DE1168096B

DE1168096B - Aircraft attitude indicator

Info

Publication number: DE1168096B
Application number: DES45039A
Authority: DE
Inventors: Roland E Barnaby
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1954-08-02
Filing date: 1955-08-02
Publication date: 1964-04-16

Description

Flugzeuglageanzeiger Die Erfindung betrifft einen Flugzeuglageanzeiger mit einem durch ein kreisrundes Einblickfenster sichtbaren, sphärisch ausgebildeten und durch einen Vertikalkreisel stabilisierten Anzeigeorgan, welches eine Horizontlinie aufweist und gegenüber einer gehäusefest am Fensterrand angeordneten Bezugsskala die Querneigung des Flugzeugs anzeigt, sowie mit zwei sich in der Mitte des Einblickfensters senkrecht kreuzenden, vertikal bzw. horizontal beweglichen Zeigern, die gegenüber der Mitte des Einblickfensters die Höhen- bzw. Seitenabweichung des Flugzeugs von einer vorgegebenen Flugbahn anzeigen.Aircraft attitude indicator The invention relates to an aircraft attitude indicator with a spherical shape visible through a circular viewing window and by a vertical gyro stabilized display organ, which shows a horizon line has and opposite a reference scale fixed to the housing on the window edge shows the bank angle of the aircraft, as well as with two in the middle of the viewing window vertically crossing, vertically or horizontally movable pointers, the opposite the center of the viewing window shows the height or side deviation of the aircraft from a given trajectory.

Bei Flugzeuglageanzeigern mit einem durch einen Vertikalkreisel stabilisierten Anzeigeorgan ist es bekannt, das Anzeigeorgan nicht nur zwecks Anzeige der Querneigung um die Instrumentenlängsachse zu drehen, sondern es auch zwecks Anzeige der Längsneigung um eine zur Instrumentenquerachse senkrechte Achse drehbar anzuordnen. Hierbei wird bei einem bekannten Gerät die Querneigung durch einen nur an der Drehung des Anzeigeorgans um die Instrumentenlängsachse teilnehmenden Zeiger auf einer Ringskala angezeigt, die zwar konzentrisch zum Einblickfenster liegt, jedoch so weit hinter das Fenster zurückversetzt ist, daß sie bis auf einen geringen Bewegungsabstand an dem sphärischen Anzeigeorgan anliegt. Hierdurch entstehen Ableseschwierigkeiten, wenn man das Anzeigegerät unter einem größeren Winkel betrachtet. Die an sich naheliegende Absicht, die Ringskala bis unmittelbar hinter das Einblickfenster vorzuziehen und den Querneigungszeiger entsprechend zu verlängern, ist jedoch nicht durchführbar, wenn gleichzeitig Zeiger vorhanden sind, die die Höhen- bzw. Seitenabweichung des Flugzeugs von einer vorgegebenen Flugbahn anzeigen. In diesem Falle würden nämlich räumliche Überschneidungen der Bewegungsbahnen des Querneigungszeigers und eines der letztgenannten Zeiger auftreten. For aircraft attitude indicators with a stabilized by a vertical gyro It is known to display device, the display device not only for the purpose of displaying the bank slope to rotate the longitudinal axis of the instrument, but also to display the longitudinal inclination in order to be able to rotate an axis perpendicular to the transverse axis of the instrument. Here is in a known device, the transverse inclination by one only on the rotation of the display member around the longitudinal axis of the instrument displayed on a ring scale, which is concentric to the viewing window, but so far behind the window is set back that it is up to a small movement distance on the spherical Display organ is present. This creates reading difficulties when using the display device viewed from a larger angle. The obvious intention, the ring scale Pull forward to immediately behind the viewing window and the bank indicator however, this cannot be extended if the pointer is used at the same time are present, the height or lateral deviation of the aircraft from a predetermined Show trajectory. In this case, the spatial overlap of the Trajectories of the bank pointer and one of the latter pointers occur.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch umgangen, daß bei Anordnung der Querneigungsskala unmittelbar hinter dem Einblickfenster von einer bei Flugzeuglageanzeigern an sich bekannten Vorsatzeinrichtung zur Anzeige einer zusätzlichen Meßgröße Gebrauch gemacht wird. Diese Vorsatzeinrichtung ist so konstruiert, daß die Antriebsmittel für den die zusätzliche Meßgröße auf einer unmittelbar hinter dem Einblickfenster befindlichen Skala anzeigenden Zeiger sich außerhalb des Raumes befinden. der für die Anordnung des zur Anzeige der Flugzeuglage dienenden Anzeigeorgans benötigt wird. Die Anwendung dieser Vorsatzeinrichtung bei einem Flugzeuglageanzeiger mit zusätzlichen, der Anzeige der Höhen- und Seitenabweichung des Flugzeugs von einer vorgegebenen Flugbahn dienenden Zeigern ermöglicht es, speziell die Querneigung auf einer unmittelbar hinter dem Einblickfenster befindlichen Skala anzuzeigen, ohne daß zwischen den Antriebsmitteln für den Quemeigungszeiger und diesen zusätzlichen Zeigern Überschneidungen auftreten. According to the invention, this is circumvented in that when the Slope scale immediately behind the viewing window of one of the aircraft attitude indicators use of an attachment device known per se for displaying an additional measured variable is made. This attachment is constructed so that the drive means for the additional measured variable on one immediately behind the viewing window The pointers indicating the scale are located outside of the room. the for the arrangement of the display element used to display the aircraft position is required will. The use of this attachment with an aircraft position indicator additional, the display of the altitude and lateral deviation of the aircraft from one predetermined trajectory serving pointer allows it to specifically the bank to be displayed on a scale immediately behind the viewing window, without between the drive means for the transverse inclination pointer and these additional ones Pointers overlap occur.

