DE1279344B - Vorrichtung zur Anzeige der Richtung einer Luftstroemung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

GOIc

Deutsche Kl.: 42 c-25/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 79 344.1-52 (F 46041)

13. Mai 1965

3. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige der Richtung einer Luftströmung mit einer Sonde und einer elastischen Lagerung der Sonde, aus der sich ein Abschnitt der Sonde senkrecht in die Luftströmung erstreckt, wobei die Sonde unter der Widerstandskraft der Luftströmung eine begrenzte Ablenkbewegung ausführt, vorzugsweise zur Anwendung bei Durchsackwarnvorrichtungen von Flugzeugen.

Die mehrfach bekannten Arten von Windrichtungsanzeigegeräten verwenden eine hohle drehbare Sonde, die vom Flugzeugrumpf aus in den Luftstrom ragt; die Sonde hat zwei Luftdurchlässe, über die sie mit der Luftströmung durch Kanäle in der Sondenwand kommuniziert.

Derartige Anzeigegeräte arbeiten mit dem unterschiedlichen Staudruck zwischen den beiden Luftkanälen, der ein Kontrollsystem derart steuert, daß die Sonde so lange gedreht wird, bis der Staudruck in beiden Kanälen gleich groß geworden ist. Die Richtung der Luftströmung verläuft dann entlang der Winkelhalbierenden des Winkels zwischen den beiden Strömungskanälen in dem Sondenmantel.

Diese Art von Anzeigegeräten hat mehrere Nachteile. Einmal werden derartige Strömungskanäle, wenn sie im Inneren der Sonde verlaufen, leicht durch Staub, Insekten oder Feuchtigkeit verstopft, zum anderen muß die Sonde im Flugzeugrumpf in Lagern gedreht werden. Derartige Lager können aber aus den verschiedensten Gründen festfressen.

Eine weitere Art von Anzeigegeräten arbeitet mit einem asymmetrisch angebrachten Flügel, der an einer drehbaren Achse befestigt ist. Hierbei tritt ebenfalls das Problem des Festfressens der Lager auf. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Luftströmungsanzeigegerät zu schaffen, das die oben im einzelnen aufgeführten Nachteile nicht aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit einem inneren Abschnitt der Sonde ein Hemmglied verbunden ist, durch das die Auslenkung der Sonde auf eine einzige, eine Komponente der Widerstandskraft enthaltende Ebene beschränkt ist und ein Kompensator zum Drehen des Hemmgliedes in eine Stellung vorgesehen ist, in der die Auslenkung der Sonde verschwindet und eine Meßeinrichtung zur Messung des Winkels zwischen dieser Stellung der Sonde und einer Bezugsrichtung angeordnet ist. Das bringt den Vorteil mit sich, daß sich außerhalb des Flugzeugrumpfes weder Lager noch Luftkanäle befinden, die festfressen bzw. verstopfen können. Dadurch wird eine sehr große Betriebssicherheit der Anlage erreicht.

Vorrichtung zur Anzeige der Richtung einer
Luftströmung

Anmelder:

Ferranti Ltd.,

Hollinwood, Lancashire (Großbritannien)

Vertreter:

Dr. B. Quarder, Patentanwalt,

7000 Stuttgart, Richard-Wagner-Str. 16

Als Erfinder benannt:

Brian Edward Pitches, Balerno, Midlothian;

Donald Hope,

Corstorphine, Edinburgh (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 13. Mai 1964 (19 873)

as Die Erfindung soll nun an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben werden, von denen

F i g. 1 die Hauptmerkmale einer Ausführungsform in schematischer Weise zeigt;

Fig.2 zeigt eine Dämpfungsvorrichtung, wie sie bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zum Einsatz kommt;

Fig.3 ist eine Draufsicht auf die Dämpfungsvorrichtung in F i g. 2;

Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Abgriffs zur Anwendung beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

F i g. 1 zeigt eine zylindrische Sonde 11 in einer flexiblen Membran 12 gehaltert, die in einem Durchbruch im Rumpf des Flugzeugs befestigt ist. Das freie Ende der Sonde 11 ragt in den Luftstrom, während das andere Ende von einem elastischen Schenkel 16, der über ein Lager 17 die Sonde 11 mit einem drehbaren Ring 18 verbindet.

