DE1406361B2 - Redundante Stabilisierungseinrichtung für Flugzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine redundante Stabilisierungseinrichtung für Flugzeuge, insbesondere .Hubschrauber mit zwei identischen Dreiachsen-Fluglagereglern, die über Stellmotoren die Steuerglieder des Flugzeugs betätigen.

In der Zeitschrift »Raketentechnik und Raumfahrtforschung«, Heft 3/1961, S. 104 und 105, sind redundante Systeme für die Flugtechnik beschrieben. Auch ist nach der USA.-Patentschrift 2 686 285 eine redundante Stabilisierungseinrichtung der eingangs genannten Art bekannt.

Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung nach der USA.-Patentschrift 2 686 285, die einen Autopiloten darstellt, handelt es sich bei der Erfindung nicht um einen Autopiloten, der, wie bekannt, dazu dient, ein Flugzeug auf einem festen Kurs in einer vorbestimmten Lage und Höhe zu halten, bis vom Flugzeugführer eine Änderung vorgenommen wird, so daß also der Autopilot die automatische Steuerung des Flugzeugs an Stelle der manuellen Steuerung durch den Flugzeugführer übernimmt.

Im Gegensatz dazu dient die automatische Stabilisierungseinrichtung gemäß der Erfindung dazu, die vom Flugzeugführer bediente Stabilitätssteuerung, insbesondere bei einem Hubschrauber, um seine drei Achsen zu ersetzen, nämlich die Roll-, Nick- und Gierachse, ohne daß der Flugzeugführer bemerkt,

daß das Steuerungsgestänge verändert wird. Diese Stabilisierungseinrichtung gestattet es dem Flugzeugführer einige Minuten lang jeweils freihändig zu fliegen, was ohne eine derartige Stabilisierungseinrichtung nicht möglich ist, da ein Hubschrauber, wie bekannt, in sich dynamisch unstabil ist, so daß der Flugzeugführer höchstens einige Sekunden freihändig fliegen könnte, was verhindert, daß er irgendwelche anderen Aufgaben, wie die Navigation und die Beobachtung ausüben kann.

Jede automatische Stabilisierungseinrichtung für Hubschrauber muß bestimmte Anforderungen erfüllen. Vor allem muß sie über den ganzen Geschwindigkeitsbereich des Flugzeugs vom Schwebezustand bis zur maximalen Geschwindigkeit wirksam sein. Weiterhin muß sie unter allen Kraftbedingungen von Null bis Maximum einwandfrei arbeiten, so daß das Flugzeug nach Instrumenten steigen oder auch waagerecht fliegen kann. Die automatische Stabilisierungseinrichtung muß weiterhin in der Lage sein, eine dynamische Stabilität um alle drei Achsen, d. h. um die Roll-, Nick- und Gierachse aufrechtzuerhalten. Weiterhin muß die Einrichtung auch in der Lage sein, die dynamische Stabilität bei allen Gewichten und Schwerpunktslagen aufrechtzuerhalten. Sie darf weiterhin keine Trägheit in der Stabilitätssteuerung hervorrufen und das Flugzeug nicht in gefährliche Lagen bringen. Außerdem muß die Einrichtung unbedingt verläßlich sein.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung besteht in der Schaffung einer Stabilisierungseinrichtung der eingangs genannten Art, die die vorstehenden Anforderungen voll erfüllt und die insbesondere auch zuverlässig sein soll, d. h., dafür sorgt, daß die Stabilität des Flugzeugs selbst dann aufrechterhalten bleibt, wenn ein Ausfall in der elektrischen oder hydraulischen Anlage eintreten sollte.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Signale der Nick-, Roll- und Giersteuerkanäle beider Dreiachsen-Fluglageregler je eine Hälfte eines doppeltwirkenden Tandemstellmotors steuern, derart, daß beim Arbeiten beider Fluglageregler beide Einheiten der Tandemstellmotoren einen Teil der Gesamtsteuerbewegung erzeugen und bei Ausfall eines Dreiachsen-Fluglagereglers eine auf Betriebsstörungen ansprechende Vorrichtung das Signal des betriebsfähigen Dreiachsenfluglagereglers so verstärkt, daß die damit verbundenen Einheiten der Tandemstellmotoren die gesamte Steuerbewegung erzeugen.

Es sei an dieser Stelle noch bemerkt, daß an sich Tandemstellmotore aus der USA.-Patentschrift 2 956 408 bekannt sind, welche in einer hydraulischen Steuerungseinrichtung eines Flugzeugs angewandt werden. In der dort beschriebenen Steuerungseinrichtung ist für jedes Steuerorgan ein hydraulischer Stellzylinder mit zwei in gesonderten Druckkreisen liegenden Steuerventilen vorgesehen. Falls einer der Druckkreise ausfällt, ist der Stellmotor an den anderen Druckkreis angeschlossen, wobei Tandemstellmotoren mit zwei axial fluchtenden Zylindern vorgesehen sein können, die je einen in jedem Zylinder angeordneten Kolben auf einer gemeinsamen Kolbenstange aufweisen. Der eine Zylinder wird von dem in dem einen Hydraulikkreis liegenden Steuerventil gesteuert, und bei Ausfall dieses Kreises wird der andere Zylinder von dem im anderen hydraulischen Kreis liegenden Steuerventil gesteuert. Es arbeitet also zur Zeit immer nur einer der Stellzylinder. Aber weder arbeitet der eine Teil mit doppelter Leistung, falls der andere Teil ausfällt, noch weist diese bekannte Steuerungseinrichtung eine Stabilisierungseinrichtung auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 a und 1 b ein Blockschaubild eines der Dreiachsen-Fluglageregler der Stabilisierungseinrichtung, derart, daß die F i g. 1 a und 1 b in der Reihenfolge von links nach rechts aneinanderzulegen sind,

F i g. 2 a bis 5 b eine schematische Darstellung der Einzelheiten der elektrischen Schaltung des Dreiachsen-Fluglagereglers, der im Blockschaubild in F i g. 1 dargestellt ist, wobei die F i g. 2 a, 2 b bzw. 3 a, 3 b bzw. 4 a, 4 b bzw. 5 a, 5 b jeweils untereinander aneinandergelegt werden müssen und die Gruppen der Fig. 2a, 2b; 3a, 3b; 4a, 4b; 5a, 5b in dieser Reihenfolge von links nach rechts aneinanderzulegen sind,

F i g. 5 a und 5 b die elektrische Verbindung der beiden Dreiachsen-Fluglageregler 1 und 2,

F i g. 6 a und 6 b eine schaubildliche Darstellung eines der hydraulischen Tandemstellmotoren, wobei die F i g. 6 b die F i g. 6 a links fortsetzt.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild von einem der zwei Dreiachsen-Fluglageregler, die das Doppelsystem aufweisen. Jeder Fluglageregler hat drei getrennte Achsenkanäle 100 R, 100 P und 100 Y, und zwar je einen für die Längsachse, die Querachse und die Vertikalachse. Jeder Achsenkanal ist den anderen im allgemeinen ähnlich, und zur Erleichterung der Bezugnahme sind die Achsenkanäle und die Bauteile, welche jeder Achsenkanal besitzt, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, denen ein angefügter Buchstabe R, P oder Y entsprechend der Zugehörigkeit des Bauteils zu dem Längs- oder Rollachsen- (R), dem Quer- oder Nickachsen- (P) oder dem Vertikal- oder Gierachsen-Kanal (Y) folgt.

