DE1238338B - Flugregler fuer lotrecht startende und landende Luftfahrzeuge - Google Patents

Flugregler fuer lotrecht startende und landende Luftfahrzeuge

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DE1238338B DER24633A DER0024633A DE1238338B DE 1238338 B DE1238338 B DE 1238338B DE R24633 A DER24633 A DE R24633A DE R0024633 A DER0024633 A DE R0024633A DE 1238338 B DE1238338 B DE 1238338B
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/54Nozzles having means for reversing jet thrust
    • F02K1/76Control or regulation of thrust reversers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C29/00Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft
    • B64C29/0091Accessories not provided for elsewhere
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Description

  • Flugregler für lotrecht startende und landende Luftfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Flugregler zur Regelung des Schwebefluges während des Start- und Landevorganges von lotrecht startenden und landenden Flugzeugen mit Hubtriebwerken zum Erzeugen einer das Fluggewicht übersteigenden Hubkraft.
  • Die Erfindung ermöglicht die Herstellung einer Flugregeleinrichtung, die das Steuern des Flugzeuges insbesondere unter vertikalen Lande- und Startbedingungen und während des Schwebefluges erleichtert.
  • Während sich heutzutage die Beschleunigung mit Beschleunigungsmeßgeräten relativ genau messen läßt, war es bis jetzt bei der Verwendung bekannter Flugregler nicht möglich, die Geschwindigkeit hinreichend genau zu messen.
  • Die Erfindung gestattet, solche Geschwindigkeitsmessungen genau durchzuführen und die Regelung der Vertikalgeschwindigkeiten selbst bei gegebenenfalls plötzlichen Gewichtsändertingen des Luftfahrzeuges, wenn z. B. im Schwebeflug plötzlich schwere Lasten abgeworfen werden, automatisch herbeizuführen.
  • Die Erfindun- ist -ekennzeichnet durch einen Vertikalbeschleunigungsmesser sowie einen Wähler, mit dem die gewünschte Vertikalbeschleunigung eingestellt wird, ferner durch eine Additionseinrichtung, die die Ausgangssignale vom Wähler und dem Beschleunigungsmesser zusammenfaßt und an ein Stellglied weiterleitet, das ein Drosselventil zur Änderung des Hubtriebwerkschubes betätigt.
  • Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprücheli gekennzeichnet.
  • In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigt F! g. 1 ein Schema einer Flugregeleinrichtung, F i g. 2 ein Schaltschema der Steuerung nach F ig. 1, F i g. 3 ein Schaltschema einer abgeänderten Anordnung, F i g. 4 ein Schaltscheina einer weiteren abgewandelten F i g. Anordnung' 5 eine schematische Darstellung eines Geschwindigkeitsmessers, F i g. 6 eine schematische Darstellung eines Beschleunigungsmessers und F i g. 7 eine schematische Darstellung einer Drosselsteuerung.
  • In den F i g. 2, 3 und 4 sind die Teile in Crebräuchlicher Weise veranschaulicht; die Verstärkerkreise erscheinen dabei als Dreiecke.
  • Die Flugregeleinrichtung soll an Hand eines Flugzeuges mit einer Anzahl von Düsenhubtriebwerken erläutert werden, die eine Hubkraft auf das Flugzeug ausüben, das außerdem mit einer oder mehreren Marschtriebwerken für den Vortrieb ausgerüstet ist.
  • Die Düsenhubtriebwerke werden vor dem Start anaelassen und ihre Schubkraft zum Starten gestei-C ,gert, bis sie das Gewicht des Flugzeuges überwindet, damit dieses senkrecht aufsteigt. Wenn sich das Flugzeug in der Luft befindet, wird das Marschtriebwerk eingeschaltet, das auch schon vor dem Start angelassen werden kann, aber dann zunächst im Leerlauf läuft und auf diese Weise während des Startes nur eine geringe Schubwirkung hervorruft. Die Achsen der Düsenhubtriebwerke können nach dem Start auch zur Vertikalen geneigt werden, um eine Vortriebskomponente zu erzeugen.
