DE1201074B

DE1201074B - Gyroscope for aircraft

Info

Publication number: DE1201074B
Application number: DES70974A
Authority: DE
Inventors: Mitchel F Wieser; Richard E Swarts; Bert V Tiblin
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1959-10-23
Filing date: 1960-10-24
Publication date: 1965-09-16

Description

Kreiselgerät für Flugzeuge Die Erfindung betrifft Flugzeug-Kreiselgeräte, bei denen ein Bauteil, welches eine Bezugslage oder eine Bezugsrichtung definiert, mit einer Lotfesselung versehen ist.Gyroscope for aircraft The invention relates to aircraft gyroscopes, where a component that defines a reference position or a reference direction, is provided with a solder bond.

Die Lotfesselung derartiger Kreiselgeräte erfolgt mittelbar oder unmittelbar durch schwerkraftabhängige Lotfühler. Beispielsweise werden Lotkreisel auf Verkippungen aus der Lotstellung mittels Pendelvorrichtungen oder Flüssigkeitslibellen überwacht, die beim Auftreten derartiger Verkippungen eine Aufrichtsteuerung betätigen, welche die Beaufschlagung des Kreisels mit geeigneten Stützmomenten bewirkt. Zur Fesselung von Richtungskreiseln an die Horizontalkomponente des Erdmagnetfelds kann ein magnetischer Detektor, beispielsweise in Form eines Erdfeldinduktors vorgesehen sein, der unmittelbar durch eine Pendelmasse horizontal gerichtet gehalten wird.The soldering of such gyroscopes takes place directly or indirectly through gravity-dependent plumbing sensors. For example, plumbing gyros are used for tilting monitored from the plumb position by means of pendulum devices or liquid levels, which actuate an erecting control when such tilts occur, which causes the gyro to be acted upon with suitable supporting moments. For bondage Directional gyroscopes to the horizontal component of the earth's magnetic field can be a magnetic Detector, for example in the form of an earth field inductor, can be provided directly is held horizontally directed by a pendulum mass.

In all diesen Fällen einer durch schwerkraftabhängige Lotfühler gesteuerten Lotfesselung stellen sich die Lotfühler bei Wendebewegungen oder Horizontalbeschleunigungen des Flugzeugs auf das scheinbare Lot an Stelle des wahren Lots ein, was bei längerem Anhalten bzw. größerem Ausmaß derartiger Flugzustände zu -erkbaren Fehlweisungen führen kann. Es ist daher erwünscht, derartige Kreiselgeräte bei solchen mit Horizontalbeschleunigungen verbundenen Flugzuständen vorübergehend von der normalen Lotfesselung zu befreien.In all these cases one controlled by gravity-dependent plumbing sensors The plumb sensors are braced when turning or accelerating horizontally of the aircraft on the apparent perpendicular instead of the true perpendicular, which is the case with longer Stopping or, to a greater extent, such flight conditions for recognizable misdirections can lead. It is therefore desirable to use such gyroscopes with those with horizontal accelerations temporarily releasing associated flight conditions from normal soldering.

Es ist zu diesem Zweck bereits bekannt, die normale Lotfesselung unter den genannten Flugzuständen vorübergehend abzuschalten. Und zwar sind einerseits Einrichtungen bekannt, bei welchen die normale Lotfesselung nur dann abgeschaltet wird, wenn die Wendegeschwindigkeit des Flugzeugs einen bestimmten vorgegebenen Wert überschreitet, während bei anderen Einrichtungen dieser Art die Abschaltung nur dann erfolgt, wenn der Querneigungswinkel des Flugzeugs einen vorgegebenen Wert überschreitet. Beiden bekannten Verfahren haften Nachteile an.For this purpose it is already known to use normal soldering temporarily switch off the flight modes mentioned. On the one hand, they are Facilities known in which the normal soldering is only switched off is given when the turning speed of the aircraft is a certain one Value, while with other devices of this type the shutdown occurs only when the bank angle of the aircraft is a predetermined value exceeds. Both known methods have disadvantages.

Erfolgt beispielsweise bei einem Lotkreisei die Abschaltung der normalen Lotfesselung lediglich bei einer vorgegebenen Wendegeschwindigkeit von beispielsweise 15° pro Minute, so können sich bei unter hoher Geschwindigkeit ausgeführten Wendebewegungen von weniger als 15' pro Minute große Fehler kumulieren. Bei den sehr hohen Geschwindigkeiten der heutigen Flugzeuge kann es zur Kumulation großer Fehler kommen. Beispielsweise kann bei einem Flugzeug, das mit einer Geschwindigkeit von 1200 Knoten fliegt und eine Wendebewegung mit einer Wendegeschwindigkeit von etwas unterhalb 15° pro Minute ausführt, der Lotkreisel während eines fortgesetzten, zusammenhängenden Wendemanövers einen kumulativen Fehler von bis zu 10° zeigen. Dieser Mangel kann nicht etwa dadurch behoben werden, daß man den Abschaltwert der Wendegeschwindigkeit erniedrigt, beispielsweise auf 3° pro Minute, da beim Langsamffug, wie beispielsweise beim Landen oder in Gebieten mit starkem Flugverkehr, anhaltende Drehbewegungen mit Geschwindigkeiten von mehr als 3° pro Minute auftreten, wodurch die Aufrichtung während einer unzulässig langen Zeit abgeschaltet würde. Lediglich die Wendegeschwindigkeit heranzuziehen, stellt daher keine zufriedenstellende Lösung des Problems dar.If, for example, the normal circuit is switched off at a plumbing circle Solder restraint only at a predetermined turning speed of, for example 15 ° per minute, this can result in turning movements carried out at high speed errors of less than 15 'per minute accumulate. At the very high speeds In today's aircraft, large errors can accumulate. For example can with an airplane that flies at a speed of 1200 knots and a turning movement with a turning speed of slightly below 15 ° per minute executes, the gyro during a continuous, continuous turning maneuver show a cumulative error of up to 10 °. This deficiency cannot be caused by it be remedied that the cut-off value of the turning speed is reduced, for example to 3 ° per minute, because of slow flight, such as when landing or in areas with heavy air traffic, sustained turning movements at speeds of more than 3 ° per minute, causing the straightening during an impermissibly long Time would be turned off. Only use the turning speed therefore does not represent a satisfactory solution to the problem.