Bei einem Flugzeuglageanzeiger der eingangs genannten Art besteht also die Erfindung in der Kombination folgender Merkmale: a) das sphärisch ausgebildete Anzeigeorgan ist in an sich bekannter Weise zwecks Anzeige der Längsneigung auch um eine zur Instrumentenlängs achse senkrechte Achse drehbar, b) für die Querneigungsanzeige gegenüber der gehäusefest am Fensterrand angeordneten Bezugsskala ist ein bekannter zusätzlicher Zeiger angeordnet, dessen Antriebsmittel sich in an sich bekannter Weise außerhalb des für das Anzeigeorgan und die Abweichungszeiger benötigten Raumes befinden. In the case of an aircraft position indicator of the type mentioned above, there is So the invention in the combination of the following features: a) the spherical The display element is also known in a manner for displaying the longitudinal inclination rotatable about an axis perpendicular to the longitudinal axis of the instrument, b) for the slope display compared to the reference scale fixed to the housing on the window edge is a well-known one additional pointer arranged, the drive means in itself known Way outside of the space required for the display organ and the deviation pointer are located.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der zusätzliche Zeiger von einem ebenen Kreisring getragen, der um die instrumentenlängsachse benachbart zu der Skala drehbar gelagert ist. Dieser Zeiger ist getrieblich mit den das Anzeigeorgan um die Instrumentenlängsachse drehenden Antriebsmitteln gekuppelt. Der den Zeiger tragende Kreisring kann dabei einen Zahnkranz aufweisen, der mit einem Zahnrad einer Welle kämmt, die ihrerseits über Zahnräder mit der Antriebswelle der Kardangabel des Anzeigeorgans verbunden ist. According to a preferred embodiment of the invention, the additional Pointer from one flat circular ring carried around the longitudinal axis of the instrument is rotatably mounted adjacent to the scale. This pointer is geared with coupled to the drive means rotating the display element about the longitudinal axis of the instrument. The circular ring carrying the pointer can have a toothed ring with meshes with a gear of a shaft, which in turn meshes with the drive shaft via gears the cardan fork of the display member is connected.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen Fig. 1 und 2 Frontansichten des Flugzeuglageanzeigers nach der Erfindung, und zwar gemäß F i g. 1 beim Geradeausflug in der Horizontalebene, gemäß F i g. 2 bei einer im Fallen ausgeführten Linkswendung, F i g. 3 einen vertikalen Axialschnitt des in F i g. l und 2 dargestellten Gerätes, Fig. 4 einen Teilschnitt des Gerätes gemäß dem Schnitt 4-4 der Fig. 1, der die Vorrichtung veranschaulicht, durch die der zusätzliche Zeiger in Abhängigkeit vom Querneigungswinkel des Flugzeugs eingestellt wird. An embodiment of the invention is based on the drawings explained. 1 and 2 show front views of the aircraft attitude indicator according to FIG of the invention, namely according to FIG. 1 when flying straight ahead in the horizontal plane, according to FIG. 2 in the case of a left turn when falling, F i g. 3 a vertical Axial section of the in F i g. 1 and 2 shown device, Fig. 4 is a partial section of the device according to section 4-4 of Fig. 1, which illustrates the device, through which the additional pointer depends on the bank angle of the aircraft is set.