  • Vor dem Beginn der Landung werden die Düsenhubtriebwerke anaelassen, wobei sie um einen Winkel zur Vertikalen geneigt werden können, um eine Bremskomponente beim Annähern an das Rollfeld zu erzeugen. Vor dem Landen werden die Maschinen in die vertikale Stellung bewegt; die Marschtriebwerke sind dabei entweder außer Betrieb oder laufen im Leerlauf, so daß sie während des Landungsmanövers nur eine geringe Schubwirkung haben.
  • Die automatische Flugregeleinrichtung erleichtert die Steuerung des Flugzeuges während des Startens und der Landung sowie im Schwebeflug.
  • Der Anteil des Brennstoffverbrauchs der Düsenhubtriebwerke ist sehr hoch, weil sie einen Schub erzeugen müssen, der im wesentlichen gleich dem Flugzeuggewicht ist; die Bauart derartiger Maschinen ist dabei infolge des erwünschten geringen Gewichts in der Regel einfach, zumal sie während des Reisefluges nicht eingesetzt werden. Es ist daher besonders wünschenswert, eine Flugregeleinrichtung zu haben, mit der das Flugzeug beim Starten und Landen in bezug auf den Boden in genauer Stellung gehalten werden kann, damit die Düsenhubtriebwerke nur möglichst kurz im Betrieb sind.
  • Die Flugregeleinrichtung gemäß F i g. 1 und 2 enthält einen vom Flugzeugführer gesteuerten Vertikalgeschwindigkeitswähl#er 9 zum Erzeugen eines Signals in Gestalt einer elektrischen Spannung, die direkt proportional der gewählten Vertikalgeschwindigkeit ist. Der Wähler kann so angeordnet sein, daß die Größe (bzw. Amplitude) dieses Signals entsprechend der zulässigen Vertikalgeschwindigkeit begrenzt wird.
  • Die Flugregeleinrichtung besitzt außerdem ein in F i g. 5 genauer wiedergegebenes Vertikalgeschwindigkeitsmeßinstrument 15 zum Erzeugen einer elektrischen Spannung, die der Vertikalgeschwindigkeit des Flugzeuges direkt proportional ist.
  • Der Ausgang des Vertikalgeschwindigkeitsmeßgerätes 15 ist an den Widerstand R 15 des Koeffizientenverstärkers 15A herangeführt, der außerdem einen Widerstand R 16 enthält, der wiederum an den Widerstand R 17 eines ebenfalls einen Widerstand R 20 enthaltenden Additionsgerätes 18 angeschlossen ist.
  • Die Regeleinrichtung enthält ferner einen in F i g. 6 detailliert wiedergegebenen elektrischen Beschleunigungsmesser 16 zum Messen der Vertikalbeschleunigung des Flugzeuges und zum Erzeugen einer der Vertikalbeschleunigung direkt proportionalen elektrischen Spannung. Es soll vorzugsweise ein selbständiger Beschleunigungsmesser verwendet werden; das Beschleunigungssignal kann statt dessen aber auch durch das Differenzieren des vertikalen Geschwindigkeitssignals erhalten werden.
  • Das Ausgangssignal vom Beschleunigungsmesser 16 wird einem Widerstände R 23 und R 24 enthaltenden Verstärker 17 zugeführt; das verstärkte Signal a - gelangt zu dem Widerstand R 18 des Additions gerätes 18. Der Ausgang vom Beschleunigungsmesser 16 wird außerdem über einen Kondensator C2 einem außer diesem Kondensator einen Widerstand R 25 enthaltenden Differenzierungsgerät 19 zugeführt, in dem das Signal nach der Zeit differenziert wird; von dort wird das Signal üb#er den mit Widerständen R 26 und R 27 ausgestatteten Koeffizientenverstärker 20 und einen Widerstände R 28 und R 29 aufweisenden Phasenschieber-(bzw. Frequenzwandler-)Verstärker 20 A dem Widerstand R 19 des Additionsgerätes 18 zugeführt.