Ein auf dem Querneigungswinkel beruhendes @>bschaltsystern für die normale Lotiesselung besitzt den Vorteil, daß es bei bloßen Gierbewegungen des Flugzeuges nicht wirksam wird.A switching system based on the bank angle for the normal Lotiesselung has the advantage that it is with mere yaw movements of the aircraft does not take effect.

Gierbewegungen bringen zwar auch merkliche Horizontalbeschleunigungen mit sich, jedoch sind diese nur kurzzeitig und überdies alternierend, so daß sie keinen Anlaß zu einer merklichen Fehleinstellung des Lotkreisels geben. Die querneigungsabhängige Abschaltung beruht auf dem Umstand, daß normalerweise ein Querneigungswinkel die Ursache für eine längerdauernde Wendebewegung ist, so daß eine für die Einstellung des Lotkreisels schädliche Wendebewegung gleichsam auf dem Umweg über die Querneigung festgestellt wird. Jedoch ist bei schnellfliegenden Flugzeugen hierdurch ebensowenig eine zuverlässige Abschaltung erzielbar wie bei direkter Messung der Wendegeschwidigkeit. Denn einer bestimmten Querneigung kann bei Langsamflug eine durchaus unschädliche Wendegeschwindigkeit entsprechen, während bei hoher Fluggeschwindigkeit die bei derselben Querneigung auftretende Wendegeschwindigkeit eine nicht tragbare Fehleinstellung des Lotkreisels bewirkt. Bei einem lediglich auf dem Querneigungswinkel beruhenden Abschaltsystem kann überdies der Abschaltwinkel nicht wesentlich niedriger als 5 bis 6° gewählt werden, da sonst, wenn aus irgendeinem Grund ein Winkelfehler in dem Kreisel diese 5 bis 6° übersteigt, überhaupt keine Aufrichtung mehr gewährleistet ist. Will man schließlich beispielsweise ein mehrmotoriges Flugzeug, bei dem zwei Motoren an einer Tragfläche ausgefallen sind, im Geradeausflug halten, so kann eine dauernde Schräglage von mehr als 6° auftreten. In diesem Falle würde die Kreiselaufrichtung zu einer Zeit abgeschaltet, wo sie am meisten benötigt wird.Yaw movements also bring noticeable horizontal accelerations with itself, however, these are only briefly and moreover alternating, so that they give no cause for a noticeable misadjustment of the gyro. The bank-dependent Shutdown is based on the fact that normally a bank angle is the The cause of a prolonged turning movement is so that one for the setting the detrimental turning movement of the plumb line as it were on the detour over the bank is detected. However, when flying fast Aircraft as a result, reliable shutdown cannot be achieved any more than with direct measurement the turning speed. Because a certain bank angle can with slow flight a completely harmless turning speed, while at high airspeed the turning speed occurring on the same bank slope is not acceptable Incorrect setting of the gyro causes. With one just on the bank angle In addition, the shutdown angle based on the shutdown system cannot be significantly lower be chosen as 5 to 6 °, otherwise if for any reason an angle error exceeds this 5 to 6 ° in the top, no straightening is guaranteed at all is. For example, if you want a multi-engine aircraft with two Motors on one wing have failed, keep in straight flight, so can a permanent inclination of more than 6 ° occur. In this case the gyro would straighten switched off at a time when it is most needed.

Durch die Erfindung sollen die geschilderten Nachteile der bekannten Anordnungen vermieden werden.The invention is intended to address the disadvantages of the known Arrangements are avoided.

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Vorrichtung zur Abschaltung der normalen Lotfesselung sowohl die an sich bekannte Abschaltung in Abhängigkeit von der Wendegeschwindigkeit als auch die an sich bekannte Abschaltung in Abhängigkeit von der Querneigung enthält, wobei das Abschaltsignal eine schwellwertbehaftete UND-Kombination der der Wendegeschwindigkeit und der Querneigung proportionalen Signale ist.For this purpose it is provided according to the invention that the device to switch off the normal solder restraint both the known switch-off depending on the turning speed as well as the known shutdown as a function of the transverse slope, the switch-off signal being a threshold one AND combination of the rate of turn and slope proportional Signals is.

Indem gemäß der Erfindung die Abschaltung der normalen Lotfesselung in Abhängigkeit von einer schwellwertbehafteten UND-Kombination Eines der Wendegeschwindigkeit und eines der Querneigung proportionalen Signals vorgenommen wird, läßt sich ein den modernen Flugbedingungen in besonders zweckmäßiger Weise angepaßtes Verhalten erzielen.By according to the invention the disconnection of the normal solder tethering depending on a threshold AND combination One of the turning speed and a signal proportional to the bank slope is made, can be a behavior adapted to modern flight conditions in a particularly expedient manner achieve.

