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Fliegerschulungsgerät zur Ausbildung von Hubschrauberpiloten Die Erfindung
bezieht sich auf ein Fliegerschulungsgerät zur Ausbildung von Hubschrauberpiloten,
womit dem Flugschüler eine wirklichkeitsnahe Nachbildung der Geländeverhältnisse
beim Start und bei der Landung vermittelt werden soll.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Fliegerschulungsgeräte zur Ausbildung
von Hubschrauberpiloten mit einer Geländeprojektionseinrichtung auszustatten, die
im Blickfeld eines nachgebildeten Flugzeugführersitzes eine Darstellung des Geländes
auf einem Bildschirm erzeugt, die sich durch Betätigung der nachgebildeten Steuerorgane
ändert. Hierdurch soll dem Flugschüler der gleiche visuelle Eindruck wie beim Fliegen
in einem wirklichen Hubschrauber vermittelt werden, wobei ihm der Flugverlauf außerdem
durch nachgebildete Flugüberwachungsinstrumente angezeigt wird.
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Die Projektionseinrichtung nach der Erfindung schafft eine Nachahmung
aller Phasen des Flugverlaufes in überaus wirklichkeitsgetreuer visueller Weise
und kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch über dem Flugzeugführersitz angeordnete
punktförmige Lichtquellen, wobei zwischen den Lichtquellen und dem Bildschirm entsprechend
der nachgeahmten Drehbewegung um die Quer-, Längs- oder Hochachse neigbare Bildobjekte
oder Transparente angeordnet sind, von denen zumindest ein Transparent entsprechend
der nachzuahmenden fortschreitenden Bewegung des Hubschraubers relativ zur zugehörigen
Lichtquelle horizontal verschiebbar ist, wobei zumindest die hinter diesen verschiebbaren
Transparenten befindliche Lichtquelle entsprechend der nachzuahmenden Flughöhe senkrecht
dazu verstellbar ist.
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Die punktförmigen Lichtquellen erzeugen bei starker Vergrößerung eine
nahezu räumliche Wirkung von den auf den Transparenten oder Objektbildern dargestellten
Geländeszenen. Das projizierte Bild ändert sich bei den Relativbewegungen zwischen
Lichtquelle und Transparent oder Objektbild, wobei eine senkrechte Relativbewegung
den Eindruck einer Höhenänderung und eine horizontale Relativbewegung eine Entfernungsänderung
vermittelt.
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Durch diese Anordnung des Hiegerschulungsgerätes hat der Flugschüler
das Gefühl, daß er sich relativ zum Gelände bewegt, so daß er nicht den Eindruck
gewinnen kann, daß sich das Bild des Geländes gegenüber seiner festen Stellung bewegt.
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Ein Ausführungsbeispiel des Fliegerschulungsgerätes ist in den Zeichnungen
dargestellt; es zeigt Fig. 1 eine Gesamtansicht des Gerätes mit einem Horizont-
und Himmelsprojektor, einem Hauptgelände- oder Schwebefiugprojektor und einem Autorotationsprojektor
zur Darstellung des Geländes bei der Landung, Fig. 2 eine Seitenansicht mit der
Darstellung des prinzipiellen Aufbaus des Projektionssystems, Fig. 3 eine Darstellung
von Fig. 2 in Draufsicht, Fig. 4 eine Lagerungs- und Verstellungsanordnung des Projektionstransparents
und der Lichtquelle, Fig. 5 einen Querschnitt durch die in Fig. 2 und 3 vorgesehene
Lichtquelle, Fig. 6 eine Seitenteilansicht des Horizontprojektors und des Hauptprojektors
sowie ihre Lagerung und Verstellung, Fig. 7 eine Seitenansicht von einem Teil der
Mechanismen von Fig. 6, Fig. 8 eine Draufsicht von Fig. 6, Fig. 9, 10 und 11 Draufsichten
von der Verlagerung des Hauptprojektortransparents in der horizontalen Ebene, Fig.
12 eine Darstellung über die Verlagerung des Hauptprojektortransparents in verschiedenen
Stellungen, Fig.13 eine Teilschnittansicht durch die Lichtquelle des Hauptprojektormechanismus
sowie des Steuersystems für den Lichtquellenbewegungsmechanismus, Fig. 14 eine Seitenteilansicht
des Autorotationsprojektors, Fig. 15 eine Teilansicht der Verstellmöglichkeiten
des in Fig. 14 gezeigten Projektors,
Fig. 16 eine Einzeldarstellung
von Fig. 14 in vergrößertem Maßstab, Fig. 17 eine Teilansicht der Schnittlinie XVII-XVII
von Fig. 16, Fig. 18 eine Draufsicht des in Fig. 16 gezeigten Mechanismus, Fig.
19 eine Ansicht der Schnittlinie XIX-XIX von Fig. 14 zur Darstellung der seitlichen
Verstellung des Transparents, Fig. 20 eine Teilansicht der Linie XX-XX von Fig.
19, Fig.21 eine Draufsicht des in Fig. 20 gezeigten Lichtquellenmechanismus, Fig.
22 eine Seitenteilansicht einer Hilfsvorrichtung des Gerätes, Fig. 23 eine Darstellung
der manuellen Steuerorgane, Fig. 24 eine Darstellung der Steuerorganeinrichtung
und Fig. 25 a und 25 b elektrische Schaltungs- und Steuereinrichtungen.
