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Vorrichtung zur automatischen Ermittlung des wahren Flugzustandes
eines sich im Flug befindlichen Flugkörpers Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur automatischen Ermittlung des wahren Flugzustandes eines sich im Flug befindlichen
Flugkörpers aus einer entsprechend den Flugzustand veränderlichen Luftdruckmessung
mit einem rahmenartigen Support, der in einer dichten, vom atmosphärischen Druck
beaufschlagten Kammer eines Gehäuses drehbar gelagert ist und der zumindest eine
auf Druck ansprechende Manometerdose trägt, die über eine auf Temperatur ansprechende
Vorrichtung eine im Support koaxial zu dessen Drehachse gelagerte Hauptwelle entsprechend
dem Druck und der Temperatur verdreht.
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Zahlreiche aerodynamische Faktoren, die den Flugzustand eines Flugkörpers
bestimmen, z. B. die Flughöhe, die Steig- und Fallgeschwindigkeit, die Fluggeschwindigkeit
oder Machzahl, ändern sich als Funktion des Luftdrucks, sei es der statische Luftdruck
zur Bestimmung der Flughöhe oder der dynamische Luftdruck zur Feststellung der Machzahl.
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Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Prinzip, das auf der
Messung eines statischen Drucks basiert, kann bei irgendwelchen beliebigen Instrumenten
zur Messung eines aerodynamischen Faktors verwendet werden. Zum Zweck der Klarheit
wird hier die Erfindung in Verbindung mit einem Höhenmeßgerät beschrieben, obwohl
die Vorrichtung z. B. auch zur Feststellung der wahren Fluggeschwindigkeit ausgebildet
werden könnte.
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Was die Höhenmeßgeräte anbetrifft, so werden diese im allgemeinen
in drei Gruppen entsprechend der maximalen Höhe und Geschwindigkeit eingeteilt,
die das Flugzeug oder der Flugkörper, in dem sie montiert sind, erreichen kann.
In die erste Gruppe stuft man die Höhenmeßgeräte für Flugzeuge ein, die bis zu 10
km aufsteigen und eine Fluggeschwindigkeit bis zu etwa 0,8 Mach haben; in die zweite
Gruppe stuft man die Höhenmeßgeräte für Flugzeuge ein, die bis zu 15 km aufsteigen
bei einer Grenze für die Machzahl von 0,9; in die dritte Gruppe stuft man die Höhenmeßgeräte
für Flugzeuge ein, die bis zu 25 km aufsteigen bei einer Grenze für die Machzahl
von 2,5.
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Zur Messung des statischen Drucks verwendet man im allgemeinen einen
Luftanschluß an der Außenfläche des Luftfahrzeugs, der soweit wie möglich gegen
die Wirkungen der dynamischen Überdrucks und der vom Fahrwind herrührenden Turbulenz
geschützt ist, obwohl sich diese Einflüsse niemals vollständig ausschalten lassen.
Es ergibt sich daher bei der Messung des statischen Drucks ein unvermeidlicher Fehler.
Dieser Fehler, der bei niedrigen Geschwindigkeiten ebenso wie bei Überschallgeschwindigkeit
gering ist, nimmt in der Nähe der trberschallgeschwin-
digkeit wegen der dort auftretenden
Kompressibilitätswirkungen einen beträchtlichen Wert an. Es ergibt sich demnach
insbesondere für die Flugzeuge der zweiten und dritten Gruppe die Notwendigkeit,
den gemessenen statischen Druck entsprechend dem dynamischen Druck zu korrigieren,
wenn man eine Anzeige der wahren Flughöhe erhalten will, während dies bei der ersten
Gruppe nicht unbedingt erforderlich ist, da bis zur maximalen Flughöhe und Geschwindigkeit
dieser Flugzeuggruppe die Kennlinie des statischen Drucks bei wachsender Geschwindigkeit
im wesentlichen linear verläuft.
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Bei den Höhenmeßvorrichtungen aller zuvor erwähnten Gruppen treten
aber auch Fehler auf, die einmal auf die Messung selbst, zum anderen auf die Übertragung
des gemessenen Drucks und schließlich auf aerodynamische Eigenschaften des Flugkörpers
selbst zurückzuführen sind. Um diese Einflüsse auszuschalten, wurden gemäß einem
älteren Vorschlag Regeleinrichtungen im Inneren des versiegelten Meßinstrumentes
vorgesehen, die jedoch, da es sich um dreidimensionale bewegliche Steuerkurven handelte,
sehr schwierig bestimmbar und herstellbar waren und noch der Nachteil auftrat, daß
Nachjustierungen dieser Steuerkurven äußerst schwierig waren und außerdem die Siegel
bei jeder Nachstellung erbrochen werden mußten.