Zweckmäßig können Vorrichtungen vorgesehen sein, die eine getrennte Einstellung der Proportionalität zwischen der Wendegeschwindigkeit und der Querneigung einerseits und den entsprechenden Signalen andererseits ermöglichen. Hierdurch kann das Ansprechverhalten der Abschaltvorrichtung in vielfältiger Weise den jeweiligen Bedingungen angepaßt werden.Devices can expediently be provided which have a separate Adjustment of the proportionality between the turning speed and the bank slope on the one hand and the corresponding signals on the other hand. This can the response behavior of the shutdown device in a variety of ways the respective Conditions to be adjusted.

Bei Lotkreiseln ist es bekannt, die Lotfesselung gegebenenfalls nicht nur abzuschalten, sondern in eine andere Betriebsart umzuschalten, die darin besteht, daß die Aufrichtsteuerung für die Rollachse der Kreiselaufhängung nunmehr von dem die Nickachse überwachenden Lotfühler betätigt wird. Offensichtlich kann die Erfindung auch in diesem Falle angewendet werden, ohne daß es hierzu noch besonderer Anpassungsmaßnahmen bedarf.In the case of gyroscopes, it is known that soldering may not be used just switch off, but switch to another operating mode, which consists of that the righting control for the roll axis of the gyro suspension is now from the the plumb sensor monitoring the pitch axis is actuated. Obviously the invention can can also be used in this case without any special adaptation measures requirement.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben. In dieser zeigen F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Lotkreisel mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abschaltung der normalen Lotfesselung, F i g. 2 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Ansprechverhaltens der Abschaltvorrichtung bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, F i g. 3 in schematischer Darstellung einen Lotkreisel mit einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abschaltung der normalen Lotfesselung, F i g. 4 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Ansprechverhaltens der Abschaltvorrichtung bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3.Two embodiments of the invention are described below with reference to the Drawings described. In this FIG. 1 in a schematic representation a gyro with a device according to the invention for switching off the normal Solder bond, F i g. 2 shows a graphic representation to illustrate the response behavior the disconnection device in the case of the one shown in FIG. 1 illustrated embodiment, F i g. 3 shows a schematic representation of a gyroscope with another according to the invention Device for switching off the normal solder restraint, F i g. 4 a graphic Representation to illustrate the response behavior of the cut-off device in the embodiment according to FIG. 3.

Mit Bezug auf Fi g. 2 sei zunächst daran erinnert, daß bei Verwendung einer nur auf der Wendegeschwindigkeit beruhenden Abschaltvorrichtung, die beispielsweise zur Betätigung bei einem Wert von 15° pro Minute eingestellt ist, die Lotfesselung unterbrochen ist, sobald die Flugzeugwendegeschwindigkeit 15° pro Minute übersteigt. In dem Diagramm in F i g. 2 bezeichnen die Flächen A und B den Bereich der Abschaltung auf Grund der Wendegeschwindigkeit. Wird andererseits nur der Querneigungswinkel zur Abschaltung der Lotfesselung verwendet und ist dieser Querneigungswinkel auf 6° eingestellt, so wird der Bereich der Abschaltung auf Grund des Querneigungswinkels durch die Flächen A und C in F i g. 2 wiedergegeben. Gemäß der Erfindung ist nun vorgesehen, daß sowohl eine vorgegebene Wendegeschwindigkeit als auch ein vorgegebener Querneigungswinkel auftreten müssen, damit die Lotfesselung abgeschaltet wird. Der Abschaltbereich wird daher in diesem Fall durch die strichlierte Fläche A wiedergegeben.With reference to Fig. 2 it should first be remembered that when using a switch-off device based only on the turning speed, which is set for actuation at a value of 15 ° per minute, for example, the plumbing is interrupted as soon as the aircraft turning speed exceeds 15 ° per minute. In the diagram in FIG. 2, the areas A and B designate the area of the shutdown due to the turning speed. If, on the other hand, only the bank angle is used to switch off the plumb bobbin and this bank angle is set to 6 °, the area of the switch-off due to the bank angle is indicated by surfaces A and C in FIG. 2 reproduced. According to the invention it is now provided that both a predetermined turning speed and a predetermined bank angle must occur so that the solder restraint is switched off. The shutdown area is therefore represented by the dashed area A in this case.