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Die Gesamtanordnung (Fig. 1) umfaßt als Hauptteile einen Horizontprojektor
P1, einen Hauptprojektor P2 und einen Autorotationsprojektor P.; ferner einen Flugschülersitz
26, einen etwa halbkugelförmigen Schirm 27, einen Rechenmechanismus 28 und
einen Fluglehrerplatz 29.
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In den Fig. 2 und 3 ist die Grundgeometrie des Systems dargestellt.
Der Punkt A kennzeichnet die Lage des Auges des Flugschülers unter Vernachlässigung
der seitlichen Verschiebung. Der Punkt L1 ist die punktförmige Lichtquelle des Hauptprojektors
P, bei einer normalen Fluglage in der Mitte der Transparentplatte. Der Punkt L,
zeigt die gleiche Lichtquelle auf dem Boden in der Mitte der Platte, während L2
die Lichtquelle in der größtmöglichen Höhe angibt. Die voll ausgezogene Linie P2
A stellt die transparente Platte in ihrer Mittelstellung dar. Die gestrichelte Linie
P. ,u zeigt die Platte in ihrer rückwärtigen Endstellung, die dem äußersten vorderen
Standort des Hubschraubers entspricht, während durch die gestrichelte Linie P2 c
die Platte in ihrer vorderen Endstellung dargestellt wird, die dem äußersten hinteren
Standort des Hubschraubers entspricht.
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Der Horizontprojektor P1 besteht im wesentlichen aus einer unbeweglichen
Lichtquelle K und aus einem zylindrischen Transparent T. Das Transparent
T dreht sich bei Drehbewegungen um die Hochachse VV, wenn sich die Hauptprojektorplatte
um ihre Achse ZZ bewegt. Die Vorverlegung der Horizontprojektorlichtquelle K um
den Betrag B ist als Ausgleich für die Verlagerung R der Achse VV von der
Achse ZZ längs der Längsachse des Systems vorgesehen, damit das von beiden Projektoren
projizierte Geländebild bei Drehbewegungen um die Hochachse synchron bleibt.
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Der Punkt Hl auf dem Transparent T stellt einen Horizontpunkt des
fernen Geländebildes dar, während der Punkt H2 sein projiziertes Bild ist. Dieser
Punkt Hl kann beispielsweise eine Bergspitze sein, worunter sich eine entfernte
Szenerie anzeigen und worüber sich Wolkenbildungen nachbilden lassen. Wenn sich
die Hauptplatte P2 in der Stellung P2 A befindet und die Lichtquelle in der Höhe
L1, dann entspricht Punkt il auf dem Schirm der Projektion des Punktes D1 auf dem
senkrechten Endabschnitt der Geländeplatte P2. In gleicher Weise entspricht der
Punkt J_, der Projektion des Punktes D2 als Schnittpunkt des senkrechten und des
waagerechten Abschnittes der Geländeplatte P2. Der Punkt E bezeichnet das Ende des
Abdeckungsschildes über dem Pilotensitz, das eine direkte Sicht des Flugschülers
in die Platte P2 und in die Lichtquellen verhindern soll. Der Punkt M ist die Projektion
des Punktes E.
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Unter den dargestellten Bedingungen sieht der Flugschüler die nahe
Szenerie des Flugfeldes, das zwischen den Punkten M und J.= projiziert ist. Die
Nachbildungen von Bäumen am Ende des Feldes werden von J., nach oben bis J1 projiziert.
Die entfernte Szenerie hinter dem nahen Wald erscheint zwischen J1 und H,, und die
Himmelsdarstellung oberhalb H,.
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Der Punkt N, auf dem Horizonttransparent stellt die unterste Übertragungsgrenze
dieses Transparents dar. Seine Projektion ist der Punkt N., und wird (Fig. 2) in
den Bereich zwischen J1 und N.= von beiden Lichtquellen L und K projiziert. Diese
offenbare Überschneidung des von den beiden Lichtquellen projizierten Materials
kann entweder durch mechanisch verstellbare Abschirmungen oder durch überprojizieren
der einen Szene durch die andere mit einer größeren Lichtstärke verdeckt werden.
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Um den nutzbaren Winkelbereich der als Hauptleuchtquelle dienenden
Bogenlampe über 120° hinaus zu erweitern, sind zwei kleine Seitenleuchten (Fig.
3) vorgesehen.
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Der Schwebefiugprojektormechanismus (Fig. 4) ist so angeordnet, daß
das Projektionstransparent frei fünf gesonderte Drehbewegungen ausführen kann, und
zwar um die Querachse, die Längsachse und die Hochachse sowie in zwei waagerechten
Querrichtungen, während die Lichtquelle so angeordnet ist, daß sie relativ zum Transparent
in einer senkrechten Ebene verlagert werden kann. Dieses Bildprojektionssystem besitzt
daher sechs Verstellungsfreiheitsgrade.
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Die Projektionseinheit (Fig. 4), die aus einem Horizontprojektor P1
und aus einem Haupt- oder Vordergrundge.ländeprojektor P., besteht, kann mit Hilfe
eines geeigneten Rahmens 30 aufgehängt werden. Die Tragkonstruktion weist einen
Kardanring 31 auf, der um eine Querachsenwelle 32 schwenkbar ist und eine Längsachsenwelle
33 trägt, an der relativ drehbar ein zweiteiliger Tragständer 34, 35 aufgehängt
ist, dessen unteres Ende ein starres Gehäuse 36 trägt. Mit Hilfe von Querführungen
37, 37 trägt das Gehäuse 36 an seinem unteren Ende einen Zwischenraum 38, der bei
39, 39 gleitbar das Hauptgeländetransparent 40
trägt. Das Transparent
40 ist daher relativ zum Gehäuse 36 in Querrichtungen verlagerbar, wie durch die
Richtungspfeile NS, ƒW angegeben. Eine der Wellen 32 der Kardanaufhängung
ist durch einen Kurven- und Zahntrieb 42 mit dem Querachsenregelmotor
44 (Längsneigung) kraftschlüssig verbunden. Ein ähnlicher Kurven- und Zahntrieb
46 verbindet die andere Welle der Kardanaufhängung mit dem Regelmotor 47
zur Steuerung der Längsachsenbewegung (Querneigung) in der Projektionseinheit.