Wie von links nach rechts in F i g. 1 ersichtlich ist, besitzt jeder Achsenkanal einen Meßkreisel 101, einen Demodulator 102, eine frequenzselektive Schaltung 103, einen Modulator 104, eine Verstärkungssteuerung 105, einen Servoverstärker 106, einen Demodulator 107 und einen hydraulischen Tandemstellmotor 108, die in dieser Reihenfolge miteinander gekoppelt sind.

In jedem Achsenkanal ist eine negative Rückkopplung von dem Ausgang des hydraulischen Tandem-Stellmotors 108 zu dem Eingang des Verstärkers 106 über eine Rückkopplungsleitung 109 vorgesehen. Eine Verbindung 116 führt von einem hydraulischen Druckschalter und von den elektrischen Schaltungen des Fluglagereglers 2 zu einem Verstärkungs-Steuerrelais RY-I zur Steuerung der Verstärkungs-Steuerschaltungen 105 in jedem Achsenkanal.

Eine Zwischenkanalverbindung zwischen den Längs- und Vertikal-Achsen-Kanälen führt von dem Ausgang des Demodulators 102 R über eine frequenzselektive Schaltung 103 R Y zu dem Eingang des Modulators 104 Y. Die Abnahmeeinrichtung 110 eines Leitwerk-Pedals ist in der Darstellung auch mit dem Eingang der frequenzselektiven Schaltung 103 Y des Vertikalachsenkanals verbunden. Ein Geber 112 für die Fluggeschwindigkeit und ein Geber 114 für den Schiebeflug sind vorgesehen, um ein Signal von dem Schiebefluggeber 114 zu dem Eingang des Verstärkers 105 Y des Vertikalachsenkanals zu liefern.

Die Arbeitsweise des im Blockschaltbild der Fig. 1 gezeigten Fluglagereglers wird nun kurz beschrieben. Danach wird eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung der Schaltungen und ihrer Arbeitsweise gegeben werden.

Die Meßkreisel 101 R, 101 P und 1017 sind so ausgelegt, daß sie Ausgangssignale mit der ausgewählten Wechselstromfrequenz des Systems, die vorzugsweise 400Hz beträgt, liefern. Das 400-Hz-Ausgangssignal, das durch den Meßkreisel gegeben wird, ändert sich entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Hubschraubers um die entsprechende Achse in der Amplitude. Wenn keine Drehgeschwindigkeit vorhanden ist, tritt kein Ausgangssignal auf.

Zuerst wird der Längs- oder Rollachsenkanal betrachtet. Das Rollgeschwindigkeitssignal von dem Roll-Meßkreisel 101 R wird dem Demodulator 102 R zugeführt, und das abgeleitete oder demodulierte Ausgangssignal wird an die frequenzselektive Nacheilungs-Voreilungs-Schaltung 103 Y und auch an die frequenzselektive Zwischenkanal-Nacheilungsschaltung 103 R Y angelegt, welche zu dem Vertikalachsenkanal führt. In der Schaltung 103 R werden die höheren Frequenzen des Modulationssignals wesentlich gedämpft, während die niedrigeren Frequenzen ohne wesentliche Dämpfung durchgelassen werden. Solche höheren Modulationsfrequenzen können beispielsweise die Folge einer Hubschraubervibration sein, die gut innerhalb der Toleranz liegt und für deren Korrektur das beschriebene Stabilisierungssystem nicht ausgeführt ist. Das Ausgangssignal der Nacheilungs-Voreilungs-Schaltung 103 R wird benutzt, um in einer Zerhackerschaltung in dem Modulator 104 R eine modulierte 400-Hz-Welle zu erzeugen. Das modulierte Ausgangssignal des Modulators 104 R wird durch eine Verstärkungssteuerung 105 R geleitet und dann im Verstärker 106 R verstärkt. Das verstärkte Signal wird dann in 107 R demoduliert, und das abgeleitete oder demodulierte Signal wird in Gegentakt an eine mit einem Mittelabgriff versehene Wicklung eines Drehmomentmotors angelegt, der in dem hydraulischen Tandemstellmotor 108 R enthalten ist.

Die Anordnung des Verstärkungs-Steuerungsrelais R Y-I und der Schaltung 105 R (auch der Verstärkungssteuerungsschalter 105 P und 105 Y) liefert im Falle des Ausfalls des hydraulischen Druckes oder der elektrischen Leistung in der anderen der Doppeleinheiten automatisch wesentlich gesteigerte Verstärkungen.

Der hydraulische Tandemstellmotor 108 R betätigt ohne Bewegung des Steuerknüppels ein Gestänge, das den Steuerknüppel mit der Taumelscheibe verbindet. Um eine Übersteuerung zu vermeiden, wird eine Servoschleife verwendet, die eine negative Rückkopplung zu dem Verstärker 106 R herstellt. Der hydraulische Tandemstellmotor 108 R bewegt einen Potentiometer-Schleifarm, der die Rückkopplung mittels einer Leitung 109 R eines 180° aus der Phase liegenden Signals bezüglich des Ausgangs des Verstärkers 106 R steuert.

Der Querachsenkanal 100 P ist im wesentlichen mit dem Längsachsenkanal 100 R mit der Ausnahme identisch, daß dort keine Zwischenkanalverbindung von den Querachsen zu dem Vertikalachsenkanal vorgesehen ist.

Der Vertikalachsenkanal 100 Y gleicht den anderen beiden Kanälen hinsichtlich der oben beschriebenen Bauteile. Jedoch ist die frequenzselektive Schaltung 103 Y zusätzlich zur Einbeziehung des Nacheilungs-Voreilungs-Merkmals zur Formung der Welle so ausgeführt, daß sie die langsamen Änderungen, d. h. die Niederfrequenzmodulationen ausfiltert. Der Zweck des Ausfilterns der langsamen Veränderungen liegt darin, zu vermeiden, daß das Vertikalachsen-Stabilisierungssignal einer vorsätzlichen Drehung des Flugzeugs durch den Piloten entgegenwirkt. Der Filterteil der Schaltung 103 Y enthält einen in Reihe geschalteten Kondensator beträchtlicher Größe. So hat dieser Teil der Schaltung eine wesentliche Zeitkonstante, und ein anfänglich angelegtes Signal, wie es während des Eintritts in eine Drehung auftreten würde, würde hindurchgehen. In dem in F i g. 1 gezeigten und nun beschriebenen System wird ein solches Signal durch ein Signal von dem Längsachsenkanal gelöscht, welches durch die Nacheilungsschaltung 103RY an den Modulator 104 Y angelegt wird. Die Filtereigenschaft der frequenzselektiven Schaltung 103 Y in dem Vertikalachsenkanal verhindert, daß der hydraulische Tandemstellmotor des Vertikalachsenkanals dem Piloten entgegenwirkt, wenn eine Kurve fliegt. Infolge der Zeitkonstanten der »Filter«-Schaltung geht das zu Anfang angelegte Signal durch die Schaltung und, außer daß es gelöscht würde, würde es bestrebt sein, dem Pilot entgegenzuarbeiten, wenn er eine Kurve fliegt. Wenn ein Pilot aber eine Kurve fliegt, bringt er immer das Flugzeug in eine Querneigung. Es wird daher vom Roll-Meßkreisel in dem Rollachsenkanal 100 R ein Rollsignal erzeugt und der Nacheilungsschaltung 103 RY aufgeschaltet, um das zu Anfang erzeugte Vertikalachsen-Meßsignal auszulöschen, das in der Anfangszeit durch die Schaltung 103 Y hindurchgeht, während welcher sich der Sperr-Kondensator der »Filter«- Schaltung auflädt. Allgemeiner ausgedrückt, ein verzögertes bzw. nacheilendes Rollachsen-Meßsignal von dem Roll- oder Längsachsenkanal 100 R wird benutzt, um irgendein Vertikalachsen-Meßsignal zu löschen, das durch die »Filter«-Schaltung während des Beginns der Kurve bzw. Drehung hindurchgeht, so daß Drehungen gut koordiniert werden können. Die Löschung hält nur während des Eintritts in die Drehung an. Danach wird das Vertikalachsen-Meßkreiselsignal durch die Schaltung 103 Y blockiert oder »ausgefiltert«. Dadurch wird jegliches, einen gleichbleibenden Zustand aufweisendes Vertikalachsen-Meßkreiselsignal von dem hydraulischen Tandemstellmotor 108 Y eliminiert.