An einer Stirnseite eines zylindrischen Gehäuses 12 befindet sich ein mit einer Glasplatte 34 verschlossenes Einblickfenster 13. Im Gehäuse sind Zwischenwände 30, 3t angeordnet, in denen eine U-förmige Kardangabel 27 auf einer Hohlwelle 29 um die Gehäuselängsachse 32 drehbar gelagert ist. In der Kardangabel 27 ist auf einer senkrecht zur Achse 32 verlaufenden Welle 28 das halbkugelförmige Anzeigeorgan 25 gelagert, auf dessen Oberfläche 26 eine Horizontallinie 35 sowie Längsneigungsmarken 75 angeordnet sind. On one end face of a cylindrical housing 12 is located a viewing window 13 closed by a glass plate 34. There are partitions in the housing 30, 3t, in which a U-shaped cardan fork 27 is mounted on a hollow shaft 29 is rotatably mounted about the housing longitudinal axis 32. In the cardan fork 27 is open a shaft 28 extending perpendicular to the axis 32, the hemispherical display member 25 stored, on the surface 26 of which is a horizontal line 35 and longitudinal inclination marks 75 are arranged.

Das Anzeigeorgan 25 wird in bekannter Weise durch einen nicht gezeigten Vertikalkreisel stabilisiert. Die Kardanwelle 29 repräsentiert dabei die Längsachse, die Kardanwelle 28 in der Horizontalstellung der Horizontallinie 35 die Querachse des Flugzeugs. Die Welle 29 wird über einen Zahnradantrieb 39 von einem Stellmotor 38 gedreht. Die Welle 28 wird über einen Zahnradantrieb 57, eine Nockenscheibe 42, eine durch die Hohlwelle 29 verlaufende Schubstange 43 und einen Kurbeltrieb 45, 47, 41 von einem Stellmotor 56 gedreht. Die Stellmotoren 38 und 56 erhalten in bekannter Weise Stellsignale von den Stellungsabgriffen des nicht gezeigten Vertikalkreisels, wobei die Drehmelder 37 und 55 als Stellungsrückmelder dienen. The display member 25 is in a known manner by a not shown Vertical gyro stabilized. The cardan shaft 29 represents the longitudinal axis, the cardan shaft 28 in the horizontal position of the horizontal line 35 is the transverse axis of the aircraft. The shaft 29 is driven by a servomotor via a gear drive 39 38 rotated. The shaft 28 is driven by a gear drive 57, a cam disk 42, a push rod 43 extending through the hollow shaft 29 and a crank mechanism 45, 47, 41 rotated by a servomotor 56. The servomotors 38 and 56 received in known Way control signals from the position pickups of the vertical gyro, not shown, the resolvers 37 and 55 serve as position feedback.

Zwischen dem Anzeigeorgan 25 und der Glasplatte 34 befindet sich ein aus zwei Zeigern 10 und 11 bestehendes Kreuzzeigersystem. Der horizontal verlaufende ZeigerlO ist um eine Achse 15 vertikal schwenkbar und wird durch ein Betätigungsorgan 19 eingestellt. Der vertikal verlaufende Zeiger 11 ist um eine Achse 16 horizontal schwenkbar und wird durch ein Betätigungsorgan 17 eingestellt. Die Zeiger 10 bzw. 11 zeigen in an sich bekannter Weise die Anderungen der Querneigungs- bzw. Längsneigungslage des Flugzeugs an, die erforderlich sind, damit sich das Flugzeug asymptotisch einer vorbestimmten Flugbahn nähert. Between the display element 25 and the glass plate 34 is located a cross-pointer system consisting of two pointers 10 and 11. The horizontal one ZeigerlO is vertically pivotable about an axis 15 and is controlled by an actuator 19 set. The vertical pointer 11 is horizontal about an axis 16 pivotable and is adjusted by an actuator 17. The hands 10 resp. 11 show, in a manner known per se, the changes in the transverse or longitudinal inclination position of the aircraft, which are required for the aircraft to be asymptotically one approaches a predetermined trajectory.

Als gemeinsame Bezugsmarke für die Horizontallinie 35 und die Längsneigungsmarken 75 des Anzeigeorgans 25 sowie für die Zeiger 10 und 11 dient eine gehäusefeste, kreisförmige Marke 9 im Zentrum des Einblickfensters 13. Die Marke 9 ist an einer Zwischenwand 14' befestigt, die eine Begrenzungs- blende für den durch das Einblickfenster 13 sichtbaren Teil des Anzeigeorgans 25 bildet. As a common reference mark for the horizontal line 35 and the longitudinal inclination marks 75 of the display member 25 as well as for the pointers 10 and 11 is a housing-fixed, circular mark 9 in the center of the viewing window 13. The mark 9 is on one Intermediate wall 14 'attached, which has a boundary blind for the through the viewing window 13 forms the visible part of the display element 25.