Das unfreie Ende der Sonde 11 wird von einem Käfig aufgenommen, der gleichzeitig ein Potentiometer^ als Signalabgriff enthält, dessen Schleifer mit dem Ende der Sonde 11 verbunden ist. Zum Abgriff eines Signals wird eine geeignete Spannung an das Potentiometer zwischen A und B und den Schleifer gelegt. Der Abgriff am Potentiometer ist bei C über ein nicht dargestelltes Kontrollsystem

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Claims (1)

1. 3 4

   mit einem Servomotor 20 verbunden, der zur Dre- parallel zu der Windrichtung befindet. Die Sonde ist hung des Ringes 18 und dadurch des Lagers 17 dient. dann nicht mehr ausgelenkt, und der Schleifer des

   Der Widerstandskörper des Potentiometers 19 ist Potentiometers 19 befindet sich in Null-Stellung, mechanisch derart mit dem Ring 18 verbunden, daß Das Lager 17 dreht sich mit dem Schenkel 16 um

   er sich mit diesem dreht, so daß die Auslenkung 5 die Sonde 11. Wenn sich der Ring 18 in Richtung des Potentiometerschleifers aus der Null-Stellung die des Pfeils D dreht, wird das Dämpfungsöl von dem Größe und Richtung der Auslenkung des elastischen Flügel 22 durch die Drehbewegung der Dämpfungs-Schenkels 16 anzeigt. Das Potentiometer 19, der kammer 23 an dem sondenfesten Flügel 21 vorbei-Motor 20 und das Kontrollsystem bilden die Vor- bewegt. Die Widerstandskraft des Öls auf dem Flügel richtung zur Ausrichtung des Ringes 18. io 21 ist proportional zur Rotationsgeschwindigkeit des

   Es ist notwendig, bei einem derartigen Servo- Flügels 22 und erfolgt in der durch den Pfeil E ansystem eine Dämpfung vorzusehen. Eine geeignete gedeuteten Richtung derart, daß sie bestrebt ist, die Form ist in F i g. 2 und 3 dargestellt. Sie besteht aus Ausgangsstellung der Sonde wiederherzustellen, woeinem Flügelpaar, das sich in einem Dämpfungs- durch eine Art stabilisierender Rückkopplung ermedium, wie z.B. Öl, bewegt. Dabei ist der eine 15 reicht wird. Es ist aber dafür Sorge zu tragen, daß Flügel 21 fest mit der Sonde verbunden und erstreckt der hydraulische Widerstand eine Stabilisierungskraft sich in seiner Längsrichtung zwischen der Membran erzeugt und keine positive Rückkopplung, damit der 12 und dem Ring 18. Ein zweiter Flügel 22 gleicher Flügel 22 auf der bezüglich des Schenkels 16 entLänge erstreckt sich parallel zu dem Flügel 21, ist gegengesetzten Seite der Sonde zu liegen kommt, aber radial an der Innenseite der zylindrischen 20 Die Richtung der Luftströmung wird dann durch Dämpfungskammer 23 befestigt. Die Sonde 11 ist ko- die Richtung des Schenkels 16 von dem Lager 17 axial zu der Dämpfungskammer 23 angeordnet und zu dem Ring 18 angezeigt; diese Richtung kann leicht mechanisch mit dem Ring 18 derartig verbunden, daß durch eine geeignete Abgriffvorrichtung abgenommen der Flügel 22 angenähert koplanar mit dem Schenkel und auf einem Anzeigegerät sichtbar gemacht werden. 16, aber auf der gegenüberliegenden Seite an der 25 Die beiden Teile der Sonde, sowohl der innerhalb Dämpfungskammer 23 angebracht ist. Der mit der als auch der außerhalb des Flugzeugrumpfes, sind Sonde 11 verbundene Flügel 21 soll bezüglich des entlastet, um eine Auslenkung infolge einwirkender Flügels 22 so angeordnet sein, daß eine möglichst Beschleunigungskräfte auszuschalten. Der Flügel 21 große Änderung der Windrichtung noch erfaßt wird. dient ebenfalls dazu, Schwingungen der Sonde in Dazu ist der Flügel 21 vorzugsweise so angebracht, 30 einer zu dem Schenkel 16 senkrechten Richtung zu daß er in derselben diametralen Ebene wie der Flügel verhindern.

   22 liegt, wenn sich das Instrument in der Null-Lage Das Potentiometer 19 zur Steuerung des Servo-

   befindet, die gleichzeitig der Richtung der Luft- motors 20 kann durch eine andere gewünschte Art strömung entspricht, an deren Kenntnis das größte des Abgriffs, die Richtung und Größe der Auslenkung Interesse besteht. Wenn das Instrument z. B. als 35 der Sonde anzeigt, ersetzt werden. Durchsackwarngerät Verwendung findet, werden die ■■ Ist die Auslenkung der Sonde z. B. sehr gering und Flügel so angeordnet, daß sie dann koplanar zu- der Potentiometerabgriff nach F i g. 1 daher uneinander sind, wenn der Angriffswinkel der Luft- geeignet, kann die Anordnung nach F i g. 4 verwendet strömung dicht bei dem Durchsackwert liegt. Die werden.