Das dritte Signal, das dem Vertikalachsenkanal zugeführt wird, ist das Signal, das sich auf den Schiebeflug des Hubschraubers bezieht. Der Schiebeflug wird durch einen Differentialdruckgeber 114 angezeigt, der von einem Paar Öffnungen für statischen Luftdruck gespeist wird, die symmetrisch an der Nase bzw. am Vorderteil des Flugzeugs angeordnet sind. Um eine bestmögliche Stabilität bei allen Luftgeschwindigkeiten zu erreichen, wird die Verstärkung des Schiebeflugsignals von Geber 114 in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit verändert. Dies wird durch einen Fluggeschwindigkeitsgeber 112 bewirkt, der durch Öffnungen für dynamischen und statischen Druck gespeist wird, die im Bereich des Vorderteils des Flugzeuges angeordnet sind. Der Signalausgang von dem Fluggeschwindigkeitsgeber 112 wird über einen Verstärker 115 mit veränderlicher Verstärkung an den Schiebefluggeber 114 angelegt, um dessen Verstärkung zu verändern. Der Aus-

gang des Schiebefluggebers 114 ist durch die Verstärkungs-Steuerschaltung 105 Y mit dem Eingang des Verstärkers 106 Y verbunden.

Das vierte an den Vertikalachsenkanal 100 Y angelegte Signal wird von dem Steuerpedal-Abgriff 110 erzeugt und benutzt, um das Vertikalachsen-Meßkreiselsignal zu löschen, wenn Kurven während des Gleitflugs gemacht werden. Während solcher Manöver dreht der Pilot das Flugzeug um die Vertikalachse, ohne eine Rollbewegung zu machen. So ist nunmehr kein Signal von dem Roll-Meßkreisel über die Schaltung 103 R Y verfügbar, und infolgedessen wird ein Signal von dem Steuerpedal benutzt, um das Vertikalachsen-Meßkreiselsignal zu löschen.

Nachdem kurz die automatische Stabilisierungseinheit beschrieben ist, die im Blockschaubild in F i g. 1 gezeigt ist, wird nun die Aufmerksamkeit auf die ins einzelne gehende Schaltung gelenkt, die schematisch in den F i g. 2 bis 5 gezeigt ist. Diese bilden in der Reihenfolge von links nach rechts zusammen eine zusammengesetzte schematische Zeichnung. Der Rollachsenkanal und der Querachsenkanal sind ähnlich und enthalten einige Merkmale nicht, weiche in den Vertikalachsenkanal einbezogen sind. So wird die ins einzelne gehende Beschreibung des Rollachsen- und Querachsenkanals etwas weniger umfangreich als die des Vertikalachsenkanals, und es werden daher zur Erleichterung der Darstellung die Rollachsen- und Querachsenkanäle zuerst beschrieben.

Nun wird auf die Fig. 2 bis 5 und auf den Rollachsenkanal 100 R Bezug genommen, der in diesen im einzelnen gezeigt ist. Der Rotor des Roll-Meßkreisels 101R ist elektrisch durch einen 400-Hz-Wechselstrom angetrieben, der an seine drei Wicklungen angelegt wird. Infolgedessen läuft der Rotor des Kreisels mit einer Geschwindigkeit, welche beispielsweise 24 000 Umdrehungen je Minute betragen kann. Ein 400-Hz-Bezugssignal wird an die Wicklung A des induktiven Abgriffs des Roll-Meßkreisels angelegt, und das Signal, das durch die Drehgeschwindigkeit des Roll-Meßkreisels um seine Eingangsachse hervorgerufen wird, wird an der Stelle B abgenommen. Dieses Signal wird an die Eingangswicklungen der Transformatoren Tl und Γ 3 des Demodulators 102 R angelegt. Das 400-Hz-Bezugssignal fließt durch die Eingangswicklung des Transformators T 2, und ein demoduliertes Ausgangssignal wird am Punkt C erzeugt. Die Polarität des letzteren hängt von der Richtung der Geschwindigkeit der Drehung des Roll-Meßkreisels ab. Das demodulierte Signal, das an dem Punkt C abgeleitet wird, wird an dem Punkt D dem Eingang der frequenzselektiven Nacheilungs-Voreilungs-Schaltung 103 R zugeführt. Das geformte Ausgangssignal der Schaltung 103 R erscheint 'an dem Punkt E, und dieses Signal wird an die Eingangswicklung des Transformators T 5 des Modulators 104 R angelegt (Punkt G).

Der Modulator 104 R enthält eine Zerhackerschaltung, welche Punkt F infolge des 400-Hz-Bezugsstroms, der durch die Eingangswicklung des Transformators Γ 4 hindurchgeht, bei einer 400-Hz-Geschwindigkeit auf Massepotential absenkt. Während abwechselnder Hälften jeder Schwingung wird Punkt F auf das Potential des Punktes G angehoben, und dann geht kein Strom durch die Eingangswicklung des Transformators Γ 5. Das Ausgangssignal des Transformators T 5 ist daher eine 400-Hz-Signalwelle, die durch das Signal moduliert ist, welches von der Nacheilungs-Voreilungs-Schaltung 103 7? an die Stelle G geliefert wird.

Das modulierte Ausgangssignal des Transformators Γ 5 wird an dem Punkt H abgegriffen und der Verstärkungs-Steuerschaltung 105R (Fig. 3) zugeführt. Die Verstärkungssteuerschaltung 105 R enthält einen mehrere Kontakte aufweisenden Schalter und eine Spule R Y-I eine Steuerung der Stellungen der Schaltarme. In dem in der Zeichnung gezeigten Zustand wird angenommen, daß die Spule RY-I sich in dem erregungsfreien Zustand und jeder Schaltarm in seiner oberen Stellung befindet. Wenn die Schalterarme in der oberen Stellung sind, wird die gesamte Verstärkung der Steuerschaltung 105 R an den PunktH angelegt, d.h. an die Eingangswicklung des Transformators T 6 des Rollachsen-Servoverstärkers 106 R.

Es wird hier darauf hingewiesen, daß der Zustand der vollen Verstärkung, der in der Zeichnung dargestellt ist, derjenige Zustand ist, welcher in dem Fluglageregler 1 auftritt, wenn entweder ein Ausfall der Wechselstrom- oder Gleichstromquelle in dem anderen Fluglageregler 2 oder ein Druckverlust im hydraulischen System der Einheit 2 des hydraulischen Tandemstellmotors speist, vorkommt. Entsteht ein solcher Druckverlust oder ein Leistungsausfall, wird der Gleichstromstromkreis durch die Wicklung RYl geöffnet, die Wicklung RYl wird entregt, und die Schalterarme gehen in ihre obere Stellung, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Wenn, was normal ist, der andere Fluglageregler 2 funktioniert und Strömungsmitteldruck und elektrische Leistung vorhanden sind, wird der Stromkreis durch die Spule RYl geschlossen gehalten, und die Schalterarme sind in ihre unteren Stellungen gezogen. In der untenliegenden Stellung teilt sich der Signalstrom, der von dem Punkt H nach rechts fließt, in gleicher Weise zwischen den Widerständen r-1 und r-2, so daß eine Hälfte des Gesamtstroms zu dem Punkt K, die andere Hälfte zur Masse fließt.