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Das Tragrohr 35 wird durch einen Antriebsmotor für die Drehbewegung
um die Hochachse 48 und einen Zahntrieb 49 zur Drehung um den Ständer 34
angetrieben, so daß bei einer Betätigung des Längsneigungsregelmotors
44 das ganze Projektoraggregat um eine Querachse verschwenkt wird, die sich
im wesentlichen in einer horizontalen Ebene quer zum Steuerkurs des Flugschülers
erstreckt. Eine Betätigung des Querneigungsregelmotors hat zur Folge, daß der Mechanismus
um diejenige Längsachse schwingt, die annähernd mit dem Führersitz in einer Ebene
verläuft.
Die Betätigung des Hochachsenregelmotors hat zur Folge,
daß sich das Projektortransparent um eine senkrechte Achse dreht, wodurch Abweichungen
der Drehbewegungen um die Hochachse relativ zum Steuerkurs des Flugzeugführersitzes
nachgeahmt werden.
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Das Projektortransparent 40 wird durch ein motorangetriebenes
Zugseilsystem (Fig.9-Il) relativ zum Gehäuse 36 in der NS-Richtung und in
der OW-Richtung bewegt. Die Lichtquelle 60 ist am unteren Ende eines Rohres
62 befestigt, das zu den Haupttragrohren 34, 35 frei gleitbar ist. Ein Motor
64 ist über einen Zahnstangentrieb mit dem oberen Ende des Rohres 62 verbunden,
so daß beim Einschalten des Motors 64 die Lampe 60 relativ zum Transparent
40 angehoben oder abgesenkt wird, um den Eindruck von Flughöhenveränderungen hervorzurufen.
Durch das Einschalten der das Transparent waagerecht verlagernden Motore wird der
Eindruck von waagerechten Flugbewegungen nach vorwärts und rückwärts und seitlich
hervorgerufen. Das transparente Element des Horizontprojektors P1 hat eine zylindrische
Wandung 70 und ist auf einer senkrechten Mittelwelle 72 angeordnet, die von
einem Arm 73 getragen wird., der sich von der senkrechten Hauptwelle 34 aus
erstreckt. Das Synchronisieren der Gierbewegung des Transparents 70 mit der
Gierbewegung des Haupttransparents 40 wird durch einen Kettentrieb 75 erreicht.
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Der Projektionsmechanismus (Fig. 6 bis 8) ist an einem starren Rahmen
aufgehängt und weist senkrechte Ständer 80 auf, die zur Lagerung von Schienen
82 dienen, wobei die Schienen zueinander parallel sowie vor und hinter dem
Mechanismus angeordnet sind. Auf die Schienen 82 sind zwei Längsträger
84
aufgelegt, so daß sie oberhalb und längs der sich von vorn nach hinten
erstreckenden Längsachse des Mechanismus verlaufen. Von den Längsträgern
84 erstrecken sich senkrechte Träger 86 nach unten und tragen auf entgegengesetzten
Seiten der Einrichtung Querträger 88 mit Zapfenlagern 89, die zur
Lagerung von zwei in Verbindung miteinander stehenden Wellenstummeln 90 dienen.
Die Wellenstummel 90 bilden die Einstellachse des Mechanismus für die Längsneigung.
Ein rechteckiger Bügel 92 mit offener Mitte ist durch die Wellenstummel 90, 90 auf
der festen Rahmenkonstruktion so gelagert, daß er frei um die durch die Wellenstummel
90, 90 gebildete Achse schwenkbar ist. Die Steuerung der Längsneigungsbewegung
des Bügels 92 relativ zum feststehenden Rahmen wird mit Hilfe eines Motors
95 erzielt, der ein Schneckenrad 96 antreibt. Durch das Schneckenrad
96 wird eine Welle 97 gedreht, die eine Kurbel 98
antreibt,
wobei die Kurbel 98 auf eine Schwingwelle 99 (Fig. 8) einwirkt, die
eine zweite Kurbel 100 und eine gelenkig mit dem Bügel 92 verbundene Zug-
und Druckstange 101 antreibt. Beim Einschalten des Motors wird daher der
Bügel 92 um die Welle 90 verschwenkt.
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Der Bügel 92 dient in seinem Inneren zur Lagerung von zwei
Wellenstummeln 102, die in einer Ebene zueinander liegen und im rechten Winkel
zur Achse der Wellen 90 stehen. Die Wellenstummel 102
tragen einen
Block 104, der zum Bügel 92 um eine Achse frei schwenkbar ist, die
sich in waagerechter Richtung und auf der Querneigungsachse des Mechanismus erstreckt.
Am Bügel 92 ist ein Schneckenrad 106 befestigt, dessen Abtriebswelle
mit dem Block 104 über einen der Wellenstummel 102 gekuppelt ist.
