DE1075440B

DE1075440B - Elektrisch-hydraulische Servoeinrichtung zur Stabilisierung von insbesondere lotrecht startenden und landenden Luftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1075440B
Application number: DENDAT1075440D
Authority: DE
Inventors: Dammarie-les-Lys Seineet-Marne Günther Ernst und Gerhard Eggers (Frankreich)
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Publication date: 1960-02-11

Description

Elektrisch-hydraulische Servoeinrichtung zur Stabilisierung von insbesondere lotrecht startenden und landenden Luftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf- eine elektrischhydraulische Servoeinrichtung zur Stabilisierung von insbesondere lotrecht startenden und landenden Luftfahrzeugen bei Fluggeschwindigkeiten von nahezu Null, die ihre Steuerimpulse von Einrichtungen empfängt, welche elektrische Signale veränderlicher Größe und veränderlichen Zeichens erzeugen, die sich aus den Steuerbewegungen eines Lagekreisels ergeben..
Wollte man bei einer solchen Servoeinrichtung magnetische Verstärker verwenden, so würden diese zu dem Nachteil führen, daß die Einrichtung rasch ein unzulässig hohes Gewicht erreicht, sobald eine hohe Leistung erforderlich ist, wie dies häufig zur Betätigung der Ruder sowie zur Betätigung von Vorrichtungen der Fall ist, welche in dem Strahl des Strahltriebwerkes eines Luftfahrzeuges arbeiten oder diesen Strahl von seiner Richtung ablenken.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Servoeinrichtung der eingangs genannten Art, welche diesen Nachteil nicht aufweist.
Gemäß der Erfindung sind ein ein resultierendes Signal liefernder Verstärker und ein Zweiphasenmotor vorgesehen, dessen eine Phase ständig von einer Wechselstromquelle gespeist wird, während die andere Phase ihre Impulse von dem resultierenden Signal erhält, wobei der Motor den Verteiler eines Druckzylinders antreibt.
Bei der Servoeinrichtung wirken die Signale, welche sich durch die Steuerung des Piloten oder die Steuerbewegungen eines Lagerkreisels oder eines Dämpfungskreisels ergeben., nach der Verstärkung auf den Zweiphasenmotor ein, welcher so ausgebildet ist, daß er sich entsprechend dem Sinn des auf ihn übertragenen resultierenden Signals in der einen oder anderen Richtung dreht. Es kann ein kleiner Motor gewählt werden, welcher gestattet, die durch den Verstärker fließende Stromstärke zu verringern und somit die Größe des Verstärkers zu verkleinern. Der Motor treibt über ein Untersetzungsgetriebe den geradlinig bewegbaren Schieber oder den Drehschieber eines den. hydraulischen Druckzylinder der Ruderfläche speisenden Ventils an. Die Rückführung kann dadurch hergestellt werden, daß die Achse des hydraulischen Druckzylinders einen Spannungsteiler, einen Tachometerdynamo oder eine beliebige andere Vorrichtung betätigt, je nachdem, ob eine Stellungssteuerung, eine Geschwindigkeitssteuerung oder eine gemischte Steuerung hergestellt werden soll.
Da im allgemeinen die Geschwindigkeit des hydraulischen Druckzylinders zu der Öffnung des Ventils proportional ist, kann das von einem an der Achse des hydraulischen Druckzylinders befestigten Tachometerdynamo gegebene Geschwindigkeitssignal durch das Stellungssignal eines Spannungsteilers ersetzt werden, dessen Schieber an die Achse des Ventilschiebers gebunden ist.
Der Motor und das den hydraulischen Druckzylinder speisende Ventil können mit dem Druckzylinder ein Stück bilden oder von diesem getrennt und zu einem Block zusammengefaßt sein, welcher den Verstärker, den Motor und das Ventil enthält.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt, worin schematisch ein elektrisch-hydraulischer Druckzylinder mit gemischter Nachlaufsteuerung (Geschwindigkeit und Stellung der Ruderfläche) gezeigt ist.
Die Schieber l a, 3a, 5 a von Spannungsteilern, welche je in eine Wheatstonesche Brücke 1, 3, 5 eingeschaltet sind, werden von dem Steuerhebel des Piloten bzw. einem Lagekreisel bzw. einem Dämpfungskreisel betätigt. Die Spulen 2, 4, 6 eines magnetischen Verstärkers sind an die Diagonalen dieser Wheatstoneschen Brücken so angeschlossen, daß jede Verstellung der Schieber 1 a, 3 a, 5 a der Spannungsteiler an den Klemmen dieser Spulen Spannungen erscheinen läßt. Ein Teil der algebraischen Summe dieser Spannungen bestimmt die Phasenlage und die Stärke in der Antriebswicklung 7 eines Zweiphasenmotors 8 und somit den. Drehsinn und die Geschwindigkeit dieses Motors, so daß sich dieser in einem Sinn dreht, welcher von dieser Summe der Spannungen abhängt. Die Leistung wird mittels Induktion durch die Spule 29 des magnetischen Verstärkers geliefert. und die feste Bezugsphase 9 ist unmittelbar an den Zweiphasenmotor angeschlossen, ohne über den Verstärker zu gehen.