Es ist ersichtlich, daß dann das an den Eingang des Rollachsen-Servoverstärkers 106 R angelegte Signal entweder auf halbem Wert oder auf vollem Wert liegt, und zwar in Abhängigkeit davon, ob der andere Fluglageregler funktioniert oder außer Betrieb ist.

Der Rollachsen-Servoverstärker 106 R ist ein mit Transistoren ausgerüsteter Verstärker, dessen Ausgangssignal durch einen Demodulator 107 R in Gegentaktart an die Basiselektroden der Transistoren Q 3 und Q 4 angelegt ist. Die Ausgänge der Transistoren Q 3 und Q 4 sind mit entgegengesetzten Enden von mit Mittelabgriffen versehenen Wicklungen (Fi g. 5) des Drehmomentmotors 60-1 angelegt (der in der schaubildlichen Darstellung des hydraulischen Tandemstellmotors in F i g. 6 gezeigt ist). Der Mittelabgriff der Wicklung ist zu einer Gleichspannungsquelle zurückgeführt. Wenn kein Signal von dem Roll-Meßkreisel 101/2 abgeleitet wird, sind die Ströme zu den beiden Abschnitten der mit Mittelabgriff versehenen Wicklung des Drehmomentmotors gleich, und das gesamte Drehmoment, das entwickelt wird, ist Null. Wenn jedoch ein Rollgeschwindigkeitssignal von dem Roll-Meßkreisel abgeleitet wird, sind an die Basiselektroden der Transistoren Q 3 und β 4 des Demodulators 107 R nicht weiter gleiche Gleichstrom-Spannungen angelegt, und der Strom, welcher durch einen Abschnitt der mit einem Mittel-

309 585/1

abgriff versehenen Wicklung des Drehmomentmotors 60-1 fließt, ist größer als der durch den anderen. Entsprechend wird in dem Drehmomentmotor 60-1 ein Drehmoment entwickelt. Die Richtung des Drehmoments hängt von der Richtung der Drehgeschwindigkeit des Flugzeugs um die Längsachse ab.

Nun wird auf Fig. 6 Bezug genommen. Dort ist ein hydraulischer Tandemstellmotor 108 gezeigt, von dem eine Einheit dem Fluglageregler 1 und die andere dem Fluglageregler2 zugeordnet ist. Es wird nur zum Zwecke der Erleichterung der Beschreibung angenommen, daß die Stellmotoreinheit links in Fig. 6 dem Fluglageregler 1 zugeordnet ist, der in den Fig. 2 bis 5 dargestellt und vorstehend teilweise beschrieben worden ist. Der hydraulische Tandemstellmotor 108 (F i g. 6) wird für jede der drei Achsen verwendet. Es wird auch für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung angenommen, daß der Tandemstellmotor, der in F i g. 6 gezeigt ist, mit dem Rollachsensteuerkanal verbunden ist, der nun beschrieben wird.

Jeder hydraulische Tandemstellmotor, der in F i g. 6 gezeigt ist, ist im wesentlichen identisch mit der anderen. Jedoch sind diese beiden Stellmotoren in sich ergänzender Weise mit ihren entsprechenden Gehäusen 61-1 und 61-2 miteinander beispielsweise durch Bolzen 59 verbolzt. Zur Vereinfachung ist nur die Arbeitsweise der Stellmotoren im einzelnen beschrieben, die in Fig. 6 links gezeigt ist. Unter Druck stehendes Strömungsmittel wird an die Eingangsöffnung 62 angelegt und strömt durch eine Rohrleitung 63 und ein Filtersieb 64. Ein herabgesetzter Strömungsmitteldruck setzt sich durch die eingeschnürten Öffnungen 65 L und 65 R, eine an jeder Seite der Einheit, und in Endkammern 66 L und 66 R, eine an jedem Ende der Steuerschieber 67, fort. Der volle Strömungsmitteldruck gelangt von dem Filtersieb 64 durch die Kanäle 165 L und 165 R nach unten und in die Schieberkammern 166 L und 166 R zwischen den Stegen. Der Steuerschieber 67 besteht tatsächlich aus zwei getrennten Schiebern 67JL und 67 R, die durch den Strömungsmitteldruck in den Endkammern 66 L und 66 R gegen die Wirkung der Feder 167 aneinander gehalten werden. Der Zweck dieser Anordnung wird später erläutert. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden die beiden Steuerschieber 67 L und 67 R zunächst bloß als Schieber 67 bezeichnet.

In F i g. 6 ist der Schieber 67 in seiner Mittelstellung gezeigt. Das ist die Stellung, welche der Schieber 67 einnimmt, wenn die Ströme durch die beiden Abschnitte der mit einem Mittelabgriff versehenen Wicklung des Drehmomentenmotors 60-1 gleich sind. Unter diesen Bedingungen wird kein Drehmoment entwickelt, und das Klappenventil 68 befindet sich in der mittleren Stellung, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Dann ist keine der Düsen 69 L oder 69 7? blokkiert, und hydraulisches Strömungsmittel fließt aus beiden Düsen und kehrt durch den Kanal 70 und die Auslaßöffnung 71 zu dem Behälter zurück.

Befindet sich der Schieber 67 in seiner mittleren Stellung, sind beide Öffnungen 72 L und 72 R, die von der Schieberkammer zu der Kolbenkammer 73 führen, durch die Schieberstege blockiert, und an den Kolben 74 wird kein Druck angelegt.

Wenn jedoch infolge eines Signals von dem Roll-Meßkreisel die Ströme durch die beiden Abschnitte der Wicklung des Drehmomentmotors 60-1 nicht langer gleich sind, wird ein Drehmoment entwickelt und das Klappenventil 68 entweder nach links oder nach rechts bewegt. Wenn dies geschieht, blockiert oder beschränkt das Klappenventil 68 wenigstens wesentlich den Ausfluß von Strömungsmittel aus einer der Düsen 69 L und 69 R.

Es wird angenommen, daß das Klappenventil 68 durch den Drehmomentmotor 60-1 nach rechts bewegt worden ist. Hinsichtlich Fig. 6 nimmt der

in Druck an der rechten Seite des hydraulischen Stellmotors zu, der herabgesetzte Druck in der Endkammer 66 R steigt an, und der Schieber bewegt sich genügend weit nach links, um die Öffnungen 72 L und 72 R ohne Blockierung des Kanals 165 R zu öffnen.

Der volle Druck in dem Kanal 165 R wird an den Kolben 74 angelegt und drückt diesen nach links und läßt Strömungsmittel aus der Öffnung 72 L durch den Kanal 70 und aus der Auslaßöffnung 71 heraus. Da ist eine mechanische Verbindung (in F i g. 6 zur Vermeidung einer Verwirrung der Linien nicht gezeigt) zwischen dem Schieber 67 und dem Klappenventil 68. Wenn der Schieber 67 sich etwas nach links bewegt, wie gerade beschrieben worden war, wird das Klappenventil 68 gegen die Kraft des Drehmomentenmotors 60-1 auch nach links bewegt, bis die Kraft des Schiebers an dem Klappenventil durch die Kraft des Drehmomentenmotors ausgeglichen ist. Dieser Zustand hält an, bis das Signal in der Wicklung des Drehmomentenmotors 60-1 endet. Dann bewegt sich das Klappenventil 68 (im vorliegenden Beispiel) genügend nach links, um die Düse 69 L zu blockieren oder wenigstens teilweise einzuschnüren. Wenn dies geschieht, nimmt der Druck in der Endkammer 66 L zu, und der Schieber 67 wird nach rechts zurückgeführt, bis ein ausgeglichener Zustand erreicht ist. Der Schieber 67 befindet sich dann in seiner mittleren Stellung. Das bedeutet, daß kein Signal an den Drehmomentenmotor 60-1 gegeben wird.