Als Kreiselgerät ist in F i g. 1 ein einfacher Lotkreisel 10 dargestellt. Das Kreiselgerät 10 weist ein Rotorgehäuse 11 auf, in dessen Innerem ein (nicht dargestellter) Rotor in herkömmlicher Weise drehbar gelagert und mit hoher Geschwindigkeit angetrieben ist. Das Rotorgehäuse 11 ist in üblicher Weise in einem Kardanring 12 aufgehängt, dessen äußere Achse parallel zur Längsachse des Flugzeuges drehbar im Flugzeug gelagert ist. An dem Rotorgehäuse 11 sind Flüssigkeitslibellen 13 und 14 angebracht, und zwar derart, daß die eine auf Verkippungen des Rotorgehäuses um die Querneigungsachse des Flugzeugs, die andere auf Verkippungen des Rotorgehäuses um--.die Längsneigungsachse des Flugzeugs anspricht. Bei derartigen- Verkippungen des Rotorgehäuses werden in den Flüssigkeitslibellen erzeugte Signale den herkömmlichen normalen Aufrichtsteuerkreisen 15 zugeführt. Die Ausgangsgrößen dieser herkömmlichen Aufrichtsteuerkreise 15 werden Drehmomentgebern 16 bzw. 17 auf der Querneigungs- bzw. Längsneigungsachse des Kreisels 10 zugeführt, welche Drehmomente hervorrufen, um den Kreisel aufzurichten und die Kippsignale auf Null zu bringen. Die normalen Aufrichtsteuerungen 15 können abgetrennt oder in sonstiger Weise unwirksam gemacht werden, und zwar mittels einer Abschalteinheit 18, welche die Drehmomentgeber von der Stromversorgung abschaltet oder die normalen Aufrichtsteuerungen in sonstiger Weise unwirksam macht. Die Betätigung der Abschalteinheit 18 erfolgt durch Schließen eines durch Relais betätigten Schalters 19. As a gyroscope device is shown in FIG. 1 shows a simple gyroscope 10 . The gyroscope 10 has a rotor housing 11 , in the interior of which a rotor (not shown) is rotatably mounted in a conventional manner and is driven at high speed. The rotor housing 11 is suspended in the usual way in a cardan ring 12, the outer axis of which is rotatably mounted in the aircraft parallel to the longitudinal axis of the aircraft. Liquid levels 13 and 14 are attached to the rotor housing 11 in such a way that one responds to tilting of the rotor housing about the axis of inclination of the aircraft, the other to tilting of the rotor housing about the longitudinal inclination axis of the aircraft. When the rotor housing is tilted in this way, signals generated in the liquid levels are fed to the conventional normal erecting control circuits 15. The outputs of these conventional erecting control circuits 15 are fed to torque transducers 16 and 17 on the transverse inclination or longitudinal inclination axis of the gyro 10 , which torques cause the gyro to erect and bring the tilt signals to zero. The normal erecting controls 15 can be separated or made ineffective in some other way, namely by means of a disconnection unit 18, which disconnects the torque transducer from the power supply or makes the normal erecting controls ineffective in some other way. The disconnection unit 18 is actuated by closing a switch 19 actuated by a relay.

In modernen Flugzeugen sind die Lotkreisel zumeist mit irgendeiner Form von Schnellaufrichtsteuerung ausgerüstet, die in F i g. 1 schematisch bei 20 angedeutet ist. Wie den Fachleuten geläufig ist, dienen diese Schnellaufrichtsteuerungen dazu, den Kreisel innerhalb von Minuten in seine Lotstellung zu bringen, anstatt der viel längeren Zeitdauer, die erforderlich wäre, wenn allein die normale Aufrichtsteuerung des Kreisels Anwendung fände. Die Schnellaufrichtsteuerung 20 ist mit einem Relais 21 versehen, welches nach Abschluß des Schnellaufrichtvorganges erregt wird.In modern aircraft, the gyroscopes are mostly equipped with some form of rapid righting control, which is shown in FIG. 1 is indicated schematically at 20. As will be understood by those skilled in the art, these rapid erect controls are designed to bring the gyro into plumb position in minutes, rather than the much longer amount of time that would be required if the normal gyro erect control were used alone. The rapid erecting control 20 is provided with a relay 21 which is energized after completion of the rapid erecting process.

Die auf den Querneigungswinkel des Flugzeugs ansprechende Vorrichtung zur Abschaltung der Aufrichtsteuerungen des Lotkreisels 10 ist als Sektorschalter 22 dargestellt, welcher ein Schaltglied 23 mit einem isolierenden Sektor 24 und einen leitenden Sektor 25 aufweist. Der isolierende Sektor 24 kann beispielsweise einen Winkel von etwa 192°, der leitende Sektor 25 einen solchen von 168° einnehmen. Zwei Kontakte 26 und 27 berühren das Schaltglied 23 an diametral gegenüberliegenden Seiten, und das Schaltglied 23 ist bezüglich des Kardanzapfens so angeordnet, daß bei Verdrehung des Achszapfens um plus oder minus 6= aus der horizontalen Ruhestellung der eine oder der andere von den Kontakten 26 oder 27 einen Stromkreis durch den Schalter schließt.The device responding to the bank angle of the aircraft for switching off the righting controls of the gyro 10 is shown as a sector switch 22, which has a switching element 23 with an insulating sector 24 and a conductive sector 25 . The insulating sector 24 can, for example, assume an angle of approximately 192 °, the conductive sector 25 such an angle of 168 °. Two contacts 26 and 27 touch the switching element 23 on diametrically opposite sides, and the switching element 23 is arranged with respect to the cardan journal so that when the journal is rotated by plus or minus 6 = from the horizontal rest position one or the other of the contacts 26 or 27 closes a circuit through the switch.

Ein der Wendegeschwindigkeit proportionales Signal wird bei 32 gebildet und zugeführt. Die Erzeugung eines der Wendegeschwindigkeit proportionalen Signals ist an sich bekannt und braucht hier nicht näher erläutert zu werden. Beispielsweise kann ein derartiges Signal aus einem Wendekreisel gewonnen werden, oder aus einem Kursanzeigegerät, in welchem eine bei Kursänderungen wirksam werdende motorische Nachführeinrichtung vorhanden ist. Mit der Motorwelle dieser Nachführeinrichtung ist üblicherweise ein Tachogenerator . gekuppelt, der in erster Linie zur Erzeugung eines Stabilisierungssignals für die Nachführeinrichtung dient; gleichzeitig ist das Ausgangssignal des Tachogenerators proportional der jeweiligen Wendegeschwindigkeit des Flugzeugs. In F i g. 1 ist diese Art der Gewinnung eines der Wendegeschwindigkeit proportionalen Signals durch die Andeutung des Tachogenerators 38, der mit der bei 37 angedeuteten Welle des Motors der Nachführregelung gekuppelt ist, symbolisiert.A signal proportional to the rate of turn is generated at 32 and fed. The generation of a signal proportional to the rate of turn is known per se and does not need to be explained in more detail here. For example Such a signal can be obtained from a rate gyro, or from a Course display device in which a motor-driven Tracking device is available. With the motor shaft of this tracking device is usually a tachometer generator. coupled, which is primarily used for generating a stabilization signal is used for the tracking device; is at the same time the output signal of the tachometer generator proportional to the respective turning speed of the aircraft. In Fig. 1 is this way of gaining one of the turning speed proportional signal by the indication of the tachometer generator 38, which is connected to the 37 indicated shaft of the motor of the tracking control is coupled, symbolizes.