Die Drehbewegung des Motors 8 treibt über ein Untersetzungsgetriebe 10 und eine Zahnstange 11 einen Verteilungsschieber 12 an, wodurch die eine oder die andere der Leitungen 13 und 14 eines hydraulischen Druckzylinders 15 gespeist und die Achse 16 der zu betätigenden Steuerung über einen Hebel 17 mit Gleitführung betätigt wird. Je nach der Drehrichtung des Motors 8 wird das von der Pumpe durch die Leitung 19 kommende Druckmittel in die eine oder die andere der beiden Leitungen 13 und 14 geleitet, wodurch die Seite des Kolbens 18 bestimmt wird, auf welche das Druckmittel einwirkt, und der Wirkungssinn der an der Achse 16 befestigten Ruderfläche gegeben ist. Die Rückkehr der Flüssigkeit in ihren Vorratsbehälter erfolgt durch die Leitung 20.
Das Gestänge 27, welches den Kolben 18 mit dem Hebel 17 durch Gleitführung verbindet, treibt einerseits den Schieber 21 a eines in eine Wheatstonesche Brücke 21 eingeschalteten Spannungsteilers und andererseits über eine Zahnstange 28 einen Tachometerdynamo 22 an. Die Spulen 23 und 24 des magnetischen Verstärkers sind in die Diagonale der Wheatstoneschen Brücken 21 bzw. an den Tachometerdynamo 22 geschaltet, so daß, wenn die an der Achse 16 befestigte Ruderfläche einen Ausschlag erreicht hat, welcher zu der algebraischen Summe der von den Spannungsteilern der Brücken 1, 3 und 5 gegebenen Signale proportional ist, die algebraische Summe der Spannungen an, den Klemmen der Spulen 23 und 24 den gleichen Wert, aber den entgegengesetzten Sinn wie die algebraische Summe der an den Klemmen der Spulen 2, 4 und 6 vorhandenen Spannungen. hat. Die Wirkungen der Spulen heben sich auf, die Phasenverschiebung in der Wicklung 7 gegenüber der festen Phase 9 wird Null, und der Motor 8 bleibt stehen, wobei er den Schieber 12 in der geöffneten Stellung beläßt. Der Kolben 18 verstellt sich daher in der gleichere Richtung weiter, bis die Wirkung auf den Spannungsteiler 21 und den Tachometerdynamo 22 an den Klemmen der Spulen 23 und 24 Spannungen erscheinen läßt, deren algebraische Summe einen größeren Absolutwert und das entgegengesetzte Vorzeichen wie die algebraische Summe der an den Klemmen der Spulen 2, 4 und 6 vorhandenen Spannungen hat, wodurch eine entgegengesetzte Phasenverschiebung in der Wicklung 7 erzeugt wird.
Je nach der gewünschten Nachlaufsteuerungsart, d. h. Stellungsnachlauf, Geschwindigkeitsnachlauf oder gemischte Steuerung, hat der Druckzylinder die Wirkung, daß er entweder eine Stellung, eine Geschwindigkeit oder eine durch den gemischten Nachlauf bestimmte Stellung einnimmt.
Bekannte Mittel, z. B. Berichtigungsnetze, können in die Stromkreise eingeschaltet werden., um die Schwingungen oder die Unstabilitäten des Systems zu begrenzen.
Da die Geschwindigkeit des hydraulischen Druckzylinders 15 zu der Verstellung des Schiebers 22 des den Druckzylinder speisenden Ventils proportional ist, kann bei der Geschwindigkeitsnachlaufsteuerung der von dem Druckzylinder 15 angetriebene Tachometerdynamo 22 gemäß dem gestrichelt angegebenen Stromkreis durch einen die Stellung des Schiebers 12 feststellenden Spannungsteiler 25 ersetzt werden.
Je nach den Erfordernissen der Ruderanordnung, auf welche diese Steuervorrichtung angewandt wird, kann nur einer der beiden Nachläufe, nämlich der Geschwindigkeitsnachlauf oder der Stellungsnachlauf, beibehalten werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrisch-hydraulische Servoeinrichtung zur Stabilisierung von insbesondere lotrecht startenden und landenden Luftfahrzeugen bei Fluggeschwindigkeiten von nahezu Null, die ihre Steuerimpulse von Einrichtungen empfängt, welche elektrische Signale veränderlicher Größe und veränderlichen Zeichens erzeugen, die sich aus den Steuerbewegungen eines. Lagekreisels ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein resultierendes Signal liefernder Verstärker und ein Zweiphasenmotor (8) vorgesehen sind, dessen eine Phase (9) ständig von einer Wechselstromquelle gespeist wird, während die andere Phase (7) ihre Impulse von dem resultierenden Signal erhält, wobei der Motor (8) den Verteiler (12) eines Druckzylinders (15) antreibt.
2. Servoeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Erzeugung der Impulse durch in Wheatstoneschen Brücken (1, 3, 5) eingeschaltete Spannungsteiler gebildet werden.
3. Servoeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder zwei Rückführungskreise die Geschwindigkeitsnachlauf- oder die Stellungsnachlaufsteuerung erzeugen, wobei einer dieser Kreise oder beide mit dem Verstärker verbunden. sind (bei 23 oder 24).
4. Servoeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker ein magnetischer Verstärker ist und mehrere die Einzelimpulse sowie die Rückführungsimpulse empfangende Spulen (2, 4; 6; 23, 24, 26) aufweist, wobei der resultierende Fluß dieser Impulse die veränderliche Phase (7) des Zweiphasenmotors (8) betätigt.