Mit dem Schneckenrad 106 ist ein Antriebsmotor 108 gekuppelt, wodurch
der Block 104 um seine Welle 102 relativ zum Bügel 92 um die
Querneigungsachse des Mechanismus gedreht wird.
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Vom Block 104 erstreckt sich ein mit diesem fest verbundener
Wellenstummel 109 nach unten, der ein Transparentlagerungsgehäuse
110 trägt, wodurch das Gehäuse 110 gezwungen wird, der Schwingbewegung
des Blocks 104 zu folgen, wenn eine Längsneigungs-oder Querneigungsverstellbewegung
des Blocks stattfindet, während gleichzeitig das Gehäuse 110 um die senkrechte
Achse des Wellenstummels 109 frei drehbar ist. Auf dem Block 104 ist ein
Getriebe 112 mit einem Antriebsmotor 114 gelagert, wobei das Getriebe
112 ein Schneckenrad 115 antreibt, das vom Gehäuse 110 getragen
wird, so daß beim Einschalten des Motors 114 das Gehäuse 110 um die
senkrechte Achse des sich nach unten erstreckenden Wellenstummels 109 gedreht wird.
Das Gehäuse 110 weist demnach drei Freiheitsgrade zur Drehbewegung um die Querachse,
die Längsachse und die Hochachse des Mechanismus auf, wobei diese Bewegungen des
Gehäuses 110 unabhängig durch eine entsprechende Drehung der Motore 95,
108 bzw. 114 auch in entgegengesetzter Richtung erzielt werden können.
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Das Gehäuse 110 dient mit Hilfe von zwei waagerechten Gleitschienen
118 und Gleitlagerarmen 119
zur Lagerung eines Zwischenrahmens
120, der einander gegenüberliegende Gleitstangen 122 trägt, die rechtwinklig
zur Richtung der Stangen 118 verlaufen. Vom Hauptprojektortransparent
125 erstrecken sich starre Gleitarme 123, die auf den Stangen
122 beweglich sind.
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Die Bewegungen des Zwischenrahmens 120 parallel zur NS-Richtung
(Fig. 11) werden durch einen Motor 126 über ein Doppelseilzugsystem 126a herbeigeführt.
Die Seile 126a sind um die Trommel des Motors 126 gelegt und an den Armen
119 bei 126b befestigt. Die statische Auswuchtung des Rahmens 120
zur Kardanringlagerung wird durch eine Verlagerung der Gegengewichte 127
beibehalten, wobei die Gegengewichte auf Gleitstangen 127 a
beweglich angeordnet sind und durch Seile 127 b gezogen werden,
die an den Armen 319 bei 126 b verankert und um die losen Rollen 127c gelegt
sind. Die Transparenttragarme 123 werden durch einen Motor 128 seitlich
zum Rahmen 120 bewegt, wobei der Motor 128 ein Doppelseilzugsystem
128 a, 128 a antreibt und auf dem Gehäuse
110 angeordnet werden kann, ohne daß das Transparent 125 eine Beeinträchtigung
durch die Bewegungen des Rahmens 120 in der NS-Richtung erfährt.
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Die punktförmige Lichtquelle (Fig. 3 und 5 bis 8) besteht aus einer
Hauptlichtquelle 130, die durch eine Bogenlampe gebildet wird und die von
zwei kleineren Seitenlampen 132 (Glühfadenlampen) flankiert ist. Das gesamte Lampenaggregat
wird von einem Halter 134 (Fig. 13) getragen. Die Seitenlampen 132 sind in ihrer
Höhe relativ zum Halter 134 bei 135 verstellbar. Der Lampenhalter
ist am unteren Ende eines Rohres 136 angeordnet, das teleskopisch innerhalb der
aufgehängten Hohlwelle 109 beweglich ist.
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Ein auf einer Welle 139 befestigtes Zahnrad 138, das durch einen Motor
140 über einen Schneckentrieb 142 angetrieben wird, ist so angeordnet,
daß es mit einem senkrechten Zahnstangenprofil an der Seite des die Lampen tragenden
Rohres 136 kämmt. Das Einschalten des Motors 140 hat daher zur Folge, daß
das
Rohr 136 gegenüber dem Block 104 und dem von diesem getragenen Transparent
125 angehoben bzw. abgesenkt wird. Daher hat das Einschalten des Motors zur Folge,
daß die Lichtquelle gegenüber dem Bild auf dem Transparent angehoben und abgesenkt
wird, um den Eindruck von Flughöhenveränderungen beim Hubschrauberflug zu geben.
Zur Kühlung des Lampenaggregats ist das Rohr 136 an seinem oberen Ende mit
einem Gebläse 146 versehen, das durch einen Elektromotor angetrieben wird
und Kühlluft durch das Rohr 136 nach unten auf die Kolben der Lampen fördert.
Die Stromzuführungsleitunge.n für die Lampen können ebenfalls durch das Rohr 136
geführt werden und von diesem zu einem Anschlußstück 152 und über die Klemmenleitungen
154 zu den Lampen weitergeführt werden.
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Der Horizont-Transparentprojektor P1 wird (Fig. 6 bis 8) durch eine
der Kardanblockwellen 102 getragen, und kann sich mit Hilfe eines Tragarms
160
nach vorn erstrecken. Der Projektor weist ein zylindrisches Transparent
162 auf, das die erwähnten Nachbildungen trägt und um eine vom Tragarm 160
getragene Spindel 164 drehbar ist. Die Spindel 164 ist so angeordnet,
daß sie durch einen Kettentrieb 166 angetrieben werden kann, durch den auch ein
Kettenrad 168 bewegt wird, das auf der Hauptgehäusetragwelle 109 angeordnet
ist. Der Kettentrieb ist so ausgelegt, daß die Transparenttrommel 162 synchron mit
der Drehung des Haupttransparents 125 um seine senkrechte Mittelachse gedreht
wird.