Gemäß der Erfindung soll bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform das Wendegeschwindigkeitssignal ohne Einfiuß auf die Abschaltvorrichtung bleiben, solange dieses Signal nicht einen vorbestimmten Wert erreicht hat, beispielsweise einen Wert, der einer Wendegeschwindigkeit von 15° pro Minute entspricht. Zu diesem Zweck wird das Wendegeschwindigkeitssignal einem Verstärker 45 zugeführt, der so vorgespannt ist, daß er nur dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Wendegeschwindigkeitssignal diesen vorgegebenen Wert erreicht. Derartige Verstärker sind dem Fachmann an sich bekannt. In F i g. 1 ist ein Beispiel für den inneren Aufbau des Verstärkers 45 gezeigt. Er ist hier als Zweistufen-Transistorverstärker ausgebildet, dessen erster Transistor 46 mittels einer Spannangsteilerschaltung 47, 48 für A-Betrieb vorgespannt ist. Das Wendegeschwindigkeitssignal des Generators 38 wird einem Anpassungstransformator 49 und von da der Basis des Transistors 46 zugeführt. Das an dem Arbeitswiderstand 50 auftretende verstärkte Signal wird über einen Kopplungskondensator 52 und ein Potentiometer 56 an eine zweite Transistorstufe 51 gekoppelt. Der Transistor 51 ist in B-Betrieb vorgespannt, so daß an seinem Arbeitswiderstand, der bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Wicklung 53 eines Relais 54 ist, nur Gleichstrom auftritt. Der Kondensator 55 dient zur Filterung des Gleichstromausgangs des Transistors 51. Die zur Betätigung des Relais 54 erforderliche Größe des Signals wird an dem Potentiometer 56 eingestellt. Der Widerstand 57 ist vorgesehen, um den Transistor 51 in B-Betrieb zu halten. Der Verstärker 45 wirkt daher in der Weise, daß das Relais 54 nur betätigt wird, wenn der Wert des Kursänderungsgeschwindigkeitssignals eine vorgegebene Größe erreicht.According to the invention, in the case of the in FIG. 1 embodiment shown, the turning speed signal remain without in ﬂ uence on the cut-off device as long as this signal has not reached a predetermined value, for example a value corresponding to a turning speed of 15 ° per minute. For this purpose, the rate of turn signal is fed to an amplifier 45 which is biased so that it generates an output signal only when the rate of turn signal reaches this predetermined value. Such amplifiers are known per se to the person skilled in the art. In Fig. 1 shows an example of the internal structure of the amplifier 45. It is designed here as a two-stage transistor amplifier, the first transistor 46 of which is biased by means of a voltage divider circuit 47, 48 for A operation. The rate of turn signal of the generator 38 is fed to a matching transformer 49 and from there to the base of the transistor 46. The amplified signal occurring at the load resistor 50 is coupled to a second transistor stage 51 via a coupling capacitor 52 and a potentiometer 56. The transistor 51 is biased in B operation, so that only direct current occurs at its working resistance, which in the embodiment described is the winding 53 of a relay 54. The capacitor 55 is used to filter the direct current output of the transistor 51. The size of the signal required to actuate the relay 54 is set on the potentiometer 56. The resistor 57 is provided in order to keep the transistor 51 in the B mode. The amplifier 45 therefore acts in such a way that the relay 54 is only actuated when the value of the course change rate signal reaches a predetermined value.

Der Abschaltstromkreis, der bei Überschreiten des vorgegebenen Querneigungswinkels und der vorgegebenen Wendegeschwindigkeit wirksam wird, enthält in Reihenschaltung einen Arbeitskontakt 60 des Relais 54, den Sektorschalter 22, einen Arbeitskontakt 61 des Relais 21 sowie ein Betätigungsrelais 62, sämtlich in Reihe zwischen einer Gleichspannungsquelle 63 und Masse 64. Das Betätigungsrelais 62 wird daher nur erregt, wenn sämtliche Schalter 60, 22 und 61 geschlossen sind. Der Schalter 61 ist üblicherweise während des normalen Betriebs des Systems geschlossen, da die Relaiswicklung 21 nach Abschluß des Schnellaufrichtvorganges des Lotkreikels 10 erregt wird.The cut-off circuit, which becomes effective when the predetermined bank angle and the predetermined turning speed are exceeded, contains, in series connection, a working contact 60 of the relay 54, the sector switch 22, a working contact 61 of the relay 21 and an actuating relay 62, all in series between a DC voltage source 63 and ground 64. The actuating relay 62 is therefore only energized when all switches 60, 22 and 61 are closed. The switch 61 is usually closed during normal operation of the system, since the relay winding 21 is energized after the quick erecting process of the solder stick 10 has been completed.