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Diese Fehlerquellen auf verhältnismäßig einfache Weise auszuschalten,
ist Aufgabe der Erfindung, und zwar soll dies für alle zuvor erwähnten Flugzeuggruppen
erreicht werden, wobei bevorzugt wird, daß die zur Ausschaltung dieser Fehler erforderliche
Einrichtung, ohne irgendwelche Siegel erbrechen zu müssen, leicht zugänglich ist,
so daß Nachjustierungen jederzeit vorgenommen werden können. Mit der Erfindung soll
eine Vorrichtung geschaffen werden, die in ihrer einfachsten Form für die ersterwähnte
Flugzeuggruppe geeignet ist, die jedoch in ihrer Grundform weiter so ausgestaltet
werden kann, daß sie auch bei den anderen Flugzeuggruppen äußerst präzise, bisher
nicht erreichbare Werte zu liefern im Stande ist. Letzteres soll durch Kombination
mit dem Vorschlag älterer Rechte erreicht werden, bei denen der gemessene statische
Druck in eine proportionale Drehung einer Welle umgewandelt wird, wobei dann die
auf der dynamischen Druckmessung basierende Machzahl ebenfalls in eine Drehbewegung
umgewandelt wird, die mittels eines Differentialgetriebes algebraisch mit der auf
der statischen Druckmessung beruhenden Drehbewegung addiert wird.
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In ihrer einfachsten Ausführungsform geht die Erfindung aus von einer
für die erste Flugzeuggruppe geeigneten Vorrichtung der eingangs erwähnten Art.
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Bei dieser ein älteres Recht darstellenden Vorrichtung wird die vorstehend
erwähnte Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß eine Bewegungsübertragungsvorrichtung
den der Druckmessung entsprechenden Drehwinkel der Hauptwelle proportional auf einen
Signalgenerator überträgt, der einen eine durch Nichtlinearitäten verursachte Fehler
feststellende Korrekturvorrichtung antreibenden Servomotor steuert und daß die Korrekturvorrichtung
eine Triebverbindung mit dem Support aufweist, die denselben als Funktion des wahren
Flugzustandes verdreht.
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Gemäß der Erfindung weist die Korrekturvorrichtung eine stationäre
Steuerkurve auf, entlang dessen entsprechend den Nichtlinearitäten ausgebildeter
Kurvenfläche sich ein vom Servomotor angetriebener Abtaster entlangbewegt, der die
Triebverbindung mit der Drehachse des Supports aufweist. Eine äußerst befriedigende
Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Bewegungsübertragungsvorrichtung
ein Maltesergetriebe ist, das ein auf der Hauptwelle befestigtes Zahnsegment aufweist,
das mit einem auf der Welle des rotierenden Signalerzeugers befestigten Ritzel im
Eingriff steht und daß die Signale des Signalerzeugers über einen Verstärker dem
Servomotor zugeführt werden.
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Zweckmäßig steht hierbei der Servomotor über einen Getriebezug mit
einem auf einer Gewindespindel der Korrekturvorrichtung befestigten Ritzel in Triebverbindung,
wobei der Nockenabtaster an einer auf einer Gewindespindel gelagerten Mutter befestigt
ist, die mit einem auf der Drehachse des Supports befestigten Kurbelarm gelenkig
verbunden ist.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist eine für
die zweite Flugzeuggruppe geeignete Vorrichtung vorgesehen, die sich dadurch auszeichnet,
daß innerhalb der Kammer ein Machzahl-Computer angeordnet ist, der eine Triebverbindung
mit einer in der Kammer gelagerten Machwelle aufweist, die ihrerseits über eine
Triebverbindung die Hauptwelle proportional zu der Machzahl verdreht
und damit den
gemessenen statischen Druckwert entsprechend der geflogenen Machzahl korrigiert.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sieht
vor, daß das Gehäuse neben der druckfest versiegelten Kammer eine von außen ohne
Verletzung der Versiegelung der Kammer zugängliche Eichkammer aufweist, in der die
Fehlerkorrekturvorrichtung und deren Triebverbindung mit der in die Eichkammer vorstehenden
Drehachse des Sup ports angeordnet sind.