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Das Transparent 162 trägt Wolken- und Horizontnachbildungen
zur Projektion auf den oberen Bereich des Schirmes 27 oberhalb des Bereichs
der Szenerieprojektionen des Haupttransparents 125. Da sich der das Transparent
162 tragende Arm unmittelbar von einer Verlängerung der L"ängsachsenwelle
102 aus erstreckt, führt das Transparent 162 Längs- und Querneigungen direkt
mit dem Haupttransparent sowie Drehbewegungen um die Hochachse synchron mit diesem
aus. Als Lichtquelle 170 für das Transparent 162 wird zweckmäßigerweise
die gleiche Bauart wie für das Haupttransparent gewählt.
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Zur Schulung von Autorotationslandungen wird ein weiteres waagerecht
angeordnetes Transparent 175 zusätzlich zum Haupttransparent 125 verwendet. Das
Transparent 175 erstreckt sich vom Haupttraggehäuse 110 aus über einen
Verbindungsarm 176, an dem ein abgewinkelter Tragarm 177 befestigt ist. Am
unteren Ende des Tragarms 177 sind Laschen 178 vorgesehen sowie. eine senkrechte
Verstellplatte 179, an der der Transparentbasisrahmen 180 festgeschraubt
ist, so daß der Basisrahmen 180 starr (Fig. 14 und 15) vom Haupttransparent
125 getragen wird.
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Der Basisrahmen 180 trägt seitlich gleitbar eine Schlittenplatte
182, die mit einer seitlich angeordneten waagerechten Gleitstange
184 sowie einer Führungsrolle und einer Führungsbahn 186 (Fig. 16,
18 und 19) zusammenwirkt. Der Schlitten 182 trägt mit Ausladung eine Tragschiene
188, die an ihrem vorderen Ende einen Arm 189 in Form eines umgekehrten
T trägt. Der Arm 189 trägt eine senkrechte Tragwelle 190, von deren oberem
Ende sich eine Querstange 191 erstreckt, die an ihren Enden am Rahmen
192 des Transparents 175 befestigt ist.
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Der Transparentrahmen 192 wird zur Längsbewegung in Richtung
auf seine Tragkonstruktion hin bzw. davon entgegengesetzt durch eine lange Schraube
202
betätigt, die mit einer am Arm 189 befestigten Gewindemutter
201 im Eingriff steht und über ein Getriebe 206 durch einen Motor 208 (Fig.
16) angetrieben wird, so daß das Transparent in Richtung auf seine Lagerungsbasis
hin bzw. von dieser weg durch das Einschalten des Motors 208 verstellbar
ist. Die seitliche Bewegung des Schlittens 182 relativ zum Basisrahmen bzw.
zur Grundplatte 180 wird durch eine lange Schraube 216 (Fig. 18) herbeigeführt,
die mit einer Antriebsmutter 218 im Gewindeeingriff steht und über ein Zahnradgetriebe
220 durch einen Motor 225 angetrieben wird.
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Die Lichtquelle 230 für das Transparent 175 wird durch einen in seiner
Lage verstellbaren Arm 232 vom Ende eines Tragrohres 234 gehalten. Das Tragrohr
234 ist so angeordnet, daß es sich frei tragend von einem Arm 236 erstreckt,
der von einer Gewindemutter 238 getragen wird. Die Mutter 238 befindet
sich auf einer senkrechten Schraube 240, die durch geeignete Arme
242, 243 gelagert ist und von dem feststehenden Basisrahmen 180 getragen
wird. Eine Stabilisierungsführungsstange 246 ist ebenfalls so angeordnet, daß sie
sich von dem feststehenden Basisrahmen 180 senkrecht erstreckt und den Tragrohrarm
236 führt, um das Rohr 234 in sich in einer nach vorn erstreckenden Haltung zu stabilisieren
und gleichzeitig eine senkrechte Verschiebung gegenüber dem Basisrahmen gestatten.
Die Schraube 240 wird über ein Zahnradgetriebe 248 angetrieben, das seinen
Antrieb von einem Umkehrmotor 250 erfährt.
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Hierdurch wird beim Antrieb des Motors 250 in entgegengesetzten Richtungen
die Lichtquelle 230 gegenüber dem Transparent 175 angehoben oder abgesenkt, wodurch
die Illusion von Höhenveränderungen bei dem scheinbaren Flug hervorgerufen wird.
Die Stromversorgungsleitungen zur Lampenquelle 230 sind vom Arm
232 entlang dem Tragrohr 234 geführt und von diesem aus durch den
Stützträger 177. Zur Kühlung der Lampe 230 ist ein Gebläse 260 vorgesehen, das zweckmäßig
auf dem Stützträger 177 gelagert und so angeordnet ist, daß es durch einen biegsamen
Schlauch 262 in das starre Lampentragrohr 234 fördert, so daß die Luft des
Gebläses auf die Lampen 230 gerichtet wird. Zwischen den Lampenträger
232 und das Transparent 175 ist eine Rolle 266 gelagert, so daß die
sehr heiße Lampe nicht in direkte Berührung mit dem Material der Transparentwand
kommen kann. Bei den Seitenlampen der Lichtquelle (Fig. 20 und 21) ist eine Abschirmung
268 vorgesehen, um die Lichtausbreitung der Lichtquelle zu regeln. Ein Potentiometer
270 wird zur Abgabe eines Lagesignals der seitlichen Bewegung des Schlittens
182 verwendet. Das Signal wird zur Handsteuerstation übertragen und von dieser
zum Flugrechner, der seinerseits die Amplidynschaltung zur Steuerung des Schwebeflugprojektors
beeinflußt, um die Übereinstimmung der seitlichen Stellung zwischen den beiden Projektoren
während des Landeanfluges zu gewährleisten. Zur Einleitung des Landeanfluges sind
Schalter 272, 273, 274, 275 vorgesehen, um bestimmte Stellungen durch die drei Projektorverlagerungsmechanismen
herbeizuführen.