Wenn das Flugzeug eine Wendebewegung ohne Querneigung, d. h. eine Gierbewegung, mit einer Geschwindigkeit von mehr als 15° pro Minute ausführt, schließt der Schalter 60. Da es jedoch normalerweise nicht erforderlich ist, die Lotfesselun g während derartiger Gierbewegungen abzuschalten, bleibt die Aufrichtsteuerung infolge des geöffneten Sektorschalters 22 in Betrieb. Wenn das Flugzeug eine Querneigung ohne Wendebewegung aufweist, schließt der Sektorschalter 22, der Wendegeschwindigkeitsschalter 60 bleibt jedoch offen, und die Aufrichtsteuerung bleibt in Betrieb. Nur wenn gleichzeitig eine Wendegeschwindigkeit von mehr als 15° pro Minute und ein Querneigungswinkel von 6° oder mehr vorliegen, wird die Lotfesselung unterbrochen. Dies erfolgt dadurch, daß beim Schließen beider Schalter 60 und 22 das Betätigungsrelais 52 erregt wird, dadurch der Schalter 19 geschlossen und die Abschalteinheit 18 betätigt wird, die ihrerseits die normalen Aufrichtsteuerungen 15 unwirksam macht, so daß der Kreisel 10 als freier Kreisel arbeitet, bis sowohl der Querneigungswinkel und die Wendegeschwindigkeit unterhalb der dafür vorgegebenen Einstellwerte abfallen.When the aircraft is making a non-bank turning movement, i.e. a yaw movement, at a rate of more than 15 ° per minute, the switch 60 closes open sector switch 22 in operation. When the aircraft is banked without turning, the sector switch 22 closes but the rate of turn switch 60 remains open and the righting controls remain in operation. Only if a turning speed of more than 15 ° per minute and a bank angle of 6 ° or more are present at the same time, the solder restraint is interrupted. This is done in that when both switches 60 and 22 are closed, the actuating relay 52 is energized, thereby closing the switch 19 and actuating the switch-off unit 18, which in turn makes the normal erecting controls 15 ineffective, so that the gyro 10 works as a free gyro until Both the bank angle and the rate of turn fall below the preset values.

Bei der in F i g. 3 gezeigten anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Abschalteinheit 18 betätigt, wenn die algebraische Summe aus der Wendegeschwindigkeit und dem Querneigungswinkel des Flugzeuges einen vorgegebenen Wert übersteigt. Die in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung dient zur Umschaltung der Aufrichtsteuerungen eines Lotkreisels 10 ähnlich dem in F i g. 1 gezeigten, wobei die Umschaltung entweder bewirken kann, daß die Drehmomentgeber 16, 17 unwirksam gemacht werden oder daß der Drehmomentgeber 17 in bekannter Weise zur Steuerung von der Libelle 13 auf die Libelle 14 umgeschaltet wird.In the case of the in FIG. 3, the shutdown unit 18 is actuated when the algebraic sum of the turning speed and the bank angle of the aircraft exceeds a predetermined value. The in F i g. The embodiment of the invention shown in FIG. 3 serves to switch over the erecting controls of a gyro 10 similar to that in FIG. 1, wherein the switchover can either have the effect that the torque transducers 16, 17 are rendered ineffective or that the torque transducer 17 is switched over in a known manner for control from the level 13 to the level 14.

Wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 wird das Wendegeschwindigkeitssignal von einem Kursanzeigegerät 32 abgeleitet. Ein Signal, das sich in Abhängigkeit von der Wendegeschwindigkeit des Flugzeugs ändert, wird dem Tachogenerator 38 entnommen, wie es im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben worden ist. Die Ausgangsspannung des Generators 38 liegt über einem Potentiometer 70 derart, daß mittels eines Handeinstellknopfes 73 jedes gewünschte Verhältnis des Wendegeschwindigkeitssignals zur tatsächlichen Wendegeschwindigkeit eingestellt werden kann.As in the embodiment according to FIG. 1, the rate of turn signal is derived from a course indicator 32. A signal which changes as a function of the turning speed of the aircraft is taken from the tachometer generator 38, as it is in connection with FIG. 1 has been described. The output voltage of the generator 38 is via a potentiometer 70 such that any desired ratio of the turning speed signal to the actual turning speed can be set by means of a manual adjustment knob 73.

Die Vorrichtung zur Erzeugung eines in Abhängigkeit vom Querneigungswinkel des Flugzeugs veränderlichen Signals wird durch einen induktiven Drehmelder gebildet, dessen Dreiphasenstator 29 flugzeugfest ist und dessen Einphasenrotor 30 mit der Querneigungsachse des Lotkreisels 10 verbunden ist. Die von dem Kreisel 10 gelieferten Querneigungsdaten werden an zwei Phasen des Dreiphasenstators abgenommen und haben den Betrag Null, wenn der Kreisel sich in Lotstellung befindet. Das Signal wird über den Isolationstransformator 75 einem Potentiometer 71 zugeführt, wobei mittels eines durch Handbedienungsknopf 73' einstellbaren Schleifarms 72 jedes gewünschte Verhältnis des Querneigungssignals zur tatsächlichen Querneigung einstellbar ist.The device for generating a signal that varies as a function of the bank angle of the aircraft is formed by an inductive resolver, the three-phase stator 29 of which is fixed to the aircraft and the single-phase rotor 30 of which is connected to the bank axis of the gyro 10. The bank data provided by the gyro 10 are taken from two phases of the three-phase stator and have the magnitude zero when the gyro is in the plumb position. The signal is fed to a potentiometer 71 via the isolation transformer 75, with any desired ratio of the bank slope signal to the actual bank slope being adjustable by means of a grinding arm 72 which can be adjusted by means of a manual control button 73 '.