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Eine für die dritte Flugzeuggruppe geeignete Vorrichtung sieht vor,
daß in der Schleife, zwischen der die Drehbewegung der Hauptwelle übertragenen Vorrichtung
und der Fehlerkorrekturvorrichtung eine Auslegevorrichtung vorgesehen ist, die auf
den korrigierten Wert des aerodynamischen Faktors anspricht.
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Zweckmäßig ist ein Geschwindigkeitssignal vom Servomotor zum Verstärker
rückgekoppelt, um eine Dämpfung zu bewirken.
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Hierbei sieht die Erfindung vor, daß die Triebverbindung zwischen
der Machwelle und der Hauptwelle einen einen fehlerhaften Druck korrigierenden Nokken
aufweist.
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Weiterhin kann die Triebverbindung zwischen der Machwelle und der
Hauptwelle einen Winkelhebel aufweisen, der schwenkbar an einer mit dem Malteserkreuzgetriebe
zusammenwirkenden Blockierscheibe gelagert ist und dessen einer Hebelarm mit einer
Nockenablaufrolle an dem den fehlerhaften Druck korrigierenden Nocken anliegt, während
der andere Hebelarm über eine an sich bekannte flexible Kupplung mit einem auf der
Hauptwelle befestigten Hebel verbunden ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Hauptwelle zwei
durch eine an sich bekannte flexible Kupplung verbundene Teile aufweist und daß
auf dem einen Hauptwellenteil der Hebel und auf dem anderen Hauptwellenteil das
die Bewegungsübertragungsvorrichtung antreibende Zahnsegment und die Blockierscheibe
befestigt sind.
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Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sollen nunmehr
an Hand der Zeichnungen beschrieben werden, in denen F i g. 1 eine schematische
Darstellung einer Druck-Meßeinrichtung und F i g. 2 eine schematische Darstellung
eines Höhenmeßgeräts wiedergibt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besitzt ein Druckmeßinstrument
10 ein Gehäuse 11, welches durch eine Querwand 12 in zwei Teile geteilt ist.
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Eine versiegelte Kammer 14 zur Korrektur des Drucks und eine Eichkammer
15. Das Innere der Kammer 14 ist einem durch eine Öffnung 16 mittels eines statischen
Rohres, welches nicht dargestellt ist, übertragenen Druck ausgesetzt. Vorzugsweise
kann das Instrument nach F i g. 1 zur Messung des dynamischen Drucks oder des Gesamtdrucks
verwendet werden. Die Kammer 14 steht dann über die öffnung 16 in Verbindung mit
einem Pitotrohr des Flugzeugs.
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Ein Diffrentialrahmen 21 ist im Inneren der Kammer 14 angeordnet.
Er ist von zwei Wellen 17 und 19 gehalten, die mit ihm fest verbunden sind.
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Die Welle 17 durchdringt die Wandung 12, in der sie sich drehen kann;
die Welle 19 ist an einer Wand 20 des Gehäuses 11 befestigt, an der sie sich ebenfalls
drehen kann. Eine Hauptwelle 18 ist mit den Wellen 17 und 19 ausgerichtet und ist
in dem Rahmen 21 befestigt, um sich an ihren Enden drehen zu können.
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Von dem Rahmen 21 sind zwei Kapseln 22 und 24 gehalten, die den statischen
Druck geben und die mit der Welle 18 über geeignete Mittel verbunden sind.
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Diese Mittel können z. B. aus den in der französischen Patentschrift
1 243 393 beschriebenen Mitteln bestehen. Diese Mittel enthalten einen beweglichen
Arm 25, Bimetallstreifen 26 und 28 und Schwenkarme 29 und 30. Der Arm 25 ist perpendikelartig
auf der Welle 18 angeordnet und mit dieser in seinem mittleren Teil fest verbunden.
An jedem seiner Enden ist der Arm 25 durchbrochen, um zylindrische Enden 31 und
32 der Bimetallstreifen 26 und 28 aufzunehmen, deren andere Enden 34 und 35 einen
verkleinerten Durchmesser aufweisen, um die ersten Enden der Schwenkarme 29 und
30 aufnehmen zu können, deren andere Enden jeweils mit einer der Kapseln 22 und
24 verbunden sind.