Nun wird auf die Begrenzungseinrichtung 80 Bezug genommen. Der Zweck dieser liegt in der Begrenzung der Axialbewegung des Kolbens 74. Die Begrenzungseinrichtung 80 ist so dargestellt, daß sie ein keilförmiges Glied 81 besitzt, das einen oberen Flanschteil, einen mittleren Teil und einen abgeschrägten oder Keilteil und einen Spitzenteil hat. Der Kolben 74 ist mit einer Queröffnung versehen, die an der Seite, die dem Keilglied 81 zugekehrt ist, aufgeweitet ist, um den mittleren abgeschrägten und den Spitzenteil des Keilgliedes 81 aufzunehmen. Ohne hydraulischen Druck an der Eingangsöffnung 62 drückt die Druckfeder 82 das Keilglied 81 nach unten. Die Spitze des Keilgliedes 81 ragt aus der entgegengesetzten Seite des Kolbens 74 vor und tritt in eine Öffnung 83, die in dem Gehäuse vorgesehen ist. In dieser Stellung ist der Kolben 74 gegen Bewegung verriegelt. Dieses ist der in F i g. 6 dargestellte Zustand. Wie bereits angegeben worden ist, liegt dieser Zustand nur vor, wenn kein hydraulischer Druck in der Eingangsöffnung 62 vorhanden ist.

Wenn die Einheit arbeitet, herrscht Strömungsmitteldruck an der Öffnung 62, und das Keilglied 81 wird nach oben in eine Stellung gedrückt, die durch das Verhältnis des Strömungsmitteldruckes und der Druckkraft der Feder 82 bestimmt ist.

Es wird bevorzugt, daß die Stellung des Keilgliedes 81 bei Anwesenheit von Strömungsmitteldruck eine axiale Bewegung des Kolbens 74 zu einem be-

schränkten Ausmaß zuläßt, so daß die Bewegung des Piloten-Steuergestänges (von welchem Kolben 74 und 74-2 ein Teil sind), welche durch die Bewegung dieser Kolben veranlaßt wird, etwa 25 bis 30 %> der größtmöglichen, dem Piloten verfügbaren Bewegung nicht überschreitet.

Wenn der Kolben 74 durch die hydraulische Betätigungseinrichtung nach links bewegt wird, findet in dem oben beschriebenen Beispiel eine ähnliche und entsprechende Wirkung in der anderen hydraulischen Einheit statt, aber der Stromfluß durch die Wicklungen des Drehmomentmotors 60-2 ist derart, daß der Drehmomentmotor 60-2 in einer Richtung umläuft, daß das Klappenventil 68-2 nach links bewegt wird, so daß der Kolben 74-2 nach rechts bewegt wird. So werden die Kolben 74 und 74-2 bezüglich ihrer Gehäuse 61-1 und 61-2 gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen bewegt, um das Gestänge zu verlängern.

Wenn die Richtung der Drehung des Hubschraubers um die Rollachse entgegengesetzt zu der oben angenommenen ist, wird der Tandemstellmotor nach F i g. 6 die Kolben 74 und 74-2 aufeinander zu bewegen und dadurch das Gestänge zusammenziehen.

F i g. 6 zeigt auch schaubildlich das Verhältnis des hydraulischen Tandemstellmotors 108 zu dem Steuersystem des Piloten. Das Bezugszeichen 90 stellt den Steuerknüppel für die zyklische Steuerung des Piloten dar, der über Gestänge mit dem unteren Regellager verbunden und von dort durch den Kolben 74, die verbolzten Gehäuse 61-1 und 61-2 und den Kolben 74-2 mit dem oberen Regellager einer unteren Taumelplatte verbunden sind.

Wenn der Pilot den Knüppel 90 für die zyklische Steuerung bewegt, wird der gesamte hydraulische Tandemstellmotor als einheitlicher Teil des Gestänges bewegt. Die Kolben 74 und 74-2 sind in ihren zentrierten Stellungen in ihren jeweiligen Kolbenkammern durch den gleichen Strömungsmitteldruck gehalten, der auf entgegengesetzte Flächen der Kolben einwirkt. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß der Abfluß des Strömungsmittels in die Öffnungen 72 L und 12 R an den Stegen vorbei leicht erfolgen kann, wenn sich der Schieber 67 in der neutralen Stellung befindet. Diese Erklärung berücksichtigt oder nimmt an, daß kein Meßkreiselsignal an die Drehmomentmotoren 60-1 und 60-2 angelegt wird. Wenn ein Meßkreiselsignal angelegt wird, werden die Kolben 74 und 74-2 unterschiedlich innerhalb des Gestänges bewegt, das von dem Piloten betätigt wird, und der Pilot übersteuert die Gestängebewegung durch das automatische Stabilisierungssystem, ohne jemals gewahr zu werden, daß er einen Übersteuerungsvorgang ausführt.

Wenn ein Meßkreiselsignal dann empfangen wird, wenn der Pilot den Steuerknüppel 90 bloß hält, oder während eines »freihändigen« Zeitraumes, werden sich die Kolben 74 und 74-2 unterschiedlich bewegen, um das Gestänge auseinanderzuschieben oder zusammenzuziehen, ohne daß der Knüppel 90 des Piloten irgendwie bewegt wird. Dies geschieht, weil der Kolben 74 am unteren Hilfsverstärker festgelegt ist, wie aus folgendem deutlich hervorgeht.

Es wird angenommen, daß eine Drehgeschwindigkeit um die Rollachse so ist, daß der hydraulische Tandemstellmotor eine Auseinanderbewegung der Kolben 74 und 74-2 bewirkt, um das Gestänge zu verlängern. Wenn Strömungsmitteldruck auf die rechte Fläche des Kolbens 74 aufgebracht wird, um ihn bezüglich F i g. 6 nach links zu bewegen, kann sich der an dem Ende des unteren Hilfsverstärkers festgelegte Kolben nicht bewegen. Infolgedessen bewegt sich das gesamte Gehäuse 61-1 und 61-2 nach rechts. Zur gleichen Zeit wird der Kolben 74-2 nach rechts bewegt. Somit wird das Gestänge um einen Betrag verlängert, der gleich der Summe der Verlagerungen der beiden Kolben ist.

Zur Herstellung einer negativen Rückkopplung zu dem Servoverstärker 106 ist ein mechanisches Gestänge 190 (nur schaubildlich in Fig. 6 gezeigt) mit dem Kolben 74 verbunden. Dieses Gestänge bewegt einen Schleifarm 191 eines Potentiometers 92 entsprechend den Kolbenbewegungen. Ein gleiches Potentiometer 92-2 ist dem anderen Kolben 74-2 der anderen Einheit zugeordnet. Das Potentiometer 72 ist auch in F i g. 5 gezeigt. Die vollständigen elektrischen Anschlüsse zwischen dem Potentiometer 92 und dem Rollachsen-Servoverstärker 1067? sind in den F i g. 3, 4 und 5 gezeigt. Es ist ersichtlich, daß der 400-Hz-Strom, welcher dem Potentiometer 92 zugeführt wird, von dem Transformator Γ17 (Fig. 3) abgenommen wird und daß das negative Rückkopplungssignal von dem Schleif arm an dem Punkte an die Eingangswicklung des Transformators Γ 6 angelegt wird.