Das Wendegeschwindigkeitssignal und das Querneigungssignal werden durch Reihenschaltung der Potentiometer 70 und 71 summiert, und die Summe wird dem Ei;igang eines Verstärkers 80 zuge-iührt. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 80, welche ein in Abhängigkeit von der algebraischen Su_Ime der Wendegeschwindigkeits- und Querneigungssignale veränderUches Sign.l darstellt, wird der Wicklung 62 eines Relais zugeführt. Dieses Relais dient zur Schließung eines normalerweise offenen Schalters 19, welcher seinerseits die Abschalteinheit 18 erregt, sobald die algebraische Summe der Wendegesch#vindikeits-und0cierneigUngswinkelsignale einen bestimmten vorgegebenen Wert Übersteigt.The rate of turn signal and the bank slope signal become by connecting potentiometers 70 and 71 in series, and the sum becomes dem The input of an amplifier 80 is supplied. The output of amplifier 80, which a depending on the algebraic Su_Ime of the turning speed and bank signals changing signal 1, winding 62 becomes one Relay fed. This relay is used to close a normally open Switch 19, which in turn energizes the disconnection unit 18 as soon as the algebraic Sum of the turning speed and inclination angle signals a certain predetermined Value exceeds.

Der Verstärker 80 kann von der in F i g. 1 im einzelnen beschriebenen Bauart sein und weist allgemein einen Vorverstärker 77 sowie einen Ausgangsverstärker 78 auf. Der Punkt, in welchem der Verstärker 78 eine Ausgangsgröße liefert, ist mit Hilfe irgendeiner geeigneten Pegeleinstellvorrichtung einstellbar, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Potentiometer 79 dargestellt ist, welches den Leitfähigkeitszustand eines Verstärkerelementes, wie beispielsweise eines Transistors in der Ausgangsstufe 78, bestimmt. Wahlweise oder außerdem kann auch das Relais 82 als Schwellwertrelais ausgebildet sein, das erst anzieht, wenn eine vorgegebene Spannung an seiner Wicklung liegt.The amplifier 80 can be of the type shown in FIG. 1 described in detail Be of design and generally include a preamplifier 77 and an output amplifier 78 on. The point at which amplifier 78 provides an output is adjustable by any suitable level adjusting device shown in FIG Embodiment is shown as a potentiometer 79, which the conductivity state an amplifier element such as a transistor in the output stage 78, determined. Optionally or in addition, the relay 82 can also be used as a threshold value relay be designed that only picks up when a predetermined voltage on its winding lies.

Die Abschalteinheit 18 wird erst betätigt, wenn die Summe der Wendegeschwindigkeits- und Querneiz,iigssigP.ale einen vorgegebenen Wert überschreitet, dir nach Wunsch einstellbar ist. Auch das relative Gewicht der Wendegeschwindigkeits- und Querneigungssignale ist einstellbar. Auf diese Weise kann das Syste11ii beliebigen Forderungen hinsichtlich der ALsz#lialtung der Lotfesselung angepaßt werden, wie sie sich aus dein jeweiligen Flugzeugtyp und den jeweiligen Flugbedingungen ergeben.The disconnection unit 18 is only actuated when the sum of the turning speed and transverse incidence, iigssigP.ale exceeds a predetermined value, can be adjusted as desired. The relative weight of the rate of turn and slope signals can also be adjusted. In this way, the system can be adapted to any requirements with regard to the ALszzung the soldering, as they result from your respective aircraft type and the respective flight conditions.

Wird lediglich ein auf der Wendegeschwindigkeit beruhendes Abschaltsyste.-n verwendet, das so eingestellt ist, daß es beispielsweise bei 15° pro Minute betätigt wird, so wird - wie sich aus F i g. 4 ergibt - die Lotfesselung abgeschaltet, sobald die Flugzeugwendegeschwindigkeit 15° pro Minute übersteigt. In der schematischen Darstellung nach F i g. 4 bezeichnen die Flächen A und B diesen Bereich der Abschaltung auf Grund der Wendegeschwindigkeit. Wird andererseits lediglich der Querneigungswinkel zur Abschaltung der Lotfesselung verwendet und ist dieser Querneigungswinkel auf 6° eingestellt, so ergibt sich der Bereich der Abschaltung durch die Flächen A und C in F i g. 4 (wobei die Abschaltkurve außer Betracht bleibt). Nach der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Ab- bzw. Umschaltung der Aufrichtung des Lotkreisels erst, wenn sowohl eine vorgegebene Wendegeschwindigkeit als auch ein vorgegebener Querneigungswinkel auftreten. Der Abschaltbereich bei dieser Ausführung wird daher durch die kreuzschraffierte Fläche A wiedergegeben. Gemäß der vorlie-U a nden zweiten Ausführungsform jedoch, bei wel -cher die Lotfesselung in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Wert der Summe aus einem Querne_-gungs- und einem Wendegeschwindigkeitssignal abgeschaltet wird, erstreckt sich der Bereich der Abschaltung in die Flächen B, C und D hinein, was durch die einfachschraffierten Flächen veranschaulicht ist. Nach dieser Ausführungsform wird also die Aufrichtung abgeschaltet, sobald eine beliebig zusammengesetzte Summe aus Wendegeschwindigkeit und Querneigungswinkel einen vorgegebener. Einstellweit überschreitet; dies ist in F i g. 4' durch der. oberhalb der Abschaltkurve liegenden Bereich wiedergegeben. Bei der in F i g. 4 abgebildeten Abschaltung führt beispielsweise eine Wendegeschwindigkeit von mehr als 15° pro Minute ohne jeden Querneigungswinkel zur Abschaltung der Aufrichtung, entsprechend ein Querneigungswinkel von me'i- als 15' ohne jede Wendegeschwindigkeit, und schließlich führt jede beliebige Kombination von Wendegeschwindigkeits- und Qcierneigungswi.^_il:elsignal2n, dic zusammen addiert einen dieser Werte err; ich°r., ebenfalls zur Abschaltung der Aufrichtung. Man erkennt, daß man durch Variierung der relativen Gewichte des Wendegeschwindigkeits- und des Querneigungssignals innerhalb des Systems eine ganze Schar von Abschaltkurven erzeugen kann. Die erforderliche Veränderung entweder des Querneigungswinkels oder der Wendegeschwindigkeit hängt voir jeweiligen Fall ab, d. h. vom Geschwindigkeitsbereich und vom Verwendungszweck des Flugzeugs, in welchem die Vorrichtung verwendet werden soll. Bei dem in F i g. 4 veranschaulichten Beispiel haben das Wendegeschwindigkeits- und das Querneigungssignal gleiche Gewichte.If only a shutdown system based on the turning speed is used, which is set so that it is actuated, for example, at 15 ° per minute, then - as can be seen from FIG. 4 results in - the plumb line is switched off as soon as the aircraft turning speed exceeds 15 ° per minute. In the schematic representation according to FIG. 4, the areas A and B designate this area of shutdown due to the turning speed. If, on the other hand, only the bank angle is used to switch off the solder restraint and this bank angle is set to 6 °, then the range of switch-off results from the areas A and C in FIG. 4 (whereby the switch-off curve is not taken into account). After the in F i g. 1 shown embodiment of the invention, the switching off or switching of the erection of the gyro takes place only when both a predetermined turning speed and a predetermined bank angle occur. The shutdown area in this embodiment is therefore represented by the cross-hatched area A. According to the present second embodiment, however, in which the solder restraint is switched off as a function of a predetermined value of the sum of a transverse speed signal and a turning speed signal, the area of the switch-off extends into areas B, C and D into it, which is illustrated by the single hatched areas. According to this embodiment, the upright position is switched off as soon as an arbitrarily composed sum of the turning speed and the bank angle reaches a predetermined value. Setting range exceeds; this is in FIG. 4 'through the. the range above the switch-off curve. In the case of the in FIG. 4, for example, a turning speed of more than 15 ° per minute without any bank angle leads to the upright being switched off, corresponding to a bank angle of me'i- than 15 'without any turning speed, and finally any combination of turning speed and Qcieiligungswi. ^ _il: elsignal2n, dic adds one of these values together err; i ° r., also to switch off the straightening. It can be seen that by varying the relative weights of the rate of turn and bank signal within the system, a whole host of shutdown curves can be generated. The required change in either the bank angle or the rate of turn depends on the particular case, ie on the speed range and the intended use of the aircraft in which the device is to be used. In the case of the one shown in FIG. In the example illustrated in FIG. 4, the rate of turn and bank signals have equal weights.