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Vorzugsweise besitzt das Instrument 10 ein Malteserkreuzgetriebe
36, welches aus einem fest mit der Welle 18 verbundenen Sektor 38 und einem auf
einer Welle 40 befestigten Ritzel 39 besteht. Der Sektor 38 steht mit dem Ritzel
39 im Eingriff, und eine von der festen Einheit aus Welle 40 und Ritzel 39 erzeugte
Drehbewegung wird mittels einer Blockierscheibe 41, die auf der Welle 18 befestigt
ist, verhindert. Vorzugsweise besitzt das Instrument 10 noch einen umlaufenden Signalgenerator
42, der z. B. die Form eines Microsyn-Motors besitzt, der aus einem auf einem Ende
der Welle 40 befestigten Rotor 44 und einem fest mit dem Gehäuse 11 verbundenen
Stator 45 besteht. Das zweite Ende der Welle 40 ist derart in einem Teil 46 des
Gehäuses 11 gelagert, daß sie sich in ihm drehen kann.
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Die Eichkammer 15 enthält einen Verstärker 48, einen zweiphasigen
Servomotor 49 und eine Fehlerkorrektureinrichtung 50. Der Servomotor 49 enthält
einen Generator 37, einen Motor 43 und ein Stirnradgetriebe 47. Elektrische Leiter
51 und 52 verbinden den Verstärker 48 einerseits mit dem Motor 43, andererseits
mit dem Microsyn-Motor 42; übliche Umlaufgetriebe 53 verbinden das Stirnrad des
Getriebes 47 und das Ritzel 54 der Fehlerkorrektureinrichtung 50.
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Die Fehlerkorrektureinrichtung 50 enthält eine Schraubspindel 55,
deren eines Ende 56 derart in einer Befestigung 58 des Gehäuses gelagert ist, daß
sie sich drehen kann, und deren zweites mit einem Gewinde versehenes Ende 59 in
einem Rahmen 57 des Gehäuses 11 so gelagert ist, daß sie sich auch dort drehen kann.
Das Zahnradritzel 54 ist in der Nähe des ersten Endes 56 angeordnet. Eine Eichkurve
60 ist an dem Gehäuse 11 fest angeordnet. Sie besitzt eine Kurvenoberfläche 61,
die so berechnet ist, daß sie die der Einrichtung anhaftenden Nichtlinearitäten
kompensiert. Eine Mutter 62 ist mit einem Kurvenabtaster 64 fest verbunden; sie
ist so angeordnet, daß sie sich auf der Schraubspindel 55 verschiebt, wenn diese
umläuft. Ein Differentialarm 70, der fest an der Welle 17 angeordnet ist, besitzt
ein Folgeelement 71, welches durch die Mutter 62 verschoben wird. Wie bereits ausgeführt
wurde, durchdringt die Welle 17 die Trennwand 12 in einem Punkt, wo eine Versiegelung
zur Korrektur des Drucks an sich bekannter Art verwendet ist, so daß sie nicht dargestellt
zu werden braucht.
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Der Getriebezug 53 enthält Wellen 63, 65 und 66, die alle von Gehäusen
getragen und so angeordnet sind, daß sie sich drehen können. Die Welle 63 ist am
Kopf
des Getriebes 47 befestigt und trägt ein zylindrisches Zahnrad 67 und ein Getrieberitzel
68. Ein zylindrisches Zahnrad 69 ist von der Welle 65 gehalten und steht mit dem
Rad 67 im Eingriff. Ein Zahnrad 72 ist von der Welle 66 gehalten und steht sowohl
mit dem Rad 69 als auch mit dem Ritzel 54 im Eingriff.
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Die Einrichtung arbeitet nach Art eines Differentials, dessen erster
Eingang von der Welle 17 und dessen zweiter Eingang von der Welle 18 gebildet ist.
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Die Umdrehung der Welle 18 ist proportional der angezeigten Höhe,
und eine Umdrehung der Welle 17 ist proportional der allgebraischen Summe aus dieser
letzteren Größe und dem Fehlersignal, welches aus den Nichtlinearitäten der Elemente
des Höhenmeßgeräts resultiert. Das Ausgangssignal des Differentials wird als Umdrehung
der Welle 40 des Fehlersignalgenerators geliefert, eine Drehung, die Null ist, wenn
die Drehung der Wellen 55, 66, 65 und 63 proportional der tatsächlichen Höhe ist.