  • In dem Additionsgerät 18 werden die Ausgänge vom Vertikalgeschwindigkeitsmesser 15 und dem Beschleunigungsmesser 16 sowie vom Differenzierungskreis 19 algebraisch addiert, d. h., was das Vorzeichen anbetrifft, daß die Aufwärtsrichtung gewöhnlich als positiv berücksichtigt wird.
  • Der Ausgang vom Additionsgerät 18 wird über einen Widerstände R 21 und R 22 enthaltenden Phasenschieber-Verstärker 18 A dem Widerstand R 2 eines Additionsverstärkers 21 zugeführt, der außerdem einen Widerstand R 3 besitzt. Das die erforderliche Vertikalgeschwindigkeit darstellende Signal wird vom Geschwindigkeitswähler 9 dem Widerstand R 1 des Additionsgerätes 21 zugeleitet. Der Ausgang vom Additionsgerät 21 kann somit in Form von Vi - (Vo + Kiao + K 2 Da.) ausgedrückt werden, worin Vi die ausgewählte Vertikalgeschwindigkeit, Vo die vom Vertikalgeschwindigkeitsmesser 15 gemessene wirkliche Vertikalgeschwindigkeit, a. die durch den Beschleunigungsmesser 16 gemessene Vertikalbeschleunigung und Da. das im Differenzierungskreis 19 erhaltene Differential der Vertikalbeschleunigung ist. Dieses Ausgangssignal wird dem Widerstand R5 eines außerdem einen WiderstandR7 enthaltenden Additionsgerätes 21A zugeführt, dessen Ausgangssignal einem Widerstände R8 und R9 enthaltenden Verstärker 22 zugeleitet wird. Das Ausgangssignal vom Verstärker 22 wird der Magnetspule einer Betätigungsvorrichtung 23 zugeführt, die mit dem Drosselventil 24 eines Triebwerkes 25 verbunden ist.
  • Die Betätigungsvorrichtung 23 enthält ein nachstehend erläutertes Potentiometer, dessen Ausgangsspannung über den Widerstand R10 eines Rückkopplungsverstärkers 23A an den Widerstand R4 des Additionsgerätes 21A herangeführt wird, um zu bewirken, daß die Bewegung des Ausgangsgliedes der Betätigungsvorrichtung in an sich bekannter Weise proportional dem Eingangssignal wird.
  • Die Regeleinrichtung enthält außerdem einen einen WiderstandR12 und einen KondensatorC1 enthaltenden RC-Integrator 26, der an die Ausgangsseite des Additionsgerätes 21 angeschlossen ist und das von dem zuletztgenannten Gerät empfangene Signal nach der Zeit integriert. Das integrierte Signal wird dem Widerstand R 13 des außerdem einen weiteren Widerstand R 14 enthaltenden Phasenschieberverstärkers 27 und dann dem Widerstand R 6 des Additionsgerätes 21A zugeführt. Auf diese Weise kann das der Betätigungsvorrichtung 23 aufgedrückte Potential dargestellt werden durch einen Wert, der eine Funktion der erforderlichen Vertikalgeschwindigkeit ist, die durch die wirkliche Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Beschleunigungsänderung modifiziert ist, plus einem zweiten Wert, der eine Funktion des Integrals des ersten Wertes nach der Zeit ist. Der Integrator 26 dient zum Hervorrufen einer langzeitlichen Rückstellwirkung, um in der Geschwindigkeit Fehler zu eliminieren, die von den Veränderungen in dem Flugzeuggewicht, beispielsweise infolge vom Brennstoffverbrauch, herrühren und die eine Änderung in dem Drosselstellung-Beharrungszustand erforderlich machen. Der Integrator 26 sorgt dafür, daß der Geschwindigkeitsfehlerdauerzustand stets Null ist. Um den Aufbau eines Integratorausganges zu verhindern, wenn das Flugzeug am Boden ist, ist an dem Integrator 26 ein Schalter Sl zum Kurzschließen des Kondensators Cl vorgesehen.
