DE1431185A1 - Steuervorrichtung fuer Luftfahrzeug-Triebwerkanlagen - Google Patents

Description

Stir diese Anmeldung wird die Priorität der britischen Patentanmeldung lir. 30540/63 vom 1. August 1963 in Anspruch genommen.

Steuervorrichtung für Luftfahrzeug-Triebwerkanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf Steuervorrichtungen, für Luftfahrzeug-Triebwerkanlagen.

Die Brfindung betrifft insbesondere Steuervorrichtungen für Luftfahreeug-Triebwerkanlagen derjenigen Gattung, bei weloher der von der Anlage erzeugte Schub sowohl in der Stärke als auch in der Sichtung regelbar ist, um die Sohubkomponentem zu verändern, die parallel zu zwei gegenseitig bzw, zueinander geneigten Achsen wirksam sind. Triebwerkanlagen, dieser Gattung

werden beispielsweise bei Senkrechtstart und -landung -(VTOL = Vertical Take-Off and Landing) und bei Kurzstart und -landung (STOL = Short Take-Off and Landing) von Luftfahrzeugen verwendet, udl zueinander geneigte Vortrieb- und Auftrieb-Schubkomponenten zu schaffen, die in Übereinstimmung mit Forderungen bzw. Befehlen für Horizontal- und Vertikal-Manövern des Luftfahrzeugs veränderbar sind.

" Gemäß der Erfindung werden bei einer Steuervorrichtung für eine Luftfahrzeug-Triebwerkanlage derjenigen Gattung, bei welcher der von der Anlage erzeugte Schub sowohl in der Stärke als auch in der Richtung regelbar ist, um dadurch die Schubkomponenten zu. verändern, die parallel zu zwei zueinander geneigten Achsen wirksam sind, zwei Servoanlagen zur Regelung der Schubstärke und Schubrichtung in Bezug auf mindestens einen Teil der Triebwerkanlage mit zwei Signalen beliefert, die jeweils abhängig sind von Soll-Schubkomponenten parallel zu den beiden Achsen, wobei das eine der Signale als Eingangsbefehl bzw. Eingangssollwert der einen der Servoanlagen und das andere Signal als Eingangsbefehl bzw. EingangsSollwert der anderen Serv&anlage zugeführt wird_x und wobei jede Servoanlage so eingerichtet' und angeordnet ist, daß sie ihreentsprechende Steu-" erung der Triebwerkanlage in Abhängigkeit von der Ddff ereiiz ^L ■■-■■-zwischen dem von ihr empfangenen Eingangssollwert und einer ^r Funktion'(un1ierechi'edlich^:in^i!den beiden lallen) aueführt, die sowohl ->?4&^v'i£et Von der Triebwerkanlage gelieferten Schubstärke als auch von der Schubriohtung abhängig ißt.

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Die Triebwerkanlage kann eine oder mehrere Vektorialschub-Strahltriebwerke /vectored-thrust get engines/ mit einer Strahlablenkdüse enthalten, deren Drehwinkel veränderbar ist, um dadurch die Richtung des erzeugten Schubs zu verändern. Eine der Servoanlagen kann in diesem Falle so eingerichtet sein, daß sie die Einstellung eines Düsenwinkelreglers von einem oder .mehreren; Triebwerken steuert, um auf diese Weise die Schubrichtung einzuregeln. Die "andere Servoanlage kann so eingerichtet und angeordnet sein, daß sie die Einstellung eines Drosselreglers von einem oder mehreren Triebwerken steuert, um auf diese Weise die Schubstärke einzuregeln. Alternativ kann diese andere Servoanlage auch so eingerichtet und angeordnet sein, daß sie die Steuerung dieser Schubstärke durch Einregeln der Menge eines Hauptdüsenstromes bewirkt, der normalerweise beispielsweise für den Vortrieb des Luftfahrzeugs

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verwendet wird, und der innerhalb der Anlage nach der Strahlablenkdüse geleitet wird.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist in einem Luftfahrzeug für den einfachen Vergleich und die einfache Steuerung von Sollschub und erzielter Beschleunigung (oder anderen dynamischen Größen) parallel zu jeder der beiden zueinander geneigten JLoheen verwendbar. Dazu können die den Servoanlageni zugeführten. Eingangs soliwerte jeweils abhängig sein von einem Befehl für die Bewegung des Luftfahrzeugs parallel zur entsprechenden Achse, wobei ein solcher Befehl beispielsweise von

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•der Handeinstellung eines beweglichen Steuerorgans ab- oder hergeleitet wird, welches dem Piloten des Luftfahrzeugs zur Verfügung steht. Der Eingangsbefehl bzw. Eingangs soliwert, der in diesem Falle der einen Servoanlage zugeführt wird, kann von der geforderten Bewegung des Luftfahrzeugs parallel zu seiner Rollachse abhängig sein, während derjenige, der der anderen Servoanlage zugeführt wird, von der geforderten. Bewegung des Luftfahrzeugs parallel zu seiner Grierachse abhängig

" sein kann. Zusätzlich oder alternativ kann der eine Eingangssollwert abhängig von einem Befehl für die Winkelbewegung des Luftfahrzeugs sein, die beispielsweise erforderlich ist, um das Luftfahrzeug in seiner Winkellage im Raunt zu stabilisieren, wobei jeder derartige Winkelstabilisierungsbefehl beispielsweise durch einen Autostabilisator.bzw. Selststabilisierer, der im Luftfahrzeug vorgesehen ist, erhalten wird. Die an die beiden Servoanlagen gegebenen Eingangs soliwerte können beide abhängig sein von Winkelstabilisierungsbefehlen^ wobei die unterschiedlichen Eingangs soliwerte von Befehlen für die Winkelstabilisierung um unterschiedliche Luftfahrzeugachsen abhängig sind.

