed via a line 63 to a potentiometer 64 of the rpm system. The voltage derived at the sliding contact 64 'is fed via a line 65 to the input resistor, which is connected to an input terminal 66 of the MAP servo amplifier 55.



  If the engine is a so-called turbo-compound engine, in which power is obtained from the engine's exhaust gases and transferred to the engine's crankshaft, the circuit connected to the MAP input terminal 66 can be used for this purpose to achieve a more realistic imitation of the size MAP <I> </I>. As mentioned above, the signal is a combined function of o, the throttle position and the engine speed.

   In the turbo-compound engine, MAP does not change linearly with o, as indicated in the basic equation, in particular for intermediate throttle positions, so that in this case the throttle function potentiometer 61 and the speed function potentiometer 64 are designed accordingly.



  The calculation of rpm, which determines the position of the rpm servo system 25, is not described in detail because it is no longer new. It should suffice to point out that the signal for supplying terminal 23 of the input resistor, which is connected to input terminal 67 of the rpm servo amplifier 68, corresponds to a signal which represents a function of the variable BHP and the propeller load.

   The description of the rpm servo device 25 should also suffice to explain the various servo systems of the system, since they essentially match in terms of their operation.

   The rpm system, which is a self-adjusting integration system, contains the servo amplifier 68, which is fed with the determined rpm signal voltage, a motor 70, which is connected to the amplifier output and drives a feedback generator 71 and a number of potentiometers which are connected to the motor generator via a reduction gear 72.

   To simplify the illustration, only the potentiometer resistor 73 for self-adjustment of the servo system is shown as wrapped with wire; it is clear that the other potentiometer resistors are also wound in the same way. The servo amplifier 68 is a summing amplifier that determines the resultant of AC input voltages; Suitable matching resistances are also provided in the amplifier input circuits for calculation.

        Amplifiers of this type are known per se and are used for algebraic addition of a number of individual alternating voltages of variable size and polarity, so that a detailed description does not appear necessary.



  The part of the servo system that contains the motor generator or just one motor is only designated by M in other parts of the circuit. The motor 70 is a two-phase motor with a control phase winding 74, which is fed by the servo amplifier in the manner shown, and with a second phase winding 75, which is a constant reference alternating voltage e, with 90 phase shift from the control voltage, is supplied. The operation of such a motor is known per se.

   It runs in one direction when the control and reference voltages in the windings have the same instantaneous polarity and in the opposite direction when the instantaneous polarity of the control voltage is opposite to that of the reference voltage. The speed of rotation depends in both cases on the size of the control voltage. The circuit of the motors is shown in simplified form for the sake of clarity, and it will be seen that known circuits for improving the motor characteristics, e.g. B. to achieve a quick response, etc., can be used.



  The motor drives a two-phase feedback generator 71, which likewise has a reference phase winding 76 which is fed with a reference voltage e @ shifted by 90, while the second phase winding 77 generates a speed feedback voltage Efu for speed control. The motor also serves to drive one or more potentiometers and display devices via a transmission 72 and suitable mechanical connec tions, which are indicated by the dashed lines 78.

   In the present case, the potentiometers 73, A, B, C, A1, B1, C1 and 64 as well as a display device 79 are driven by the motor, the device 79 displaying the speed rpm.



  The individual potentiometer resistors, e.g. B. the resistor 73, can be wound on bobbins in a manner known per se and are either circular or band-shaped, with a flat design being indicated in the illustration for the sake of simplicity. Actuation of the servomotor 70 in one direction causes the potentiometer sliding contact 73 'to be moved into a corresponding angular position' on the resistance body in order to derive a voltage, that is to say to tap off, which corresponds to the position of the sliding contact.



  Each potentiometer of the servo systems is shaped or has such a contour that the value of the derived voltage at the sliding contact has a desired relationship to the angular position of the contact, which depends on the particular function of the potentiometer. The terminals of the potentiometer are supplied with a voltage which, with regard to the instantaneous value of the polarity and the size, depends on the task of the potentiometer concerned.