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Die Verwendung einer Einrichtung, in der ein Malteserkreuz 36 vorgesehen
ist, liefert wesentliche Vorteile für das Instrument, insbesondere die Verwirklichung
eines einfachen Mittels, welches beim Betrieb sicher und empfindlich ist, andererseits
jegliche Zweideutigkeit vermeidet. Die Einrichtung 36 bildet ein lineares Übertragungsmittel
für die Bewegung der Welle 18 zum Rotor 44 des Signalgenerators für eine voreingestellte
maximale Drehbewegung des Rotors.
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Beispielsweise ist die maximale, vorgewählte Rotation +600 mit einem
Übersetzungsverhältnis des Sektors 38 zum Ritzel 39 von 10:1. Folglich ist der Rotor
44 für Eingangssignale, die größer als 60 sind und auf die Welle 18 wirken, durch
die Blockierscheibe 41 in fester Lage gehalten. Während normalen Betriebs bleiben
der Sektor 38 und das Ritzel 39 praktisch stationär im Mittelpunkt der Ubertragungseinrichtung
36. Die Nullagen des Signalgenerators 42 sind um 900 getrennt. Folglich wird jede
Kombination einer Druckänderung und folglich auch jede Drehung der Welle 18 eine
Spannung entsprechender Phasenlage erzeugen, um das System in die Nullage zurückzubringen.
Das Druckmeßinstrument 10 ist bemerkenswert geschützt, so daß es keinen Schaden
nehmen kann, auch wenn es einer Druckänderung unterworfen wird, die den ganzen Bereich,
für den es angenähert ausgelegt ist, überschreitet.
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Vorzugsweise ist bei dem Instrument nach der Erfindung ein Servosystem
mit einer einzigen Rückführung verwendet, in der ein Fehlersignal von dem Generator
42 erzeugt ist. Der Verstärker 48 ist z. B. durch einen mit Wechselstrom arbeitenden
Differentialverstärker gebildet, der das Signal von dem Generator 42 empfängt. Die
Leistungsstufe des Verstärkers treibt den zweiphasigen Motor 43 an. Der Servoverstärker
kann zusammengesetzt sein aus einer Vorverstärkerstufe mit einem einzigen Transistor
an einem Paar Koppeltransistoren und einer Ausgangsstufe der Klasse B. Das Geschwindigkeitssignal
des Generators 37 ist auf den Verstärker zurückgeführt, um eine Dämpfung zu liefern.
Die notwendige Polarisationsspannung für den Servoverstärker kann durch eine Fremderregung
von einer festen Quelle geliefert werden.
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Die Eichkurve 60 ist vorzugsweise in die Rückführung des Servosystems
eingebaut, um mittels einer Korrektur die Nichtlinearitäten oder die Fehler im Inneren
der Einrichtung zu eliminieren. Die Kurve 60
kann durch eingeschnittenes
Profil oder durch Erhöhung der Segmente erhalten werden. In der Ein richtung können
zahlreiche Fehler auftreten, die abhängig sind von den Nichtlinearitäten der Kapseln
22 und 24 und von den mechanischen Verbindungen, die von den Kapseln zu dem Motor
42 führen; von Auflösungsfehlern, d. h. von Fehlern in der Auswertung der Korrespondenz
zwischen der Amplitude einer Anderung am Eingang und der entsprechenden Änderung
am Ausgang in der Schleife des Servosystems; von Reibungsfehlern, die durch Reibung
zwischen den Komponenten außerhalb der Schleife verursacht sind; von Hysteresefehlern,
die von dem elastischen Verhalten der Kapseln 22 und 24 herrühren; von Lage- und
Vibrationsfehlern, die von einer asymmetrischen Anordnung der Elemente herrühren,
die im wesentlichen von der symmetrischen Anordnung der Kapseln 22 und 24 eliminiert
sind; von Fehlern, die von Temperaturveränderungen herrühren, die im wesentlichen
durch die Bimetallstreifen 26 und 28 eliminiert sind.
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Zusammengefaßt besteht die Einrichtung aus einer Einheit von Druckkapseln
und von Bimetallstreifen, die ein Eingangssignal an einen Punkt der geschlossenen
Schleife eines Servosystems liefern. Das von dem Signalgenerator erzeugte Fehlersignal
erregt den Motor 43, der das System auf eine Gleichgewichtslage zurückführt, so
daß das Fehlersignal eliminiert ist. Der Generator 37 liefert eine Spannung, die
proportional der Geschwindigkeit ist, um die Stabilität des Systems sicherzustellen.