Für die erfindungsgemäße Anzeige der Querneigung ist auf einem unmittelbar hinter dem Einblickfenster 13 liegenden gehäusefesten Blendenring 14 eine Querneigungsskala 86 angeordnet. Der Blendenring 14 hat einen ins Gehäuseinnere gerichteten Ringansatz82, auf dem außen mittels eines Kugellagers 83 ein Kreisring 84 gelagert ist. An dem Kreisring 84 ist ein den Ringansatz 82 umgreifender Zeiger 85 befestigt. der sich gegenüber der Skala 86 bewegt. For the display according to the invention of the bank slope is on a direct behind the viewing window 13 is a diaphragm ring 14 fixed to the housing and has a slope scale 86 arranged. The diaphragm ring 14 has a ring extension 82 directed into the interior of the housing, on the outside by means of a ball bearing 83 a circular ring 84 is mounted. To the A pointer 85 encompassing the ring attachment 82 is attached to the circular ring 84. which relative to the scale 86 moved.

Zur Einstellung des Zeigers 85 entsprechend der Querneigung des Flugzeugs dienen die aus Fig. 4 ersichtlichen Antriebsmittel. Der Kreisring 84 ist als Zahnkranz ausgebildet, in den das Ritzel 87 einer außerhalb des für das Anzeigeorgan 25 und die Zeiger 10 und 11 benötigten Raumes verlaufenden Zwischenwelle 87' eingreift. Die Zwischenwelle 87' wird ihrerseits durch einen Zahnradantrieb 88, 89, 90 angetrieben, der mit dem zur Einstellung der Kardanwelle 29 des Anzeigeorgans 25 dienenden Zahnradantrieb 39 in Wirkverbindung steht. For setting the pointer 85 according to the bank angle of the aircraft the drive means shown in FIG. 4 are used. The circular ring 84 is a toothed ring formed, in which the pinion 87 is outside of the for the display member 25 and the pointers 10 and 11 required space extending intermediate shaft 87 'engages. The intermediate shaft 87 'is in turn driven by a gear drive 88, 89, 90, with the gear drive used to adjust the cardan shaft 29 of the display element 25 39 is in operative connection.

Sofern es erwünscht ist, die Querneigungsanzeige im Bereich kleiner Querneigungen zu spreizen, kann in der Antriebsvorrichtung für den Zeiger 85 ein nichtlineares Glied vorgesehen werden, z. B. ein Nockenantrieb mit nichtlinearer Nockensteigung. If desired, the slope display in the area smaller Spreading transverse slopes can be a feature of the drive device for the pointer 85 non-linear member can be provided, e.g. B. a cam drive with non-linear Cam pitch.

Claims

Claims: 1. Aircraft attitude indicator with a through a circular Viewing window visible, spherical and through a vertical gyro stabilized display organ, which has a horizon line and opposite a The reference scale fixed to the housing on the edge of the window shows the aircraft's bank angle as well as with two vertically crossing in the middle of the viewing window, vertically or horizontally movable pointers opposite the center of the viewing window the vertical or lateral deviation of the aircraft from a given flight path show, characterized by the combination of the following features: a) the spherical trained display member (25) is in a known manner for the purpose of displaying the Longitudinal inclination also around an axis (28) perpendicular to the longitudinal axis (32) of the instrument rotatable, b) for the lateral inclination display opposite the housing fixed on the window edge arranged reference scale (86) a known additional pointer (85) is arranged, whose drive means are in a manner known per se outside of the area for the display element (25) and the deviation pointers (10, 11) are in the required space.

2. Aircraft attitude indicator according to claim 1, characterized in that that the pointer (85) is carried by a flat circular ring (84) around the longitudinal axis of the instrument (32) is rotatably mounted adjacent to the scale (86).

3. Aircraft attitude indicator according to claims 1 and 2, characterized in that that the pointer (85) is geared to the display element (25) around the instrument longitudinal axis (32) rotating drive means is coupled.

4. Aircraft attitude indicator according to claim 3, characterized in that that the pointer (85) carrying the circular ring (84) has a ring gear, which with a toothed wheel (87) meshes with a shaft (87 '), which in turn meshes with toothed wheels (90, 89, 88) connected to the drive shaft (29) of the cardan fork (27) of the display element (25) is.

Documents considered: French patent specification No. 1,031,102; U.S. Patent Nos. 2608 001, 2533 262.