   The outline of each function potentiometer represents the derivative of that function, and although mathematical relationships must be taken into account, the potentiometer resistances are all shown the same for simplicity. The contour or the change in width and therefore the resistance distribution of a potentiometer is proportional to the derivative of the function of the parameter that is to be simulated with reference to the variable that is given by the setting of the potentiometer.

   The width of the opposing body in a given contact position is therefore determined by the linear or non-linear Charak ter of the function. The rpm servo resistors are used to derive signals that are used when calculating the quantities <I> W, "</I> BHP and MAP.



  The complete W "system 38 contains the aforementioned servo amplifier 45, a servo motor 80 and a response potentiometer 81 to generate the W, signal on the sliding contact 81 ', which is fed via a line 82 to the rated or matching resistance which is connected to the input terminal 83 of the amplifier.

   To correct for high or low pre-compression, a K signal is fed from the relay switch 26 via the lines 84 and 85 to the input resistance at the terminal 86 of the amplifier 45. The added signals generate a resulting control variable W according to the above equation.



  In order to determine the weight of the engine fuel or the fuel throughput (FF), the <I> W, - </I> signal from the sliding contact 81 'is fed to a potentiometer 88 of a (FA) fuel-air ratio system 90 via the line 87 . The F, IA system contains a servo amplifier 91 and a servo motor 92 for controlling the potentiometers 93 and 88. The voltage derived at the sliding contact 88 'of the potentiometer 88 can represent the weight of the fuel, since the motor air is eliminated.

    The signal is fed via a line 94 to the input terminal 95 of an FF servo amplifier 96, the output voltage of which controls a motor 97, a potentiometer 98 and a fuel flow indicator 99.



  In addition to the function signals for density and speed at terminals 49 and 59, the complete computing system for the variable BHP receives a K signal from relay switch 26 via line 84 to the input resistor which is connected to input terminal 100 of amplifier 50 , as well as a signal from the FIA system, which is a function of the variables BHP and F / A.

    The BHP function is derived from a BHP transformer 101, the primary winding of which is fed by the output voltage of the amplifier 50; its multiple secondary windings generate a signal in a suitable direction at terminal 102, which signal is fed to the FIA function potentiometer 93 via a line 103.

   This potentiometer, which is fed with the BHP signal at its two opposite terminals and is grounded in the middle, is designed so that the voltage derived at the sliding contact 93 'represents the desired function of the variables BHP and F / A . This signal is fed via a line 104 to the input resistor, which is connected to an input terminal 105 of the BHP amplifier 50.



  A typical arrangement for introducing a correction factor is shown in the circuit between the BHP and the F? A system and contains the FA potentiometer 93. Here, the BHP signal is changed according to a change in the variable FIA and the BHP amplifier fed back at terminal 105. This correction procedure can also be applied to other systems if necessary.



  The BHP signal at terminal 102 is normally also used to feed an input terminal 106 of a servo amplifier 107 of a BMEP system 108. This system contains a potentiometer 109 which is fed by an rpna signal via a line 110 from the sliding contact 73 ′ of the rpm potentiometer 73. The resulting derived voltage at the PMEP sliding contact 109 'is fed to the input terminal 111 of the amplifier 107,

   so that the resulting amplifier output signal represents the quantity BMEP. The servo system also controls a BMEP display device 112 as in the real case.



  For a more accurate simulation, the BHP signal at the output terminal 102 is switched off by the BMEP and FFA systems when the engine is switched off, which means that no combustion takes place. If the engine z. B. is driven by the airstream while it is switched off, there is no BMEP display, although of course the variables MAP and W are displayed.

   Around. To mimic this, a switch 120 can be controlled by an engine shut-off relay 121 and break the connection between terminal 102 and line 103 when the engine is switched off and to re-establish this connection when the engine is switched on. The basic requirements for operation <; engine switched on are: 1. that the speed is greater than zero, 2. that F / A has a predetermined value, e.g. B. 0.045, exceeds and 3. d'ass the ignition is switched on.