Die Eichkurve im Innern der Schleife ist zur Eliminierung der Nichtlinearitäten
im Innern des Systems verwendet.
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Im Betrieb steht die Kammer 14 in Verbindung mit dem Rohr für die
Zuführung des statischen Drucks des Luftfahrzeugs durch die Öffnung 16.
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Unter der Annahme, daß eine leichte Abweichung des Drucks in der Kammer
14 überwiegt als Folge einer Höhenzunahme des Fahrzeugs, dehnen sich die Kapseln
22 und 24 aus und rufen eine Umdrehung der Welle 18 hervor. Die Drehbewegung der
Welle 18 ruft eine Drehung des Rotors 44 des Signalgenerators hervor als Folge der
Übertragung der Bewegung auf den Mechanismus mit dem Malteserkreuz 36. Dadurch wird
in dem Generator 42 ein Fehlersignal erzeugt, welches im Verstärker 48 verstärkt
und auf den Servomotor 43 übertragen wird. Letzterer treibt die Getriebe 53 und
das Ritzel 54 an, welches die Schraubspindel 55 dreht. Die Drehung der letzteren
verschiebt die Mutter 63, die den Sektor 70 und folglich die Welle 17 sich drehen
läßt. Der Differentialrahmen 21, der mit der Welle 17 fest verbunden ist, wird somit
einer Richtung angetrieben, daß die Fehlerspannung des Generators 42 reduziert wird.
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Das Folgesignal ist derart korrigiert, daß der Kurvenabtaster 64 mit
der Mutter 62 durch die Drehung der Schraubspindel 55 verschoben wird, was zur Folge
hat, daß dieser Kurvenabtaster 64 sich auf der Eichkurve 60 abstützt. Es ist bemerkenswert,
daß die Einrichtung eine kontinuierliche Arbeitsweise gestattet.
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Es ist leicht zu sehen, daß alle Elemente des Instruments nach F
i g. 1 in der Einrichtung nach F i g. 2 mit denselben Bezugsziffern wiederkehren.
Die Einrichtung nach F i g. 2 besitzt noch zusätzliche Mittel zur Kompensation der
Fehler in dem festgestellten Druck, die von Änderungen der Machzahl abhängen.
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Das Höhenmeßgerät nach F i g. 2 ist insbesondere
für Einrichtungen
der Gruppen 2 und 3 nach den Definationen in der Einleitung dieser Beschreibung
geeignet.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besitzt die Einrichtung eine
Öffnung 80 für den Gesamtdruck, die in Verbindung mit dem Pitotrohr des Luftfahrzeugs
steht. Eine Differentialkapsel 81 oder Kapsel für dynamischen Überdruck ist im Innem
der Kammer 14 durch einen Träger 82 an der Wandung gehalten. Das Innere der Kapsel
81 ist mit der Öffnung 80 über ein Rohr 84 verbunden. Folglich ist die Kapsel 81
innen dem Gesamtdruck und außen dem der angezeigten Höhe entsprechenden statischen
Druck ausgesetzt, der gleich dem Druck im Innern der Kammer 14 ist.
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Eine Machzahlwelle 85 ist gleichfalls im Innern der Kammer 14 parallel
zur Hauptwelle 18 angeordnet. Ihre Enden sind derart gehalten, daß sie sich in Stützen
86 und 87 des Gehäuses drehen kann. Eine Rechenkurve 88 für die Machzahl ist mit
der Außenwelle 19 fest verbunden und dreht sich mit dem Rahmen 21 als Funktion der
tatsächlichen Höhen. Ein Bimetallstreifen 89 ist fest mit der Differentialdruckkapsel
81 verbunden und verschiebt sich mit dieser als Funktion des Gesamtdrucks. Der Bimetallstreifen
89 ist auf der Kurve 88 abgestützt. Der Bimetallstreifen 89 ist so angeordnet, daß
er die Welle 85 über eine feste Gabel 90 an der Welle 85 antreiben kann, wobei sich
in der Gabel eine feste Nase 91 des Bimetallstreifens 89 verschiebt. Das Profil
der Kurve 88 ist so ausgelegt, daß die Bewegung des Bimetallstreifens 89 derart
modifiziert wird, daß die Drehung der Gabel 90 von der Ausdehnung der Kapsel 81
und der Winkellage der Welle 19 abhängt. Vorzugsweise sind die Kurve 88, der Bimetallstreifen
89, die Gabel 90 und die Nase 91 so ausgelegt zu berechnen, daß die Bewegung der
Welle 85 proportional der Machzahl ist.
