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Querrudersteuerung für Flugzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine
Querrudersteuerung für Flugzeuge, die mit durch eine Hilfskraft betätigten Steuerflächen
ausgerüstet sind oder deren Steuerflächen durch daran angeordnete Hilfsklappen mitverstellt
werden, und insbesondere auf eine Querrudersteuerung, bei der der Flugzeugführer
an seinem Steuerhebel bei dessen Bewegung zum Verstellen der Querruder einen Widerstand
spürt. Die Erfindung besteht darin, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die diesen
Widerstand mit zunehmender Geschwindigkeit der Rollbewegung des Flugzeuges progressiv
ansteigen läßt. Der auf den Steuerhebel ausgeübte Gegendruck ist also nicht in der
üblichen Weise von der Fluggeschwindigkeit, sondern von der Rollgeschwindigkeit
des Flugzeuges abhängig, also von der Geschwindigkeit, mit der sich das Flugzeug
um seine Längsachse dreht.
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Hierzu wird das Flugzeug mit zwei Schwinggewichten versehen, die zu
beiden Seiten der Rollachse des Flugzeuges so angeordnet sind, daß sie auf den Steuerhebel
eine seiner Bewegung zur Betätigung der Querruder entgegenwirkende Kraft ausüben,
die sich unmittelbar mit dem Quadrat der Rollgeschwindigkeit ändert. Vorzugsweise
wird zwischen die Schwinggewichte und den Steuerhebel ein hydraulischer Übertrager
eingeschaltet, der die von den Schwinggewichten aufgebrachte Gegenkraft verstärkt.
Diese Anordnung ermöglicht es, kleine Schwinggewichte zu verwenden, die an gegenüberliegenden
Seiten des Flugzeugrumpfes bzw. in den Tragflügeln, vorzugsweise an den Flügelspitzen
angeordnet werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Steueranlage und Fig. 2 einen Schnitt durch
das hierbei verwendete Zentralgerät.
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Der Steuerhebel 10, der um die feste Achse 11 schwenkbar aalgeordnet
ist, betätigt die Querruder 12, von denen nur eines dargestellt ist unter Vermittlung
einer Servosteuerung, die aus einem Geber 13 und zwei davon entfernten Empfängern
14 besteht, von denen jeder mit einem Querruder verbunden ist. Der Steuerhebel steht
mit dem Geber über einen Lenker 9 in Verbindung. Die Empfänger werden in herkömmlicher
Weise von den Impulsen des Gebers so gesteuert, daß die Querruder in entgegengesetzter
Richtung um einen Winkel verstellt werden, der dem jeweiligen Ausschlag des Steuerhebels
entspricht.
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Der Bewegung des Steuerhebels zur Verstellung der Querruder wirkt
eine Kraft entgegen, die durch einen hydraulischen Kraftübertrager 15 auf ihn ausgeübt
wird, und zwar nimmt, wie noch näher dargelegt wird, die Kraft, die von dem in dem
Übertrager herrschenden Druck einer Druckflüssigkeit abhängt, mit der Rollgeschwindigkeit
des Flugzeuges zu. Der Übertrager besteht aus einem um ein festes Lager 16' schwenkbaren
Zylinder 16 und einen darin beweglichen Kolben 17, dessen Kolbenstange über einen
um eine feste Achse 19 schwenkbaren zweiarmigen Hebel 18 und einen Lenker 20 mit
dem Steuerhebel 10 verbunden ist. Der Übertrager 15 ist über eine Druckleitung 21
mit einem Steuergerät 22 verbunden, das den in dem Übertrager herrschenden hydraulischen
Druck bestimmt.
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Das Steuergerät 22 weist einen Einlaßstutzen 23 auf, an den eine Druckleitung
24 angeschlossen wird, in die die Druckflüssigkeit mittels einer Pumpe 25 gefördert
wird, sowie einen Auslaßstutzen 26, an den eine Rückflußleitung 27 angeschlossen
wird, die zu einem Behälter 25' führt, aus dem die Pumpe 25 die Flüssigkeit wieder
ansaugt. Wie Fig. 2 zeigt, befindet sich in dem Steuergerät 22 ein als Kolbenschieber
ausgebildetes Steuerventil 28, das den in dem Übertrager herrschenden Druck bestimmt
und an seinen Enden tragende zylindrische Teile 29 und 30 und dazwischen einen dünneren
Teil 31 aufweist. Der dadurch gebildete Ringraum steht mit einer Öffnung 41 in Verbindung,
an die sich die zu dem Übertrager führende Leitung 21 anschließt. Die tragenden
Teile 29 und 30 schließen oder öffnen wechselweise die Einlaßöffnung 32 für die
Druckflüssigkeit bzw. die Auslaßöffnung 33, die über den Auslaßstutzen 26 und die
Leitung
27 zu dem Behälter 25' führt. Der in dem Übertrager herrschende Steuerdruck wirkt,
wie Fig. 2 erkennen läßt, auf das obere Ende des Steuerkolbens 28, wohin er durch
die Bohrung 34 gelangt. Zum Ausgleich wirkt ihm von unten eine Felder 35 entgegen,
die den Steuerkolben 28 über eine Membran 36 und einen Stößel 37 beaufschlagt.