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Der Flugschülersitz (Fig. 1. und 23) zeigt folgende Einrichtungen:
Seitenruderpedale 300, eine Steuersäule 302, einen Hubkrafthebel 304 und
einen Gashebel 306. Die Steuersäule und der Hubkrafthebel besitzen Gestänge
308, 309 und 310, die zur Verstellung der Potentiometer 312, 313 und
314 dienen,
welche die Spannungen zwischen den Leitungssystemen
316, 317 und 318 steuern. Der Gashebel 306 ist über ein Kegelradgetriebe
319 mit einem Zahnstangentrieb 320 verbunden, der zur Verstellung
eines Potentiometers 322 dient, das die Spannung im Leitungssystem
324 steuert. Die Seitenruderpedale 300 sind mit einem Potentiometer
325 verbunden, das die Spannung im Leitungssystem 326 steuert. Die Leitungen
316, 317, 318, 324 und 326 sind so geschaltet, daß sie Eingangssignale an den Rechenteil
des Fliegerschulungsgerätes abgeben.
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Die Nachahmung der Rotorschwingungen wird in beide zyklische Steuersysteme
eingeführt. Außerdem wird der Führersitz in Schwingungen versetzt, um die Wirkungen
von Drehzahlveränderungen sowohl des Hauptrotors als auch des Schwanzrotors nachzuahmen.
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Als Bordinstrumente 328 (Fig. 1), die sowohl im Führersitz als auch
am Fluglehrerplatz angeordnet werden, sind vorgesehen: ein Ladedruckmeßgerät, ein
Dualtachometer, ein Staudruckmesser, ein Höhenmesser und ein Kompaß.
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Einen wichtigen Teil bei der Flugschulung nimmt die Ausbildung im
Landen ein, wobei es auf das genaue Einschweben in geringe Höhen (etwa 30 cm) sowie
auf das sanfte Abfangen ohne großen Stoßeffekt ankommt. Zu diesem Zweck ist der
Führersitz auf einem üblichen luftbereiften Fahrwerk angeordnet, wobei seitlich
oder senkrecht auftretende Schüttelbewegungen und Landestoßeffek-te (Fig.l und 23)
hervorgerufen werden. Die Solenoidbetätigungen werden durch Anzeigen der seitlichen
Abtrift und der senkrechten Geschwindigkeit zum Aufsetzzeitpunkt gesteuert. Hierfür
ist am Boden der Kabine 330 ein Stoßübertragungsarm 332 angebracht,
der die Solenoidwicklung 334 trägt. Der Anker 335 des Solenoids ist bei 336
mit dem einen Ende der Stoßübertragungskette 338 verbunden, deren anderes
Ende b:i 339 an der Rahmenkonstruktion 340 befestigt ist, um seitliche Stöße
mitzuteilen. Ein weiteres Solenoid ist vorgesehen, um dem Rahmen 340 Bewegungen
in senkrechter Richtung mitzuteilen.
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Bei dem in Fig.22 schematisch dargestellten Steuersystem für die Solenoide
werden Signale verwendet, die vom Rechner abgegeben werden und die den jeweiligen
Solenoiden zugeführte elektrische Energie steuern. Die Ausgangssignale des Rechners
stellen scheinbare Geschwindigkeiten des Rumpfes zum Aufsetzzeitpunkt sowohl in
senkrechter als in waagerechter Richtung dar, so daß ein realistischer Landesstoßeffekt
als Maßstab der Geschicklichkeit des Flugschülers beim Landen erzielt wird.
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Am Fluglehrerplatz ist eine Instrumententafel vorgesehen, auf der
Ladedruck, Motordrehzahl, Fluggeschwindigkeit, Fahrt, Höhe und Kompaßkurs angezeigt
werden; weiterhin sind Einrichtungen zur Einstellung gegebener Bedingungen wie Windgeschwindigkeit
und -richtung, Temperatur, Gesamtfluggewicht, Schwerpunktlage und bewegte Luft vorgesehen.
Diese Instrumententafel 340 ist beispielsweise auf einem Tisch 29 (Fig. 1) hinter
dem Führersitz angeordnet, so daß der Fluglehrer den Flugschüler sowie die Bewegungen
des auf dem Schirm 27 projizierten Bildes beobachten kann.