   Einjustierung des Instruments wird vorgenommen, 40 Diese benutzt die Hemmvorrichtung gemäß F i g. 2 nachdem es im Flugzeug eingebaut ist. in Verbindung mit der Abgriffvorrichtung für einen

   Die Stellung der Flügel, wie sie in F i g. 2 und 3 veränderlichen magnetischen Widerstand, gezeigt ist, entspricht der Null-Lage des Instruments. Da sich das Ende der Sonde 11 nur in einer Ebene

   Die Dämpfungskammer oder auch das ganze bewegen kann, ist auch nur ein einziger Abgriff 24 Instrumentengehäuse ist mit Öl gefüllt. 45 notwendig.

   Das Instrument arbeitet folgendermaßen: Das freie Das abgegriffene Signal zur Drehung des Rings 18

   Ende der Sonde 11 ist der Widerstandskraft der vor- durch den Motor 20 erscheint so lange, bis der beiströmenden Luft ausgesetzt, und dieses Ende der Schenkel 16 wieder gestreckt und die Sondenablen-Sonde hat das Bestreben, sich in Richtung des Luft- kung aufgehoben ist. Das oben beschriebene Dämpstroms (Pfeile) zu bewegen, wie.es in Fig. 3 dar- 50 fungssystem kann auch bei dieser Anordnung Vergestellt ist. Aus diesem Grund ist die Sonde in einer wendung finden.

   elastischen Membran 12 gelagert; das geräteinnere Vorstehend wurde die Sonde 11 als zylindrisch be-

   Teil der Sonde wird dann in entgegengesetzter Rieh- schrieben. Es können aber auch andere symmetrische tung abgelenkt. Durch den Schenkel 16 und das das Körper als Sonden verwendet werden, solange sie Sondenende aufnehmende Lager 17 kann sich das 55 keine Turbulenzen oder Wirbel in der Luftströmung innere Ende der Sonde in einer zur Längserstreckung erzeugen; so wäre z. B. eine konische Form mit des Schenkels 16 senkrechten Richtung C bewegen. kleinem Scheitelwinkel oder eine torpedoartige Form So kann sich das freie Ende der Sonde in der durch der Sonde geeignet, den Pfeilß angedeuteten zum Schenkel 16 senkrechten Richtung bewegen, die eine Luftwiderstands- 60 Patentansprüche: kompente auf die Sonde enthält.

   Eine Bewegung der Sonde erzeugt somit eine Ver- 1. Vorrichtung zur Anzeige der Richtung einer

   Schiebung des Schleifers am Potentiometer, wodurch Luftströmung mit einer Sonde und einer ela-

   ein Signal auf das Kontrollsystem gegeben wird, das stischen Lagerung der Sonde, aus der sich ein

   die Richtung anzeigt, in der der Schenkel 16 aus- 65 Abschnitt der Sonde annähernd senkrecht in die gelenkt worden ist. Das Kontrollsystem steuert den Luftströmung erstreckt, wobei die Sonde unter

   Servomotor 20, der den Ring 18 in die entsprechende der Widerstandskraft der Luftströmung eine be-

   Richtung (PfeilD) dreht, bis sich der Schenkel 16 grenzte Ablenkbewegung ausführt, dadurch

   gekennzeichnet, daß mit einem inneren Abschnitt der Sonde (11) ein Hemmglied verbunden ist, durch das die Auslenkung der Sonde (11) auf eine einzige, eine Komponente der Widerstandskraft enthaltende Ebene beschränkt ist, daß ein Kompensator zum Drehen des Hemmgliedes in eine Stellung vorgesehen ist, in der die Auslenkung der Sonde (11) verschwindet und daß eine Meßeinrichtung zur Messung des Winkels zwischen dieser Stellung der Sonde (11) und einer Bezugsrichtung angeordnet ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hemmglied aus einem den inneren Abschnitt der Sonde (11) umgebenden Lager (17), einem mit diesem verbundenen drehbaren Ring (18) und einem sich von einem Rand des Ringes (18) nach innen erstreckenden federnden Schenkel (16) besteht, und daß der federnde Schenkel (16) so ausgebildet ist, daß das Lager

   (17) im Mittelpunkt des Ringes (18) ruht und lediglich senkrecht zur Längsausdehnung des federnden Schenkels (16) in der Ebene des Ringes

   (18) auslenkbar ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensator einen mit dem Ring (18) gekuppelten Motor (20) und eine Servoeinrichtung aufweist, die eine Drehung des Ringes (18) bei Einwirken einer reinen Zugkraft auf den federnden Schenkel (16) ausschaltet.

   4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung einen mit dem Ring (18) verbundenen Abgriff enthält.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Potentiometer (19) als Abgriff.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen variablen magnetischen Widerstand (24) als Abgriff.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sonde (11) eine Dämpfungsvorrichtung (21, 22, 23) gekuppelt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 530 673;
   USA.-Patentschriften Nr. 3 016 742,3 108 473.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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