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Die Kraft der Feder 35 wird, wie noch beschrieben werden wird, in
Abhängigkeit von der Rollgeschwindigkeit des Flugzeuges verändert. Wenn die Federkraft
größer wird, so wird der Steuerkolben 28 angehoben, so daß die Einlaßöffnung 32
mit der Anschlußöffnung 41 für den Übertrager verbunden wird. Ist der Druck so weit
angestiegen, daß er die Kraft der Feder ausgleicht, so kehrt der Steuerkolben in
die dargestellte neutrale Stellung zurück. Wird die Kraft der Feder 35 vermindert,
so wird der Steuerkolben durch die bestehende hydraulische Belastung von oben abwärts
bewegt. Dadurch wird die Auslaßöffnung 33 freigegeben. Ist der Druck im Übertrager
entsprechend der verminderten Kraft der Feder 35 abgesunken, so sinkt auch der von
oben auf den Steuerkolben wirkende Druck, und der Steuerkolben nimmt wieder die
neutrale Stellung ein.
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Zwischen den Stößel 37 und den Steuerkolben 28 ist ein Überströmventil
38 eingeschaltet, das normalerweise durch den Stößel sowie durch eine Feder 39 geschlossen
gehalten wird. Der im Übertrager herrschende Steuerdruck wirkt durch Bohrungen 40
ständig auf das Ventil. Dieses öffnet sich nur, wenn der Steuerdruck beispielsweise
infolge eines Hängenbleibens des Steuerkolbens 28 unzulässig hoch wird. Dann kann
die Druckflüssigkeit über das Überströmventil und eine Bohrung 42 zur Auslaßöffnung
33 gelangen.
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Die Feder 35 stützt sich mit ihrem unteren Ende gegen eine Platte
43 ab, gegen die sich eine mit Gewinde versehene Stange 44 anlegt. Diese ist in
eine mit Gewinde versehene Bohrung eines Hebels 46 eingeschraubt (Fig. 1) und wird
durch eine Mutter 45 gehalten. Der Hebel 46 ist fest mit einem in lotrechter Richtung
angeordneten doppelarmigen Hebel 47 verbunden, der um einen in der Rollachse des
Flugzeuges fest angeordneten Zapfen 48 drehbar ist. Mit den Enden dieses doppelarmigen
Hebels sind beiderseits im Flugzeugrumpf 51 angeordnete Schwinggewichte 49 und 50
über Gestänge 52 bzw. 53 verbunden. Fängt das Flugzeug eine Rollbewegung an, so
werden die beiden Schwinggewichte durch die Zentrifugalkraft nach außen bewegt und
der Hebel 47 infolgedessen im Uhrzeigersinn gedreht. Dadurch wird der Hebel 46 nach
oben geschwenkt, so daß die Feder 35 stärker gespannt und damit der von unten, auf
den Steuerkolben 28 wirkende Druck erhöht wird. Infolgedessen wird der Steuerdruck
in dem Übertrager 15 in der beschriebenen Weise erhöht, und zwar in Abhängigkeit
vom Quadrat der Rollgeschwindigkeit des Flugzeuges. Da zwei Gewichte vorgesehen
sind, werden Kräfte, die infolge einer Beschleunigung des Flugzeuges bei seitlichem
Abgleiten auf die Gewichte kommen, gegenseitig aufgehoben, so daß derartige Kräfte
sich nicht auf den Steuerdruck im Übertrager 15 auswirken, also auch nicht in einer
Veränderung des Gegendrucks am Steuerhebel 10 zum Ausdruck kommen.
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Der Hebel 47 kann mit einer Verlängerung 54 versehen und mit einem
Dämpfer 55 verbunden sein, um das System zu stabilisieren.