   The control of the relay 121 can therefore be achieved by closing the circuit of the relay winding to earth through an ignition switch 122, an F / A switch 123 which is operated by the F / A servo system through a cam 124 via a connection 125, and an rpm -Switch 126, which is actuated by the rpm servomotor via a cam disk 127 and a connection 78, and a line 128 takes place. The other terminal is connected to a voltage source Ed.

   When the ignition switch is on and the FIA and rpm switches are closed to indicate that the engine is on, relay 121 is energized and. the switch 120 is closed in order to establish the connection between the BHP and BMEP systems.

      In addition to the density and speed function signals at the input terminals 66 and 54, the complete MAP system receives a K signal via the line 84 and a line 113 from the relay switch 26 at the input resistor which is connected to the MAP input terminal 114 and a MAP = response signal from a potentiometer 115 at an input terminal 116.

   The MAP servo system also controls a MAP display device 117 as in practice.



  It can therefore be seen that the simulation of the critical conditions of the engine including the engine air flow rate, the size MAP and the engine power not only the changes in the simulated density of the ambient air and the engine air, but also the changes in the engine properties at high or low pre-compression into consideration.

   This simulation is achieved with a minimum of time and servo equipment, so that the complete system not only works more precisely and reliably, but is also less expensive.



  To simplify the illustration, only a small number of supercharger relay switches are shown, that is to say a single switch 26 for selecting the K signal (Ei or E2) for the qEIc, MAP, We and BHP systems. It is clear that the direction of the constant K can change not only in the equations for each motor, but also for different motors,

   so that, if necessary, a separate relay switch can be used to select the signal voltages of suitable polarity or direction for the computing systems concerned. A single signal source for each supercharging ratio can be used for the K signals in the same direction, since the input resistances of the computing systems are decisive for the size of the input signals.



  The representation is also simplified by omitting secondary circles such. B. of Schaltun conditions that are controlled in a manner known per se by the teacher to simulate disturbances by z. B. the operation of the systems, which represent the critical engine conditions, influenced or ge is disturbed. The teacher can e.g. B.

   Introduce signals that influence the We, rpm and F / A systems to mimic various operational irregularities and malfunctions. It can also introduce such signals into the QEx system to mimic unexpected changes in engine air density, causing new MAP readings and so on.



  The potentiometers shown in the same way for the sake of simplicity do not need to be wound uniformly and can have correspondingly shaped outlines and variable resistance characteristics in order to be adapted to the special functions or motor properties.