  • Als eine Alternative zum Verwenden eines getrennten Beschleunigungsmessers 16 kann das Beschleunigungssignal durch Differenzieren des Vertikalgeschwindigkeitssignals vom Vertikalgeschwindigkeitsmesser 1-5 erhalten werden.
  • Der Steiggeschwindigkeitsmesser kann dadurch ersetzt werden, daß ein Vertikalgeschwindigkeitssignal durch eine differenzierende Schaltung hervorgerufen wird, die an einen in der Anlage gegebenenfalls bereits vorhandenen Funk-Höhenmesser od. dgl. angeschlossen ist. F i g. 3 zeigt eine Abart der Geschwindigkeitssteuerung, bei der ein selbständiger Geschwindigkeitsmesser entfällt und das Geschwindigkeitssignal durch Integration des vom Beschleunigungsmesser 16 empfangenen Signals erhalten wird. Die in beiden F i g. 2 und 3 gemeinsamen Teile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Das vom Beschleunigungsmesser 16 kommende Beschleunigungssignal wird vom Widerstand R 30 eines noch einen Kondensator C3 enthaltenden (RC-)Integrators 28 aufgenommen, dessen Ausgang zu dem Widerstand R 31 des außerdem einen weiteren Widerstand R32 besitzenden Phasenschieber-(bzw. Frequenzwandler-)Verstärkers 29 führt. Der Ausgang dieses Verstärkers ist an den Phasenschieber-Koeffizientenverstärker 15A herangeführt. Der übrige Teil der Schaltung gemäß F i g. 3 ist derselbe wie bei der Schaltung nach F i g. 2.
  • Wenn die Vertikalbeschleunigung des Flugzeuges gewählt und gesteuert werden soll, kann die aus F i g. 2 ersichtliche Apparatur unter Wegglassung des Vertikalgeschwindigkeitsmessers 15, des Phasenschieber-Koeffizientenverstärkers 15A und des Widerstandes R 17 des Additionsgerätes 18 verwendet werden.
  • In F i g. 4 ist eine weitere Abwandlung der Regeleinrichtung veranschaulicht, bei der die Versorgung für die Beschleunigung nicht direkt vom Wähler 9 sondern vom Wähler über einen Differentiator erfolgt. Diese Anordnung ist grundsätzlich dieselbe wie gemäß F i g. 2, jedoch mit der Abweichung, daß der Vertikalgeschwindigkeitsmesser 15 und der Phasenschieber-Koeffizientenverstärker 15A (wie für die oben erläuterte Beschleunigungssteuerung) entfallen und der den Widerstand R 33 und den Kondensator C4 enthaltende (RC-)Differentiator 30 das Signal vom Wähler 9 empfängt und mit seinem Ausgang an den Widerstand R 1 des Additionsgerätes 21 heranführt. Bei dieser Anordnung gibt es ein Eingangssignal am Additionsgerät 21 vom Differentiator 30 nur dann, wenn die Stellung des Wählers (mit der obenerwähnten Ausnahme) geändert wird. Die erhaltene Beschleunigung wird daher auf die Geschwindigkeit (bzw. das Verhältnis) der Stellenveränderung des Wählers 9 bezogen. Da die Vertikalgeschwindigkeit des Flugzeuges ein Integral der Vertikalbeschleunigung ist, so folgt hieraus, daß die Geschwindigkeit auf das Integral des Betrages der Veränderung der Stellung des Wählers 9, d. h. direkt auf die Stellung, bezogen ist.
  • Der Beschleunigungsmesser 16 wird höchstwahrscheinlich einen Null-Fehler haben, was bedeutet, daß ein geringes Beschleunigungssignal vorhanden sein wird, wenn der Wähler 9 stillsteht. Dieses würde eine fortdauernd sich ändernde Geschwindigkeit verursachen, die durch eine ständige Bewegung des Wählers korrigiert werden muß. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist eine Widerstände R 35 und R 36 enthaltende Dämpfungseinrichtung 31 mit dem Wähler 9 verbunden, wobei der stark gedämpfte Ausgang an den Widerstand R 37 des noch einen Widerstand R 38 enthaltenden Phasenschieberverstärkers 32 herangeführt ist, um dann zu dem Widerstand R 34 des Additionsgerätes 21 zu gelangen. Auf diese Weise wird der Beschleunigungsfehler in jeder Wähler-Zwischenstellung aufgehoben.