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In der Kammer 14 befindet sich weiterhin eine Trägerwelle 92 für
die Kurve 97, die parallel zur Welle 85 angeordnet und mit ihren Enden von Stützen
94 und 93 des Gehäuses derart getragen wird, daß sie sich drehen kann. Ein Sektor
95 ist mit der Welle 85 fest verbunden und derart angeordnet, daß er mit einem Ritzel
96, das mit der Welle 92 fest verbunden ist, im Eingriff steht. Eine Kurve 97 zur
Korrektur von Fehlern über dem Druck ist auf der Welle 92 befestigt und durch die
Welle 85 mit Hilfe des Getriebes 95-96 angetrieben. Folglich kann die Information
über die Druckfehler mittels der Kurve 97 als Funktion des Drehwinkels, d. h. der
Machzahl gespeichert werden. Die in der Machzahl enthaltenen statischen Fehler für
ein bestimmtes Luftfahrzeug können somit durch noch zu beschreibende Mittel korrigiert
werden. Für einen bestimmten Typ eines Luftfahrzeugs kann die Korrektur optimiert
werden, d. h., daß die Drehung der Welle 85 nicht allein von der Machzahl abzuhängen
braucht, sondern pro grammiert sein kann, um die Kurve 97 in die Lage zu bringen,
die für die festgestellten Druckwerte am Eingang am günstigsten ist.
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Ein L-förmiger Arm 98 trägt auf seinem einen Ende ein Folgeelement
99, welches auf der Kontur der Kurve 97 ruht. Er trägt in der Nähe der Spitze des
Winkels eine Drehachse 100, die andererseits an der Blockierscheibe 41 des Mechanismus
mit dem Malteserkreuz befestigt ist. Ein Arm 101 ist perpendikelartig mit der Hauptwelle
18 verbunden und besitzt
an seinem freien Ende eine Einkerbung
in U-Form, in die eine Nase 102, die an dem zweiten Ende des Armes 98 befestigt
ist, eindringt. Die Dre'lunJ der Kurve 97 ruft die Drehung des Folge ar:r 'x8 um
seine Drehachse 1g8 hervor. Diese Drehung r uft eine Winkelverschiebung des Sektors
38 und der Blockierscheibe 41 des Mechanismus mit Malteserkreuz mit Bezug auf die
Welle 18 und den Arm 101 hervor.
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Obwohl dies aus Gründen der Vereinfachung in der Figur dargestellt
ist, sei darauf hingewiesen, daß in Wirklichkeit die Nase 102 durch eine flexible
Schwenkachse ersetzt ist, die von einer Art sein kann, wie sie in der ersten französischen
Zusatzpatentschrift 82 760 zur französischen Patentschrift 1 281 672 beschrieben
ist. Die Hülsen der Schwenkachse sind fest einmal mit dem inneren Ende des L-förmigen
Arms 98, zum anderen des Arms 101 verbunden, und die Nase 102 ist in Wirklichkeit
durch Federn gebildet, die die Hülsen untereinander verbindet.
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In analoger Weise ist die Verbindung des Arms 101. des Sektors 38.
der Blockierscheibe 41 mit der Hauptwelle 18 in folgender Weise realisiert: Die
Welle ist unterbrochen, und ihre beiden Teile sind durch eine zweite flexible Schwenkachse
gleichen Typs, wie sie vorstehend genannt wurde, verbunden, wobei jede der beiden
Hülsen mit einem Teil der Welle 18 fest verbunden ist. Mit einer dieser Hülsen ist
das innere Ende des Arms 101 fest verbunden, während mit der anderen Hülse der Sektor
38 und die Blockierscheibe 41 verbunden sind.