Die Einspeisung des Rückkopplungssignals an Punkt K vermindert die Amplitude des Signals, die sonst an die Wicklungen des Drehmomentenmotors 60-1 angelegt würde. Der Kolben 74 nimmt daher eine außermittige Stellung ein (im vorliegenden Beispiel nach links von seiner Mittelstellung), die durch das angelegte Gesamtsignal bestimmt wird. Wenn das durch den Roll-Meßkreisel entwickelte Signal endet, bleibt das Rückkopplungssignal von dem Potentiometer 92 noch an Punkt K angelegt, da sich der Schleifarm 191 noch außer der Mitte befindet. Das Rückkopplungssignal wird durch denServoverstärker 106 R verstärkt, demoduliert und an die Wicklung des Drehmomentmotors 60-1 angelegt. Das Signal veranlaßt, daß sich der Motor in einer Richtung dreht, um den Kolben 74 in seine mittlere Stellung zurückzuführen. Dann wird das Signal von dem Potentiometer 92 Null.

Es war oben ausgeführt worden, daß der Schieber 67 tatsächlich aus zwei getrennten Schiebern 67 L und 67 R besteht. Diese Schieber haben zwischen sich eine Druckfeder, welche bestrebt ist, die Schieber auseinanderzudrücken, aber, wenn Strömungsmitteldruck in den Endkammern 66 L und 66 R herrscht, werden diese Schieber in aneinanderstoßender Lage zusammengehalten. Wenn jedoch der hydraulische Druck ausfällt, trennt die Feder 167 die beiden Schieber. Dies entsperrt beide Öffnungen 72 L und 72 R und ermöglicht, daß Strömungsmittel von einer Seite der Kolbenfläche durch die öffnungen 72 L und 72 R zur anderen gelangt. Dadurch kann sich der Kolben 74 selbst zentrieren.

Bei Ausfall einer der beiden Fluglageregler wird das so entwickelte Signal benutzt, um die Verstärkung der bleibenden Einheit zu vergrößern. In diesem besonderen dargestellten und nun beschriebenen System wird der Ausfall des hydraulischen Drucks der Einheit 1 durch einen Druckschalter 120-1 wahrgenommen, der schaubildlich in F i g. 5 gezeigt ist, während der Ausfall des Druckes in der Einheit 2 durch den Druckschalter 120-2 aufgenommen wird.

13 14

Es wird auch daran erinnert, daß infolge Ausfalls des tung und Masse geschaltet ist. Solange wie das Relais hydraulischen Drucks in einer Einheit eine Verstär- RY-2 erregt bleibt, wird der Schalterarm unten gekungs-Steuerschaltung 105 der anderen Einheit ver- halten, um einen Gleichstrom-Weg von der Gleichstellt wird, um die Verstärkung hochzusetzen und stromquelle (Fig. 5) zu der Wicklung eines Maden Ausfall zu kompensieren. Der Weg, auf welchem 5 gnet-Absperrventils 95 (Fig.5) geschlossen zu haldieses in dem Rollachsenkanal durchgeführt wird, ten, das die Anlegung des Strömungsmitteldrucks wird nun beschrieben. von einem der hydraulischen Hauptdrucksysteme des

Es wird auf F i g. 5 Bezug genommen. Wenn Strö- Flugzeugs in die Stabilisierungseinheit 1 steuert. Somungsmitteldruck in den beiden hydraulischen lange Gleichstrom durch die Wicklung des Magnet-Haupt-Drucksystemen des Flugzeugs vorhanden ist, io absperrventil fließt, wird die hydraulische Druckleibefinden sich die Schalterarme der Druckschalter tung offengehalten.

120-2 und 120-1 in der herabgedrückten Stellung. Ein Ausfall entweder der Wechselstrom- oder Der herabgedrückte Arm des Schalters 120-2 verbin- Gleichstromleistung in Einheit 2 wird das Steuerredet den unteren Kontakt mit Masse und schließt lais RY-I (Fig.3) von der Erregung abgeschaltet, einen Stromkreis von einer Quelle einer Gleichstrom- 15 was veranlaßt, daß sich die Schalterarme in ihre obespannung (F i g. 5) durch die Wicklung des Relais ren Stellungen bewegen. Dadurch wird der zweite RY-I (Fig. 3). Die Wicklung des Relais RY-I wird Widerstand (Widerstand r-2 in dem Falle des Rollerregt, und die Schalterarme werden nach unten an achsenkanals) parallel zu dem ersten Widerstand (r-1 ihre unteren Kontakte gezogen. Dadurch wird der im Rollachsenkanal) geschaltet und dadurch der Widerstand r-1 an Masse gelegt. Der Widerstand r-1 20 Stromfluß durch die Eingangswicklung des Transforist einer der beiden Widerstände r-1 und r-2 gleichen mators Γ 6 des Servoverstärkers im wesentlichen ver-Wertes, die, wenn der Schalterarm sich in seiner obe- doppelt. Die Wirkung ist eine Verdopplung der Beren Stellung befindet, parallel zwischen den Ausgang wegung des Kolbens 74 der hydraulischen Betätides Modulators 104 R und den Eingang des Trans- gungseinrichtung, so daß der Ausfall der Stabilisieformators T 6 des Rollachsen-Servoverstärkers 106 R 25 rungseinheit 2 kompensiert wird,
geschaltet sind. Wenn der Widerstand r-1 an Masse Damit wird angenommen, daß die Arbeitsweise gelegt ist, wird der Strom durch die Eingangswick- des Rollachsen-Stabilisierungskanals 100 R verständlung des Transformators T 6 auf etwa eine Hälfte lieh beschrieben ist.

seines vollen Wertes herabgesetzt, und die Stärke der Der Querachsenkanal 100 P ist im wesentlichen

Ströme, welche von dem Demodulator 107 R zu den 30 gleich dem Rollachsenkanal aufgebaut und braucht

Wicklungen des Drehmomentenmotors 60-1 geliefert nicht besonders beschrieben zu werden,

werden, werden gleicherweise vermindert. Dies ist Der Vertikalachsenkanal 100 Y ist auch in zahlrei-

der Zustand, welcher herrscht, wenn beide Einheiten chen Punkten dem Rollachsenkanal und dem Quer-

des Doppelsystems funktionieren. achsenkanal ähnlich, und dementsprechend wird es

Wenn ein Ausfall des Strömungsmitteldrucks in 35 nur notwendig sein, diejenigen Merkmale des Vertidem hydraulischen Hauptsystem des Flugzeuges auf- kalachsenkanals zu beschreiben, die sich von denen tritt, das mit der Einheit 2 zusammenarbeitet, dann des bereits beschriebenen Rollachsenkanals unterhebt sich der Schalterarm des Druckschalters 120-2 scheiden.

an, öffnet den unteren Kontakt und unterbricht den Wie bereits oben angegeben worden ist, wird ein

Stromkreis durch die Wicklung des Relais R Y-I. 40 Signal von dem Demodulator 102 7? des Rollachsen-