  • In F i g. 5 ist ein Vertikalgeschwindigkeitsmesser 15 schematisch veranschaulicht. Dieses Meßgerät enthält eine die Strömung verzögernde Kammer 41) und eine kleine Kammer 40 A, die an jedem Ende eine verengte Öffnung 41 aufweist. Jede Höhenänderung ruft eine Luftströmung durch die Öffnungen 41 und die Kammer 40 A in die oder aus der Kammer 40 hervor, um den Druck im Innern der Kammer 40 dem Druck der umgebenden Atmosphäre anzugleichen. Auf diese Weise strömt die Luft beim, Höhenanstieg aus der Kammer 40 heraus und bei jeder Höhenabnahme in die Kammer hinein. In der Kammer 40 A sind Heizdrähte 42 und 43 in unmittelbarer Nähe je einer der Öffnungen 41 untergebracht. In einem Vergleichswiderstand 45 und eine Spannungsquelle 44 enthaltenden Verg gleichsstromkreis i sind Widerstände 42 und 43 vorgesehen. Der Ausgang vom Vergleichskreis zum Phasenschieber-Koeffizientenverstärker 15 A gemäß der F i g. 2 wird durch eine Leitung 15B gebildet. Der Ausgang des Vergleichskreises ist ein Maß für die durch die Luftströmung an den Widerständen 42 und 43 hervorgerufene Temperaturdifferenz zwischen diesen Widerständen und somit ein Maß für die Vertikalgeschwindigkeit; die Richtung und damit das Vorzeichen des Ausganges hängt von der Richtung der Luftströmung durch die Kammer 40A ab; bei einer Zunahme in der Höhe ist der Widerstand 43 heißer als der Widerstand 42, und umgekehrt.
  • Der Vertikalbeschleunigungsmesser 16 ist in F i g. 6 schematisch wiedergegeben. Er besteht aus einem Gewicht 50, das von einem elastischen freitragenden Arm 5X in einem Gehäuse 52 getragen wird. Das Ende des Armes 51 enthält einen Kontakt 53, der einem Potentiometer 54 zugeordnet ist. Der Potentiometerkreis enthält außer dem Widerstand 54 eine Spannungsquelle 55 und Netzwerkwiderstände 56. Der mit 16B bezeichnete Ausgang ist ein Maß für Beschleunigung in vertikaler Richtung. Unter der Annahme, daß das Gerät im Flugzeug, wie dargestellt, horizontal montiert ist, ruft eine Beschleunigung in vertikaler Richtung einen Ausschlag des Auslegerarmes 51 hervor, der von der Größe der Vertikalbeschleunigung abhängt. Die Bewegung des Gewichts 50 in der Kammer 52 wird vorzugsweise durch Flüssigkeit oder gebenenfalls durch eine an sich bekannte Wirbelstrombremse gedämpft.