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Im Betrieb ist die Kammer durch die Öffnung 16 mit dem Rohr für die
Übertragung des statischen Drucks des Luftfahrzeugs verbunden', das Innere der Differentialkapsel
81 ist mit dem Pitotrohr durch die Öffnung 80 und das Rohr 84 verbunden. Ganz generell
kann man sagen, daß die Einrichtung die eintretenden Drücke, nämlich den statischen
und den Gesamtdruck, in eine Höhe umwandelt, die von gewissen Fehlern korrigiert
ist. Im einzelnen sei angenommen, daß der Druck im Innern der Kammer 14 eine Verminderung
erfährt, die aus einer Zunahme der Höhe des Flugkörpers resultieren soll. Die entsprechende
Arbeitsweise ist bereits in Verbindung mit F i g. l beschrieben worden. Wenn weiterhin
eine Änderung angenommen wird, sei es des statischen Drucks oder des Gesamtdrucks,
so hat dies eine geringe Verformung der Differentialkapsel 81 zur Folge.
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Die Verformung der Kapsel 81 ist angenähert proportional dem Logarithmus
der Differenz zwischen dem Auftreffdruck und dem statischen Druck. Die Drehung des
Rahmens 21 ist proportional der Höhe, somit auch diejenige der Kurve 88. Der Bimetallstreifen
89, die Gabel 90 und die Nase 91 sind vorgesehen, um die Machzahl zu berechnen,
so daß die Verformung der Kapsel 81 übergeführt wird in eine Drehung der Welle 85,
die proportional der Machzahl ist. Die Kurve 97 dreht sich als Funktion der Drehung
der Welle 85 mit Hilfe des Getriebes 95-96. Die Drehung der Kurve 97 verschiebt
den Folgearm 98 um seine Drehachse 100, wodurch der Arm 101 in Drehung versetzt
wird. Letzterer ruft eine entsprechende Drehung der Hauptwelle 18 und eine bestimmte
Drehung des Sektors 36 der Einrichtung mit Malteserkreuz durch Zwischenschaltung
der flexiblen Verbindung, die die Welle 18 unterbricht, hervor.
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Sodann führt der Servomechanismus kontinuierlich den Fehlersignalgenerator
42 in seine Nullage zurück,
wie vorstehend beschrieben wurde, wobei die durch die
Bewegung der Kapsel 81 und folglich die Bewegung des Arms 98 hervorgerufene Verschiebung
eine Drehung des Rahmens 21 bewirkt. Diese Drehung ist direkt proportional der tatsächlichen
Höhe. Die Korrektur fiir die Machzahl bewerkstelligt zuerst eine Drehung der Hauptwelle
18, die sich algebraisch der von den Kapseln 22 und 24 hervorgerufenen Drehung überlagert.
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Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 wurde gezeigt, daß die Drehung der
Welle 55 direkt proportional der tatsächlichen Höhe ist. Man kann daraus ableiten,
daß vorteilhaft viele Mittel verwendet werden können, um die tatsächlichen Höhensignale
einer Anzeige oder Arbeitseinrichtung zuzuführen. Zum Beispiel kann das die tatsächliche
Höhe angebende Signal in analoger Form durch Synchroübertrager 73 und 74, die auf
den jeweiligen Wellen 65 und 66 angeordnet sind, übertragen werden. Es sind zwei
Übertrager 73 und 74 dargestellt, die zwei unabhängige Signale an zwei unterschiedlichen
Punkten des Luftfahrzeugs liefern. Es ist offensichtlich, daß ein einziger Übertrager
genügen kann. Es ist weiterhin ein anderes Übertragungsmittel in Form eines Winkeldekodierers
76 gezeigt, der mit dem Getrieberitzel 68 im Eingriff steht. Dieser Winkeldekodierer
liefert eine numerische Information, die eine Funktion der tatsächlichen Höhe ist
und die z. B. in einem Beantworter verwendbar ist, der von dem Luftfahrzeug zur
Übertragung von Auskünften auf ein Kontrollzentrum verwendet werden kann.
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Es ist weiterhin noch bemerkenswert, daß ein Vorteil der Erfindung
darauf beruht, daß die Eichkurve 60 und die Einrichtungen zur Übertragung in einer
außen von der abgeschlossenen Kammer 14 angeordneten Kammer 15 angeordnet sind.
Somit hat man zu den Instrumenten der Kammer 15 Zugang, um die Struktur der Kurve
zu ändern, z. B. ohne gezwungen zu sein, die Versiegelung der Kammer 14 zu durchbrechen,
was nicht bei bekannten Einrichtungen der Fall ist.