Die Erfindung wurde in den vorstehenden Ausführungsbeispielen in Anwendung auf Lotkreisel beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Vorrichtungen beschränkt, sondern kann beispielsweise auch zur Beeinflussung der Zwangssteuerung eines Richtungskreisels durch das erdmagnetische Feld verwendet werden, wenn seitliche Beschleunigungen eine Verkippung des Erdfelddetektors aus der Horizontalen hervorrufen. Ferner sind in den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Richtungs-und Lotkreisel als voneinander unabhängige Geräte dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch bei in drei Achsen stabilisierten Plattformen der Bauart mit zwei oder drei Kreiseln anwendbar ist.The invention was applied in the above exemplary embodiments described on the top. However, the invention is not limited to such devices limited, but can also be used, for example, to influence the priority control A directional gyro can be used by the terrestrial magnetic field when lateral Accelerations cause the earth field detector to tilt from the horizontal. Furthermore, the directional and plumbing gyros are in the described exemplary embodiments shown as independent devices. It should be noted that the Invention also for platforms stabilized in three axes of the type with two or three gyroscopes is applicable.

Claims

Claims: 1. Gyro device for aircraft with a plumb line, which is controlled by a plumb sensor, as well as with a switch-off device for the normal soldering that occurs when a with horizontal accelerations connected flight condition becomes effective, characterized in that the disconnection device both the known shutdown depending on the turning speed as well as the known shutdown depending on the bank slope, wherein the switch-off signal is a threshold AND combination of the turning speed and is signals proportional to bank.

2. Soldering gyro according to claim 1 with electrical plumbing, characterized in that the disconnection device is an actuating relay (62) acting on the normal plumbing control (15) via a disconnection unit (18), a turning speed signal delivering the turning speed signal and acting on an auxiliary relay (54) acting turning speed sensor ( 38) and a sector switch (22) which supplies the bank signal and is connected to the bank axis of the gyro. wherein the AND combination is achieved by connecting the auxiliary relay contact (60) and the sector switch (22) in series in the excitation circuit of the actuating relay (62) and the threshold value characteristic of the switch-off signal is obtained through threshold value formation in the circuits of the individual signals (Fig. 1).

3. Soldering gyro according to claim 1 with electrical plumbing, characterized in that the disconnection device is an actuating relay (62) acting on the normal plumbing control (15) via a disconnection unit (18), a turning speed sensor (32) delivering the turning speed signal and a turning speed sensor (32) delivering the transverse slope signal, with the angle-proportional position pick-off (29, 30) connected to the transverse inclination axis of the gyroscope, the AND combination being achieved by adding the two signals in a summing amplifier (77) which supplies the excitation voltage for the actuating relay (62) and the threshold value characteristic of the switch-off signal is achieved by generating the threshold value in the circuit of the sum signal is obtained (FIG. 3).

4. Soldering gyro according to claim 3, characterized by devices (73, 73 ', 70, 72) which enable a separate setting of the proportionality between the turning speed or the transverse slope and the corresponding signals (FIG. 3). References considered: British Patent No. 624,201; U.S. Patent Nos. 2,542,975, 2,879,672.