  • Die in F i g. 7 veranschaulichte Betätigungsvorrichtung 23 besitzt ein Drehspulrelais 60, dem die vom Verstärker 22 abgezweigte Spannung zugeführt wird und das mit einem Kolbenventil 61 funktionsmäßig verbunden ist. Das Ventil enthält eine Stange 61 a mit zwei Kolben 62, die mit den Bohrungen eines Zylinders 62a derart zusammenarbeiten, daß die Kolben in der Gleichgewichtsstellung die in dem Zylinder ausgebildeten Auslaßbohrungen 63 verdecken. Vermittels eines in dem Zylinder 62a mittig zwischen den beiden Auslaßöffnungen 63 angeordneten Einlaßkanals 64 wird dem Zylinderinnern Öl oder eine andere Flüssigkeit unter Druck zugeführt; an jeder vom Einlaßkanal abgewandten Seite des Zylinders ist ein Ablaßstutzen 65 vorgesehen. Auf diese Weise wird bei der Bewegung des kolbenfönnigen Ventils in einer Richtung der eine Auslaßkanal über den Einlaßkanal mit der Druckquelle und der andere mit einem Ablaßkanal verbunden; beim Bewegen in entgegengesetzter Richtung wird der zweite Auslaßkanal mit dem Druckkanal und der erste Auslaßkanal mit dem Ablaßkanal in Verbindung gebracht. Jeder der Auslaßkanäle ist an einen Druckraum 66 eines hy- draulischen Motors angeschlossen, der eine halbe Drehung ausführen kann und der so angeordnet ist, daß er beim Auftreten eines Druckes in einem Raum in einer Richtung und beim Auftreten eines Druckes im anderen Raum in entgegengesetzter Richtung gedreht wird. Der Drehteil 67 des Motors ist mit dem Drosselventil 24 verbunden, das die Brennstoffzufuhr zur Brennkammer der Hubtriebwerke steuert.
  • Der Drehteil 67 trägt einen Potentiometerkontakt 68, der mit einem Potentiometer 69 zusammenarbeitet, das in einem Stromkreis mit einer Spannungsquelle 70 und mit Netzwerkwiderständen 71 geschaltet ist. Der mit 23B bezeichnete Ausgang des Potentiometerkreises ist mit dem Additionsgerät 21 A ge-mäß F i g. 2, 3 und 4 über eine Rückkopplung verbunden.
  • Zusätzlich zu der erläuterten Einrichtung kann für die Betätigung des Drosselventils von Hand ein Hebel vorgesehen werden, der mit dem Drosselventil derart verbunden ist, daß er sich über die automatische Steuerung hinwegzusetzen vermag; so kann die Betätigungsvorrichtung, sobald die Handsteuerung betätigt wird, ausgekuppelt werden.
  • Die automatische Flugregeleinrichtung arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß die mittels der Vorrichtung 9 gewählte vertikale Geschwindigkeit bei der Zeit Null plötzlich um 3,05 m/Sek. erhöht wurde. Ferner sei angenommen, daß das Flugzeug bei der gewählten Vertikalgeschwindigkeit vorerst weiterfliegt, daß die Differenz zwischen der gewählten Vertikalgeschwindigkeit und der wirklichen Vertikalgeschwindigkeit 3,05 ra/Sek. beträgt und daß eine elektrische Spannung proportional dieser Differenz durch die Additionseinrichtung 21 einem mit ihm zusammenwirkenden Verstärker 22 zugeführt wird, in welchem das Signal in einem vorbestimmten Verhältnis verstärkt wird. Dieses Signal gelangt zu der Betätigungsvorrichtung 23, wodurch das Drosselventil 24 sich öffnet, so daß die Triebwerksdrehzahl zunimmt und eine große Hubkraft auf das Flugzeug einwirkt. Sobald sich das Flugzeug der gewählten Vertikalgeschwindigkeit nähert, klingt das der Differenz zwischen der gewählten und der wirklichen Vertikalgeschwindigkeit proportionale Signal ab.
  • Wenn das Flugzeug aufsteigt, wird durch den Vertikalbeschleunigungsmesser 16 ein der Vertikalbeschleunigung des Flugzeuges proportionales Signal hervorgerufen, das zwar auch der Betätigungsvorrichtung 23 zugeführt wird, jedoch im Sinn einer Herabsetzung des Schubes wirkt. Bevor die gewählte Vertikalgeschwindigkeit erreicht wird, ist das Signal vom Vertikalbeschleunigungsmesser 16 gleich dem die Differenz zwischen der erforderlichen Vertikalgeschwindigkeit und der wirklichen Vertikalgeschwindigkeit darstellenden Si 'anal, so daß die Betätigungsvorrichtung das Drosselventil 24 in seine Gleichgewichtslage bewegt. Sobald das die Vertikalbeschleu-,ung darstellende Signal das die Differenz zwischen nig der erforderlichen Vertikalgeschwindigkeit und der wirklichen Vertikalgeschwindigkeit darstellende Signal überschreitet, wird der Schub und somit die Aufwärtsbeschleunigung verringert, bis die gewählte Vertikalgeschwindigkeit erreicht ist.