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Der Mechanismus zur Erzeugung elektrischer Eingangssignale für den
Rechner zur Vortäuschung der Wirkungen bewegter Luft oder von Böen von beliebiger
veränderlicher Stärke (Fig.24) sieht einen Motor 370 vor, der über ein Getriebe
371 vier Verbindungsstangen 372 antreibt. Zwei dieser Verbindungsstangen
sind gelenkig mit den entgegengesetzten Enden einer Stange 373 verbunden, die bei
374 schwenkbar an einem Schwingbalken 375 befestigt ist. Die beiden anderen Verbindungsstangen
372 sind in ähnlicher Weise an entgegengesetzten Enden einer Stange 376 befestigt,
die bei 377 schwenkbar auf dem Schwingbalken 375 gelagert ist. Der Balken 375 ist
bei 378 schwenkbar auf einer Gleitstange 379 angeordnet, die von einer Gleitführung
380 getragen wird, und eine Bewegung in Längsrichtung ermöglicht. Die Stange
379 treibt über einen Kurbelmechanismus 382, 383 den Rotor eines Fluggeschwindigkeitsdifferenz-Synchronisators
385 an.
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Ein im Rechner angeordneter Fluggeschwindigkeits-Signalgenerator
386 liefert Ausgangssignale für die Vorwärtsfluggeschwindigkeit und gibt
über den Fluggeschwindigkeitsdifferenz-Synchronisator 385 ein entsprechendes
Signal an den Fahrtmesser 387 (Fig. 24) ab. Bei Verstellungen des den Fluggeschwindigkeitsdifferenz-Synchronisator
385 steuernden Kurbelsystems wird jedoch dessen Ausgangssignal durch die
Bewegungsgröße der Gleitstange 379 modifiziert, die durch die algebraische
Summe aller Bewegungen der Verbindungsstangen 372 bestimmt wird. In gleicher Weise
wird mittels einer Verbindungsstange 388 und eines Kurbelsystems
389 die gemeinsame Steuerwelle eines Mehrfachpotentiometers 390 entsprechend
den Längsbewegungen der Gleitstange 379 auf Grund der Betätigung der Verbindungsstangen
372 gedreht. Die Ausgangsspannungen der Potentiometer 390 werden dem Flugrechner
28 zugeführt und dessen Wirkungen hierauf dem Servomechanismus mitgeteilt, wodurch
der Projektormechanismus bewegt wird und die Wirkungen bewegter Luft herbeiführt.
Die den Potentiometern 390 zugeführten Spannungen können durch Verdrehen
eines Potentiome.ters391 am Fluglehrerplatz von Hand verändert werden, so daß die
Stärke der veränderlichen Windstoßeffekte durch den Fluglehrer innerhalb eines Bereichs
zwischen ruhiger Luft und außerordentlich bewegter Luft geregelt werden kann. Ein
Ausschalter 392 im Stromkreis ist mit einem Relais 393 versehen, um die durch
den Fluggeschwindigkeitsdifferenz-Synchronisator 385
und die Potentiometer
390 erzeugten Effekte abzuschalten, so daß während der allerersten Ausbildungszeit
des Flugschülers die Komplizierung durch die bewegte Luft wegfallen kann.
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Neben dem Rechenmechanismus und den ihm übertragenen Aufgaben ist
eine Einrichtung zur direkten Handsteuerung 345 vorgesehen, die zur manuellen
Betätigung der Servosysteme dient.
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Die elektromagnetische Recheneinrichtung hat die Aufgabe., die vom
Flugschüler oder Fluglehrer ausgeübten Bewegungen der Steuerorgane in optische oder
mechanische Effekte umzuwandeln und auf dem Projektionssystem abzubilden sowie auf
den Flugüberwachungsinstrumenten anzuzeigen.
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Als primäre Eingänge liegen dem Rechner somit mechanische Bewegungen
der Steuerorgane des Flugschülers und des Fluglehrers zugrunde, die auf Potentiometer
(Fig. 23), auf Sychronisier- oder ähnliche Aufnahmeeinrichtungen übertragen werden.
Für diesen Zweck eignet sich besonders ein Analogierechner, der Additions-, Subtraktions-,
Multiplikations-, Divisions- und Integrationsoperationen ausführen
sowie
bestimmte nichtlineare Funktionen von Veränderlichen erzeugen kann.
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Das Steuersystem (Fig. 1, 23, 25 a und 25 b) ist so angeordnet, daß
durch Vor- und Rückwärtsbewegungen der Steuersäule 302 in ihrer Kugelgelenkverbindung
das Potentiometer 312 das Signal im Leitungssystem 316 zum Analogieflugrechner
28 verändert. Hierdurch wird eine Veränderung in den Ausgangssignalen zur
Amplidynstation hervorgerufen, wodurch die elektrischen Signale der die Projektormechanismen
steuernden Motore geändert werden. Wird beispielsweise der Hebel 302 nach
vorn geschoben, so werden die Signale zu den Projektormotoren so verändert, daß
die Transparente P1, P.,
und P3 nach oben geneigt werden. Hierdurch werden
die Szenerieprojektionen auf dem Schirm 27 so verlagert, d'aß der Eindruck eines
Gleitfluges entsteht. Gleichzeitig werden die Steuermotore für die waagerechte Verlagerung
der Projektortransparente eingeschaltet, wodurch die Transparente P., und P3 verlagert
werden und auf dem Schirm 27 der Eindruck einer erhöhten Vorwärtsfluggeschwindigkeit
sowie einer Höhenänderung entsteht.