  The control voltages for the operation of the exercise device described enclosed are with the exception of the special cases designated AC voltages. The instantaneous value of the polarity of the signal voltage relates to the phase relation to a reference AC voltage at the specified points. It should be noted, however, that the invention is not limited to AC voltages and corresponding devices and that systems with DC voltage can also be used.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Gerät zur Nachbildung der Betriebswerte eines Flugzeugkolbenmotors, die Funktionen der Luft dichte und der Motordrehzahl sind, gekennzeichnet durch elektrische Einrichtungen (6 und 12), die je auf die nachgebildete Lufttemperatur und den Luft druck zwischen dem Vergaser und einem Vorverdich- ter ansprechen, um gemeinsam ein elektrisches Steuer signal zu erzeugen, welches die Dichte (QE) der Motor luft darstellt, durch Einrichtungen (25 und<I>A, B, C,</I> A 1 usw.) zur Erzeugung elektrischer Steuersignale, die Funktionen der nachgebildeten Motordrehzahl darstellen, und durch eine Anzahl von elektrischen Systemen (38, 39, 40), PATENT CLAIM Device for simulating the operating values of an aircraft piston engine, the functions of the air density and the engine speed, characterized by electrical devices (6 and 12), which respond to the simulated air temperature and the air pressure between the carburetor and a pre-compressor to together to generate an electrical control signal, which represents the density (QE) of the engine air, through devices (25 and <I> A, B, C, </I> A 1 etc.) for generating electrical control signals, the functions of represent simulated engine speed, and by a number of electrical systems (38, 39, 40), die je auf die kombinierte Motorluftdichte und entsprechende Motordrehzahl steuersignale ansprechen, um die folgenden Betriebs werte: Motorluftdurchsatz, Motorleistung und Lade leitungsdruck darzustellen. UNTERANSPRÜCHE 1. each of which respond to the combined engine air density and corresponding engine speed control signals in order to display the following operating values: engine air flow rate, engine power and charge line pressure. SUBCLAIMS 1. Gerät nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Einrichtungen (35, 36 oder 37) zur Änderung des Wertes des kombinierten Steuersignals zur Dar stellung verschiedener charakteristischer Wirkungen des Vorverdichterbetriebes auf die betreffenden Mo torzustände im Zusammenhang mit hoher oder niedriger Vorverdichtung, und durch Mittel (32) zur Auswahl der kombinierten Steuersignale, die den betreffenden Motorzuständen in Abhängigkeit von dem Vorverdichterbetrieb entsprechen, wobei die elektrischen Systeme, welche die Durchflussmenge der .Motorluft, die Motorleistung und den Ladeleitungs druck darstellen, Device according to claim, characterized by devices (35, 36 or 37) for changing the value of the combined control signal to represent various characteristic effects of the pre-compressor operation on the relevant engine states in connection with high or low pre-compression, and by means (32) for selection the combined control signals that correspond to the relevant engine states depending on the supercharger operation, the electrical systems that represent the flow rate of the engine air, the engine power and the charge line pressure, je auf die entsprechenden ausgewähl ten elektrischen Signale ansprechen. 2. Gerät nach Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Einrichtungen zur Erzeugung der Signale, welche Funktionen der nachgebildeten Mo tordrehzahl darstellen, ein Servosystem (25) enthalten, das entsprechend der nachgebildeten Motordrehzahl betrieben wird und eine Anzahl von Funktionen er- zeugenden Mitteln<I>(A, B, C,</I> A1 usw.) aufweist, von denen je zwei für die Betriebszustände mit hoher oder niedriger Vorverdichtung abwechselnd einge schaltet sind, und wobei die funktionserzeugenden Mittel von dem Signal gespeist werden, welches die : respond to the corresponding selected electrical signals. 2. Apparatus according to dependent claim 1, characterized in that the devices for generating the signals which represent functions of the simulated engine speed, contain a servo system (25) which is operated according to the simulated engine speed and a number of functions generating means <I> (A, B, C, </I> A1, etc.), of which two each for the operating states with high or low pre-compression are switched on alternately, and the function-generating means are fed by the signal which the : Motorluftdichte darstellt, so dass kombinierte Signale für die entsprechenden Motorzustandssysteme erzeugt werden. 3. Gerät nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Einrichtungen (1, 4) zur Erzeugung eines zusätzlichen elektrischen Steuersignals, welches die Dichte der Umgebungsluft darstellt, wobei die Motor zustandssysteme auch auf das Signal der Dichte der Umgebungsluft ansprechen. 4. Represents engine air density so that combined signals are generated for the respective engine state systems. 