  • Eine weitere vom Differenzierungskreis 19 erhaltene und den Betrag der Änderung der Vertikalbeschleunigung des Flugzeuges darstellende Spannung ist der die wirklichen Beschleunigungen darstellenden Spannung überlagert; ähnlich ist das die Vertikalbeschleunigung darstellende Signal auch zu dem die Differenz zwischen der erforderlichen Vertikalgeschwindigkeit und der wirklichen Vertikalgeschwindigkeit darstellenden Signal um 180' phasenverschoben. Um so größer die Änderung der Aufwärtsbeschleunigung des Flugzeuges bei einer gegebenen Aufwärtsbeschleunigung ist, desto eher wird das zusammengesetzte Signal gleich dem Signal, das der Differenz zwischen der erforderlichen und der wirklichen Vertikalgeschwindigkeit entspricht, und um so eher wird die Betätigungsvorrichtung 23 das Drosselventil 24 betätigen, um den Schub zu verringern. Das durch den Differenzierungskreis erzeugte Signal kann daher am besten als ein zu erwartendes Maß der Beschleunigung angesehen werden.
  • Der durch das Triebwerk 25 hervorgerufene Schub bleibt hinter der Bewegung des Drosselventils 24 zurück; setzt man die Flugzeugmasse als konstant voraus, so stellt eine Veränderung des Schubes von dem zum überwinden der Gravitationsbeschleunigung am Flugzeug erforderlichen Wert eine direkt proportionale Aufwärts- oder Abwärtsbeschleunigung des Flugzeuges dar. Der Schub vergrößert sich daher bei diesem Beispiel zunächst und vermindert sich dann bis etwas unter seinen Gleichgewichtswert, wodurch eine entsprechende Aufwärtsbeschleunigung des Flugzeuges erreicht wird, auf die eine Verminderung der Aufwärtsbeschleunigung und eine geringe Abwärtsbeschleunigung folgt, da das Flugzeug das Bestreben hat, die gewählte Vertikalgeschwindigkeit zu erreichen.
  • Bei der Abart, bei der ein Vertikalgeschwindigkeitsmesser 15 wegfällt und der Wähler 9 zum Wählen eines gewünschten Wertes bei der Vertikalbeschleunigung dient, ist die Wirkung ähnlich derjenigen zur direkten Wahl des Schubes; der Vorteil besteht jedoch darin, daß bei einer selbsttätigen Regelung das Signal, das z. B. eine erhöhte Aufwärtsbeschleunigung hervorruft, durch das Signal vom Beschleunigungsmesser 16 aufgehoben wird, wenn die gewünschte erhöhte Aufwärtsbeschleunigung - unabhängig von äußeren aerodynamischen Einflüssen - erreicht wird. Außerdem gewährt der Differenzierungskreis 19 bei dieser Ausführungsform eine vorausgehende Messung des wirklichen Beschleunigungswertes.