Die Schalterarme der Verstärkungs-Steuereinheit kanals abgenommen und durch eine Nacheilungs-105/? gehen dann in ihre obere Stellung, wie in schaltung 103 RY an den Eingang des Modulators Fig. 3 gezeigt ist, und die beiden Widerstände r-1, 104 Y des Vertikalachsenkanals gelegt, um die zu r-2 werden parallel zwischen den Ausgang des De- Anfang angelegten Signale zu löschen, welche durch modulators 102 R und den Eingang zu dem Ser- 45 die »Filtere-Schaltung 103 Y während der Zeitkonvoverstärker 106 R geschaltet. Der Strom durch die stanten-Periode hindurchkommen. Die besondere Eingangswicklung des Transformators T 6 wird dann Verbindung in F i g. 2 geht von Punkt C des Rollachim wesentlichen verdoppelt, und die Größe der sen-Demodulators 102 R zu Punkt M der Schaltung Ströme, die von dem Demodulator 107/? zu den 103/? Y und dann zu Punkt N des Vertikalachsen-Wicklungen des Drehmomentenmotors 60-1 geliefert 50 Modulators 104 Y. Der Zweck des gerade beschriewerden, wird in gleicher Weise verstärkt. So wird der benen Signalweges liegt darin, jegliche Signale einer Kolben 74 der arbeitenden Einheit um eine größere Geschwindigkeit um die Vertikalachse während eines Strecke, jedoch innerhalb der Grenzen bewegt, Anfanges eines Kurvenfluges auszulöschen, so daß welche durch die Begrenzungseinrichtung 80 gesetzt der Kurvenflug gut koordiniert werden kann. Weil sind. Der andere Kolben 74-2, der mit der ausgefal- 55 diese Signallöschung von dem Rollachsenkreisel nur Jenen Einheit verbunden ist, wird in seiner Stellung während des Eintritts in die Kurve anhält, wird das durch das Keilglied 81-2 verriegelt, welches, in Ab- Signal des der Vertikalachse zugeordneten Meßkreiwesenheit von hydraulischem Druck, nun durch die sels dem Servoverstärker 106 Y durch eine »Filter«- Druckfeder 82-2 in die Verriegelungsstellung gepreßt Schaltung 103 Y zugeführt. Diese Schaltung entfernt wird, wie in F i g. 6 gezeigt ist. 60 jedes einen gleichbleibenden Zustand aufweisende

Ein Ausfall des hydraulischen Drucks in einer der Signal des der Vertikalachse zugeordneten Meßkrei-

beiden Stabilisierungseinheiten kann infolge eines sels. Der Sperrkondensator in dem Filter ist in

Ausfallens einer der beiden hydraulischen Hauptsy- F i g. 2 mit C 31 bezeichnet. Er kann beispielsweise

sterne des Flugzeugs oder infolge eines Ausfalls in einen Kondensator mit 40 Microfarad sein.

den elektrischen Systemen auftreten. Ein Schutzrelais 65 Vorstehend ist auch in Verbindung mit der Be-

RY-2 (Fig. 3) ist vorgesehen. Seine Wicklung wird Schreibung des Blockschaubildes der Fig. 1 mitge-

mit gleichgerichtetem Strom von einem Vollweg- teilt worden, daß ein Schiebeflugsignal durch einen

Gleichrichter gespeist, der zwischen die 400-Hz-Lei- Differentialdruck-Übertrager gegeben wird, welcher

15 16

aus einem Paar statischer Drucksonden gespeist wird eine Spannung induziert, welche eine Funktion wird, die symmetrisch am vorderen Rumpfende des der Stellung der Metall-Masse ist, welche durch die Hubschraubers angeordnet sind, und daß die Ver- Fluggeschwindigkeit bestimmt wird. Die in den untestärkung des Schiebeflug-Übertragers zur optimalen ren Wicklungen des Fluggeschwindigkeits-Übertra-Stabilität bei allen Geschwindigkeiten durch die Luft 5 gers 112 entwickelte Spannung wird der Eingangsais Funktion der Fluggeschwindigkeit programmiert wicklung des Transformators AT 6 des Fluggeist. Dadurch wird eine genaue Zuordnung bei allen schwindigkeits-Verstärkers 115 A (Fig. 3) zugeführt. Fluggeschwindigkeiten zwischen 60 Knoten und der Das Ausgangssignal des Verstärkers 115 A wird an maximalen Fluggeschwindigkeit erhalten. Die Einzel- den Demodulator 115 D angelegt. Es wird ein Geheiten der Schiebeflug-Übertragschaltung werden io gentakt-Gleichstrom-Ausgangssignal erhalten, das in nunmehr beschrieben. Reihe an die unteren Wicklungen eines Paares Sätti-

Der Schiebeflug-Übertrager selbst ist ein bekann- gungstransformatoren 115 T angelegt wird. So ist das ter handelsüblicher Druckübertrager. Der Schiebe- Ausmaß der Sättigung der Kerne der Transformatoflug-Übertrager 114 ist schaubildlich im oberen lin- ren 115 T eine Funktion der Fluggeschwindigkeit, ken Abschnitt der F i g. 2 als eine Vorrichtung mit 15 Ein 400-Hz-Bezugssignal wird differentialmäßig an einer Eingangswicklung, einem paar differential an- die unteren Wicklungen des Fluggeschwindigkeitsgeschlossener Ausgangswicklungen und einer beweg- Transformators 115 T angelegt. Das Ausmaß, bis zu liehen Metall-Masse dargestellt. Ein 400-Hz-Strom welchem dieses Bezugssignal induktiv in die oberen wird durch die obere Wicklung geschickt, und in die Wicklungen übertragen wird, hängt von dem Ausunteren Wicklungen wird eine Spannung induziert, ao maß der Kernsättigung der Transformatoren 115 T die eine Funktion der Stellung der Metall-Masse ist. ab, die durch das Fluggeschwindigkeitssignal be-Die Stellung der Metall-Masse wird durch den Luft- stimmt ist. So ist die Größe des 400-Hz-Stromes in druck bestimmt, der an den Differentialöffnungen für den oberen Wicklungen der Transformatoren 115 T statischen Druck auftritt, die in F i g. 1 gezeigt sind. eine Funktion der Fluggeschwindigkeit. Das ist der Die Signalspannung, welche in den unteren Wicklun- as 400-Hz-Strom, der durch einen Abwärtstransformagen entwickelt wird, wird an die Eingangswicklung tor T19 an die obere Wicklung des Schiebeflugdes Transformators Γ 20 angelegt. Die Ausgangs- Übertragers 114 angelegt wird. Damit arbeitet die wicklung des Transformators Γ 20 ist an den Ein- Kombination des Fluggeschwindigkeits-Verstärkers gangstransformator RT 6 des Vertikalachsen-Ser- 115 Λ, des Demodulators 115 D und der Sättigungsvoverstärkers 106 Y über die Verstärkungssteuer- 30 transformatoren 115 T als ein einen veränderlichen schaltung 105 Y angeschlossen. Die beiden Wider- Verstärkungsfaktor aufweisender Verstärker 115 zur stände gleichen Wertes, welche den Verstärkungsfak- Steuerung des Ausgangssignals des Schiebeflugtor der Verstärkungs-Steuerschaltung 105 Y bestim- Übertragers 114 in Abhängigkeit von der Fluggemen, sind in F i g. 3 mit R 38 und R 68 bezeichnet. schwindigkeit.