3. Apparatus according to claim, characterized by means (1, 4) for generating an additional electrical control signal which represents the density of the ambient air, the engine state systems also responding to the signal of the density of the ambient air. 4th Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das elektrische System (38), welches den Motorluftdurchsatz darstellt, auch auf eins von mehreren elektrischen Signalen anspricht, welche charakteristische Konstanten darstellen, und dass Ein richtungen (26, 32) zur Auswahl eines bestimmten Signales entsprechend einem Betrieb mit hoher oder niedriger Vorverdichtung vorgesehen sind. 5. Device according to claim, characterized in that the electrical system (38), which represents the engine air flow rate, also responds to one of several electrical signals, which represent characteristic constants, and that devices (26, 32) for selecting a specific signal accordingly are intended for operation with high or low pre-compression. 5. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das elektrische System, welches die Motorleistung darstellt, ein Rechengerät (39) für die elektrische Bremsleistung (BHP) enthält, das ein elektrisches Signal zur Darstellung der Bremsleistung erzeugt, und dass Einrichtungen (90, 94) zur Erzeu gung eines elektrischen Steuersignals vorgesehen sind, welches eine Funktion des Kraftstoff-Luft-Verhält- nisses darstellt, und dass dieses Funktionssignal mit dem Bremsleistungssignal kombiniert wird', Device according to claim, characterized in that the electrical system, which represents the engine power, contains a computing device (39) for the electrical braking power (BHP), which generates an electrical signal to represent the braking power, and that devices (90, 94) are provided for generating an electrical control signal which represents a function of the fuel-air ratio, and that this function signal is combined with the braking power signal ', wobei das Bremsleistungssignalsystem auf ein kombiniertes Si gnal für Bremsleistung und Kraftstoff-Luft-Verhält- nis anspricht, sowie auf ein kombiniertes Signal der Motorluftdichte und der Motorgeschwindigkeit. 6. wherein the braking performance signal system is responsive to a combined braking performance and air-fuel ratio signal, and a combined signal of engine air density and engine speed. 6th Gerät nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Einrichtungen (90, 88) zur Erzeugung eines Steuersignales, das ein nachgebildetes Kraftstoff-Luft- Verhältnis darstellt, und durch Mittel, die von dein Motorluftdurchsatzsystem (38) zur Erzeugung eines Steuersignales gesteuert werden, das den Motorluft- C, darstellt, sowie durch Einrichtungen (96, 99), die auf die kombinierten Signale zur Darstel lung des Motorkraftstoffdurchsatzes ansprechen. 7. Apparatus according to claim, characterized by means (90, 88) for generating a control signal which represents a simulated air-fuel ratio, and by means which are controlled by the engine air flow system (38) for generating a control signal which the engine air C , represents, and by means (96, 99) that respond to the combined signals for presen- tation of the engine fuel flow rate. 7th Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das elektrische System, welches die Motorleistung darstellt, ein Rechensystem (39) für die Bremsleistung und ein Recheneingang für den mittleren Arbeitsdruck (104) enthält, wobei der Bremsleistungsrechner auf ein kombiniertes Signal der lvlotorluftdichte und Motordrehzahl für das Mo torleistungssystem anspricht und geeignet ist, ein elek trisches Signal zu erzeugen, das die Bremsleistung darstellt, während der Rechner für den mittleren Arbeitsdruck gemeinsam auf das Bremsleistungssignal und das Motordrehzahlsignal anspricht, um den mittleren Arbeitsdruck darzustellen. B. Device according to claim, characterized in that the electrical system, which represents the engine power, contains a computing system (39) for the braking power and a computing input for the mean working pressure (104), the braking power calculator on a combined signal of the lvlotor air density and engine speed for the motor power system responds and is suitable to generate an electrical signal representing the braking power, while the computer for the mean working pressure responds jointly to the braking power signal and the engine speed signal to represent the mean working pressure. B. Gerät nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass Einrichtungen (4, 61, 64) zur Er zeugung elektrischer Steuersignale, die kombinierte Funktionen der Dichte der Umgebungsluft, der Dros selstellung und der Motordrehzahl darstellen, vorge sehen sind, wobei das elektrische System (40), welches den absoluten Ladeleitungsdruck darstellt, auf diese kombinierten Steuersignale und auch auf kombinierte Signale für die Motorluftdichte und Motordrehzahl anspricht, um den absoluten Ladeleitungsdruck dar zustellen. Device according to claim, characterized in that devices (4, 61, 64) for generating electrical control signals representing combined functions of the density of the ambient air, the throttle position and the engine speed are provided, the electrical system (40) , which represents the absolute charge line pressure, is responsive to these combined control signals and also to combined signals for engine air density and engine speed in order to represent the absolute charge line pressure.
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