  • Bei den oben erläuterten Systemen wird die Gleichgewichtslage des Drosselventils stets direkt auf die Differenz zwischen dem gewählten Wert der Ge- schwindigkeit oder Beschleunigung und dem wirklichen Wert der jeweiligen Größe bezogen; wenn das Flugzeug somit schwebt und z. B. schwere Last abgeladen wird, hat das Flugzeug das Bestreben zu steigen, weil die Schubwirkung nun größer als das Gewicht ist, wobei das Drosselventil - sobald keine Änderung des Wertes der Vertikalgeschwindigkeit (oder der -beschleunigung) erfolgt - in derselben Stellung bleibt. Wie oben erläutert, ist ein Integrator zwischengeschaltet, der so angeordnet ist, daß zusätzlich zu dem Signal, das eine Funktion der erforderlichen Vertikalgeschwindigkeit ist, durch die Beschleunigung des Flugzeuges noch ein Signal hervorgerufen wird, das proportional dem Integral dieses Signals nach der Zeit ist. Die Summe des ursprünglichen Signals und seines Integrals wird der Betätigungsvorrichtung zugeführt. Wenn das Flugzeug das Bestreben hat zu steigen oder nach einer Gewichtsänderung herabzusinken, wird die Differenz zwischen dem gewählten Wert der Geschwindigkeit (oder Beschleunigung) und dem wirklichen Wert nicht mehr gleich Null sein, und das vom Integral herrührende Signal nimmt vom Augenblick der Änderung des Gewichts zu. Der Betätigungsvorrichtung wird daher das Gesamtsignal in dem Sinne zugefühM daß der Schub des Triebwerks herabgesetzt wird. Bei dem angegebenen Beispiel wird die Größe der Differenz zwischen dem gewählten Wert und dem wirklichen Wert, der zum Zuführen des notwendigen Schubverringerungssignals zum Drosselventil erforderlich ist, fortdauernd reduziert bis die Differenz Null ist.
  • Der Betrag der Beschleunigungsänderung kann auch an Stelle von Differenzieren des durch den Beschleunigungsmesser 16 erzeugten Signals, durch ein entsprechendes Instrument direkt gemessen werden.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Flugregler zur Regelung des Schwebefluges während des Start- und Landevorganges von lotrecht startenden und landenden Flugzeugen mit Hubtriebwerken zum Erzeugen einer das Fluggewicht übersteigenden Hubkraft, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h einen Vertikalbeschleunigungsmesser (16) sowie einen Wähler (9), mit dem die gewünschte Vertikalbeschleunigung eingestellt wird, ferner durch eine Additionseinrichtung (21), die die Ausgangssignale vom Wähler (9) und dem Beschleunigungsmesser zusammenfaßt und an ein Stellglied weiterleitet, das ein Drosselventil zur Änderung des Hubtriebwerkschubes betätigt.
  2. 2. Flugregler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Additionseinrichtung (18), die das vom Vertikalbeschleunigungsmesser (16) kommende Signal mit dem von einem Vertikalgeschwindigkeitsmesser(15) kommenden Signal zusammenfaßt. 3. Flugregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Integrator vorgesehen ist, der das Vertikalgeschwindigkeitssignal durch Integrieren des Vertikalbeschleunigungssignals erzeugt. 4. Flugregler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des vom Vertikalbeschleunigungsmesser (16) erzeugten Signals durch einen Differentiator (19) differenziert wird und der Additionseinrichtung (18) zugeführt wird, wo es mit dem verbliebenen Beschleunigungsteilsignal und dem Vertikalgeschwindigkeitssignal zusammengefaßt wird. 5. Flugregler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das differenzierte Beschleunigungssignal so in den Regelkreis eingeschaltet wird, daß es eine Steigerung des Schubes bewirkt, wenn eine Erhöhung der Vertikalbeschleunigung durch den Wähler (9) gefordert ist, und eine Schwächung des Schubes bewirkt, wenn die augenblickliche, vom Beschleunigungsmesser (16) gemessene Vertikalbeschleunigung ansteigt. 6. Flugregler nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Ausgangssignals der Additionseinrichtung (21) durch Netzwerke (26, 27) integriert und phasenverschoben wird und darauf zu der Vergleichseinrichtung (21 A) geführt wird, in der es zusammen mit dem verbliebenen Ausgangsteilsignal und einem Rückkopplungssignal zu einem Stellsignal für das Stellglied (23) verarbeitet wird. 7. Flugregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückkopplungssignal durch ein Potentiometer (68, 69) am Stellglied (23) erzeugt wird und über einen Verstärker (23 A) der Vergleichseinrichtung (21 A) zugeführt wird. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1101968, 1075 440.
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