Diese entsprechen den Widerständen r-1 und r-2 von 35 Wie vorher angegeben worden ist, wird auch ein

105 JR und werden in ähnlicher Weise durch das Re- viertes Signal dem Vertikalachsenkanal zugeführt,

lais RY-I gesteuert. Es wird darauf hingewiesen, daß Dies ist das vom Leitwerkpedal abgenommene Si-

die Ausgangswicklung des Transformators Γ 20 gnal, das benutzt wird, um das Vertikalachsen-Meß-

(F i g. 2) in Reihe zwischen den Ausgang des Verti- kreiselsignal bei Kurvenflügen zu löschen. Das führt

kalachsen-Modulators 104Y (PunktS, Fig.2) und 40 zu einer genauen Steuerung beim Schwebeflug. Wie

den Eingang zu der Verstärkungs-Steuerschaltung schaubildlich in F i g. 4 gezeigt ist, wird bei Bewe-

105 Y (Punkt T, Fig. 3) geschaltet ist. So vermehrt gung des Leitwerkpedals durch den Piloten ein Paar

das durch den Schiebeflug-Übertrager entwickelte Si- Kontaktgleitarme, von denen jeweils einer jeder der

gnal das Vertikalachsen-Meßkreiselsignal oder wirkt Doppeleinheiten des Stabilisierungssystems zugeord-

diesen entsprechend den relativen Phasenlagen der 45 net ist, längs seines entsprechenden Potentiometers

beiden Signale entgegen, wie durch die Richtung der 110-1, 110-2 bewegt. Von einer Halbwellengleich-

Drehgeschwindigkeit des Vertikalachsen-Meßkreisels richterschaltung 140 (gezeigt in F i g. 2 gerade unter

bestimmt ist. dem Luftgeschwindigkeits-Übertrager 112) wird ent-

Wie bereits angegeben worden ist, wird die Ver- gegengesetzten Enden des Potentiometers 110-1

Stärkung des Schiebeflug-Übertragers in Abhängig- 50 Gleichstrom zugeführt,und die von demGleitarm des

keit von der Luftgeschwindigkeit programmäßig ein- Potentiometers 110-1 abgegriffene Spannung wird

gestellt oder verändert. Nun werden die Schaltungs- der frequenzselektiven Schaltung 103 Y an dem

einzelheiten beschrieben, durch welche dieses be- Punkt W zugeführt,

wirkt wird. Die andere Stabilisierungseinheit (Einheit 2) ist in

Der in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit 55 F i g. 5 bloß als ein Block angegeben. Sie gleicht der arbeitende Übertrager 112 ist schaubildlich im obe- Einheit 1. Für sie ist keine ins einzelne gehende Beren linken Teil der F i g. 2 gerade unter dem Schiebe- Schreibung notwendig. Die beiden Stabilisierungseinflug-Übertrager 114 gezeigt. Wie der Schliebeflug- heiten sind über Kreuz angeschlossen, wie dargestellt Übertrager 114 ist der Fluggeschwindigkeits-Über- und beschrieben ist, so daß ein Ausfall in einer Eintrager 112 ein handelsüblicher Gegenstand und kann 60 heit angezeigt und die andere Einheit dann so eingedas gleiche Modell eines Druckübertragers sein, wie stellt wird, daß sie die doppelte Bewegung der Betäer für den Schiebeflug benutzt wird. Ein 400-Hz-Be- tigungseinrichtung liefert. Entsprechende Anschlußzugsstrom wird durch die obere Wicklung des Flug- klemmen an jeder der beiden Stabilisierungseinheiten geschwindigkeits-Übertragers 112 geführt, und in die (Einheit 1 und Einheit 2) sind durch gleiche Bezugsdifferentialmäßig gewickelten unteren Wicklungen 65 zeichen bezeichnet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Redundante Stabilisierungseinrichtung für Flugzeuge, insbesondere Hubschrauber mit zwei identischen Dreiachsen-Fluglagereglern, die über Stellmotoren die Steuerglieder des Flugzeuges betätigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Nick-, Roll- und Giersteuerkanäle (100 P, WOR, WOY) beider Dreiachsen-Fluglageregler (1, 2) je eine Hälfte eines doppeltwirkenden Tandemstellmotors (108) steuern, derart, daß beim Arbeiten beider Fluglageregler beide Einheiten der Tandemstellmotoren einen Teil der Gesamtsteuerbewegung erzeugen und bei Ausfall eines Dreiachsen-Fluglagereglers eine auf Betriebsstörungen ansprechende Vorrichtung (120-1 oder 120-2; RYl) das Signal des betriebsfähigen Dreiachsenfluglagereglers so verstärkt, daß die damit verbundenen Einheiten der Tandemstellmotoren die gesamte Steuerbewegung erzeugen.

2. Redundante Stabilisierungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Betriebsstörung ansprechende Vorrichtung (120-1 oder 120-2; RYl) aus folgenden, in jedem der Nick-, Roll- und Giersteuerkanäle (WOR, WOP, WOY) der beiden Dreiachsen-Fluglageregler (1, 2) angeordneten Elementen besteht, nämlich einem die beiden Steuerkanäle miteinander verbindenden, an eine Gleichstromquelle anschließbaren elektrischen Stromkreis; einem Verstärkungsrelais (RYl), das eine mit dem verbindenden Stromkreis in Reihe liegende Wicklung aufweist; einem Schutzrelais, das eine mit einer Wechselstromquelle verbindbare Wicklung und in Reihe mit einem der verbindenden Stromkreise liegende Kontakte aufweist; einem auf einen Druckausfall der Haupthydraulikanlage des Flugzeugs ansprechenden Hauptdruckschalter, der in Reihe mit einem der verbindenden Stromkreise liegende Kontakte aufweist; einem solenoidbetätigten Abschaltventil, das in der hydraulischen Anlage zwischen dem Hauptdruckschalter und dem Stellmotor angeordnet und mit seiner Solenoidwicklung mit der gleichen Gleichstromquelle wie die Wicklung des Verstärkerrelais des anderen Steuerkanals verbindbar ist.

3. Redundante Stabilisierungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verstärkungsrelais (A, Yl) einen Schalter für jeden Steuerkanal (WOR, WOP, WOY) aufweist, um die Verstärkung des betreffenden Steuerkanals des einen Dreiachsen-Fluglagereglers entsprechend dem Betriebszustand des anderen Dreiachsen-Fluglagereglers zu verändern.

4. Redundante Stabilisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf Schieben des Flugzeugs ansprechender Druckwandler (114) vorgesehen ist, der ein eine Funktion des Schiebefluges darstellendes elektrisches Signal erzeugt, das in Reihe mit dem vom Meßkreisel (101 Y) des Gierachsensteuerkanals (100 Y) erzeugten Signal der im Gierachsensteuerkanal angeordneten Verstärkungssteuerung (105 Y) zugeführt wird.

5. Redundante Stabilisierungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Staudruckwandler (112) zur Erzeugung eines eine Funktion der Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs darstellenden Signals vorgesehen ist, das über einen veränderlichen Verstärkungsregler (115) dem Schiebeflug-Druckwandler (114) zugeführt wird.

6. Redundante Stabilisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Potentiometer mechanisch mit der Leitwerkpedalsteuerung (110) des Flugzeugs und elektrisch mit dem Gierachsensteuerkanal (100 Y) verbunden ist, um demselben während Drehungen des Flugzeugs um die Gierachse ein das Meßkreiselsignal aufhebendes Signal zuzuführen.

7. Redundante Stabilisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Nick-, Roll- und Giersteuerkanäle (100 R, WOP, WOY) eine frequenzselektive Nacheil-Voreilschaltung (103 R, 103 P, 103 Y) aufweist.

8. Redundante Stabilisierungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzselektive Nacheil-Voreilschaltung (103 Y) des Gierachsensteuerkanals (100 Y) einen niedrige Frequenzen blockierenden Kondensator aufweist.

9. Redundante Stabilisierungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rollachsensteuerkanal (100 R) und dem Gierachsensteuerkanal (100 Y) eine frequenzselektive Schaltung (103 RY) angeordnet ist, um ein von der Rollachse erzeugtes Signal über die frequenzselektive Schaltung einem Modulator (104 Y) im Gierachsensteuerkanal (100 Y) zuzuführen.