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Mit dem Rechner kann gleichzeitig eine Änderung in der Motorrotor-Steuerspannung
hervorgerufen werden, die vom Rechner zur Handsteuerstation weitergegeben wird und
dort die Rotortachometer-und die Motortachometerausgänge ändert. Diese Änderungen
werden auch auf dem Fluglehrerplatz angezeigt und können von dort auf den entsprechenden
Führersitzinstrumenten an der Schalttafel 328 zur Anzeige gebracht werden. Weiterhin
kann mit dem Rechner eine Signaländerung den Motorgeräuscherzeugern 350 (Fig.
l.) zugeführt werden, um dem Flugschüler den Eindruck einer Veränderung der Motordrehzahl
im Führersitz zu vermitteln. Gleichzeitig mit der scheinbaren Änderung der Motordrehzahl
wird der Ausgang des Rechners zur Handsteuerstation, der die Hauptrotorschwingung
darstellt, entsprechend verändert, wodurch die Drehzahl des Unwuchtmotors
355 (Fig. 1) eingestellt wird, so daß dem Rumpf eine der veränderten Motordrehzahl
entsprechende vorgetäuschte Schwingung mitgeteilt wird. Ebenfalls gleichzeitig damit
verändert sich das die angezeigte Fluggeschwindigkeit darstellende Ausgangssignal
des Rechners, so daß sich die Anzeige des Fahrtmessers sowohl am Führersitzschaltbrett
328 als auch am Fluglehrerplatz verändert.
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In ähnlicher Weise ruft eine entgegengesetzte oder Rückwärtsbewegung
der Steuersäule 302 Veränderungen im entgegengesetzten Sinn im Steuerausgang
des Rechners hervor, so daß Steuereffekte von entgegengesetztem Sinn dargestellt
werden. Seitliche Steuerbewegungen des Hebels 302 regeln in ähnlicher Weise
den Eingang des Rechners, so daß dessen Ausgänge bewirken, daß die optischen Bilder
der Projektoren und die zusätzlichen Einrichtungen entsprechende Reaktionen eines
Hubschraubers auf ähnliche Steuerwirkungen darstellen. In gleicher Weise hat eine
Betätigung des Hubkrafthebels 304, des Gashebels 306 und der Seitenruderpedale
300 Veränderungen der Eingangssignale zum Rechner zur Folge, so daß die Ausgangssignale
zu den entsprechenden optischen Einrichtungen und sonstigen Hilfseinrichtungen so
verändert werden, daß der Eindruck von Veränderungen im Hubschrauberflug entsprechend
den vorerwähnten Betätigungen der Steuerorgane entsteht. Der Fluglehrerplatz (Fig.
25 b) ist mit einem Handregelgriff oder -hebe] versehen, der manuell verstellbar
ist, um das scheinbare Gesamtgewicht beispielsweise von 800 kg auf 1100 kg zu verändern.
In gleicher Weise kann die Temperatur zwischen -18 und +38° C durch den Fluglehrer
durch Betätigung eines Schalthebels geregelt werden. Der Fluglehrer kann außerdem
Verlagerungen des Schwerpunktes, Veränderungen der Windrichtung und Geschwindigkeit
und die Wirkungen bewegter Luft in das Schulungssystem einführen.
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Für den Rechner sind Feststell- und Auslöseschalter sowohl im Flugschülersitz
als auch am Fluglehrerplatz vorgesehen, die manuell den Rechenmechanismus feststellen
oder wieder auslöschen können, wenn der Fluglehrer die Flugtechnik analysieren oder
erläutern will. Ferner ist ein Magnetzünderschalter entweder am Fluglehrerplatz
oder im Flugschülersitz vorgesehen, um ein Versagen des Motors nachahmen zu können
und den Flugschüler zum richtigen Verhalten unter solchen Bedingungen ausbilden
zu können.
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Es sind Grenzanzeigevorrichtungen für die Projektionsmechanismen und
die Rechenmechanismen in Verbindung mit den verschiedenen Bewegungsvorgängen vorgesehen.
Beispielsweise ist eine Gruppe von Begrenzungs- und Sperrschaltern 360 (Fig. 13)
vorgesehen, die betätigt werden, sobald der Lampeneinstellmechanismus eine bestimmte
Einstellung erreicht. Bei Betätigung der Schalter werden Signale sowohl an die Handsteuerstation
als auch an den Analogieflugrechner gegeben, wo sie eine weitere Betätigung der
Mechanismen, entsprechend den jeweiligen betätigten Schaltern, verhindern oder Warnsignale
sowohl am Flugschülersitz als auch am Fluglehrerplatz auslösen.
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Die Bewegungen der Projektoreinrichtung werden durch Servomechanismen
herbeigeführt, die Tachometer und Potentiometer aufweisen, von denen Lage-und Geschwindigkeitsangaben
von den Projektoreinrichtungen über Erregungsleitungen sowohl zur Handsteuerstation
als auch zum Analogieflugrechner geliefert werden. Hierdurch wird eine genaue Folgesteuerung
der Servomechanismen entsprechend den Befehlen, die vom Rechner oder von der Handsteuerstation
ausgehen, gewährleistet. Beispielsweise ist ein Tachometer 361 (Fig. 13) mit dem
Lampenverstellsystem gekuppelt, der dem Rechner Geschwindigkeitswerte vermittelt.
Mit dem Lampenverstellmechanismus ist ferner ein Potentiometer 362 gekuppelt, das
dem Rechner Werte hinsichtlich der Höhe der Lampe relativ zum Transparent zuführt.
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Ein Potentiometer 365 (Fig. 18) sowie ein Begrenzungsschalter 366
und ein an den Motor 250 angebautes Tachometer sind mit dem Lampe.neinstellmechanismus
des Autorotationsprojektors gekuppelt und geben Signale an die Handsteuerstation,
die sicherstellen, daß die Autorotationslampenstellung mit den vom Flugrechner an
die Handsteuerstation gegebenen Befehlen übereinstimmt.