Die Anordnung kann so getroffen werden, daß die Schubstärken, die durch unterschiedliche Teile, der Triebwerkanlage erzeugt werden, durch unterschiedliche Servoanlagen gesteuert werden. Wenn, die Triebwerkanlage beispielsweise vier Triebiwerke umfaßt, dann können die Schubstärken der unterschied-

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liclien Paare der vier Triebwerke durch oder über unterschiedliche Servoanlagen gesteuert werden. Die Schubrichtungen der verschiedenen Teile der Anlage können trotzdem durch eine einzige Servoanlage gesteuert werden.

Die Steuervorrichtung kann zur Steuerung einer Vielzahl von Luftfahrzeug-Triebwerkanlagen derjenigen Gattung verwendet werden, bei der der durch die Anlage erzeugte Schub sowohl in der Stärke als auch in der Richtung regelbar ist. In diesem Falle kann eine Vielzahl von Paaren von Servoanlagen, und zwar ein Paar für jede Triebwerkanlage, vorgesehen werden, um die Schubstärken und Schubrichtungen einzuregeln*

Eine erfindungsgenäße Steuervorrichtung zur Steuerung von Grasturbinen-Strahltriebwerkanlagen eines Vertikalstart- und -lande-Luftfahrzeugs (VTOIi) wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt:

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U¹Ig. 1 in perspektivischer Ansicht" ein Gasturbinen-ötrahltriebweric von eintr der !iriebwerkanlagen,

Jfig. 2 eine schematische Darstellung der ,äteuervorriehtung,

v/ährend

Eig. 3 eine schematische Darstellung eines Teils einer at-, geänderten Ausfiihrungsform der Steuervorrichtung nach fig. 2 wiedergibt.

_k Das mit einer VIÜL-Triebwerksanlage ausgerüstete luftfahrzeug (im nachfolgenden "TTOL-Luftfahrzeug" genannt), von dem die ^steuervorrichtung nach I¹Xg. 2 einen Teil bildet, hat zwei ötrahltriebgwerkanlagen, die symmetrisch um seine Ho 11 achse herum angeordnet sind, wobei die eine Anlage nach Backbord und die andere nach Steuerbord hin angeordnet ist. Jede i'riebwerksanlage weist vier in wesentlichen identische Gasturbinen-ätrahltriebwerke auf die nebeneinander innerhalb einer gemeinsamen Eülle, Hülse oder Verschalung /pod/ angebracht sind, wobei die Strahldüsen der vier Triebwerke in

W die gleiche Richtung zeigen, und zwar auswärts und abwärts des Luftfahrseugrumpfes. Die Triebwerke sind Vektorialschub-Gasturbinen (d.h. Gasturbinen derjenigen Gattung, bei welcher sowohl die Sichtung als auch die Stärke des erzeugten öehubs veränderbar ist) und haben die Doppelfunktion, Schubkomponenten für den Auftrieb und für den Vorwärts- und Rückwärts trieb des Luftfahrzeugs zu liefern. Das Luftfahrzeug kann in der

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-^; ί η

Roll- und Gierbewegung durch, unterschiedliches Ändern der üchubstärken und -richtungen — oder beider — der beiden Triebwerkanlagen manövriert v/erden. Eines der vier u-'riebwerke der Steuerbord-Triebwerkanlage ist in J¹Xg. 1 dargestellt und soll nunmehr beschrieben werden.

Das in 3?ig. 1 dargestellte Triebwerk weist ein iiauptteilstüek 1 auf, das allgemein zylindrisch ist und in herkömmlicher ./eise Kompressor-, ürenn- und Turbinenabschnitte (nicht dargestellt) enthält. Das Ausstoßgas vom Turbinenabschnitt des Teilstücks 1 wird einem nach unten gerichteten J^llenbogenstück 2 des Triebwerks zugeführt, um dann durch eine drehbare Düse 3 ausgestoßen zu v/erden. Die Düse 3 ist mit einer Kaskade von parallelen ochaufein oder klügeln 4 ausgerüstet, die relativ zueinander feststehen und eine Ablenkung des Gasstrahles hervorrufen, wobei die ganze Kaskade von klügeln mit der Düse 3 drehbar ist, so daß die resultierende Richtung des 'friebwerkausstoßes vom' v/inkel der Düsendrehung abhängig ist. /

Die Düse 3 ist um die Längsachse y^ des jülleribogeristücks 2 drehbar, wobei die Achse y.. vom Luftfahrzeug nach unten um einen Winkel OL zu einer Achse y^ geneigt ist, die parallel zur Querachse f des Luftfahrzeugs verlauft. Die üibene, in der die beiden Achsen y« und y- liegen, verläuft parallel

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zur Ebene, die jeweils die Luftfahrzeug-^uer- und G-ierach.se ϊ bzw. Z enthält, wobei die Achsen X und 2 zusammen mit der Luftfahrzeug-Hollachse-X einen rechtsgängigen oatz von zueinander . senkrechten Achsen JC, Y, Z des Luftfahrzeugs bilden. Die Flügel 4 lenken den Gasstrahl so, daß der resultierende Ausstoß, durch einen Velrfcore dargestellt, unter einem winkel T zur Achse y.. gerichtet ist, wobei die -Sbene, die den H^finicel T enthält, "durch Indern des jUrehv/inkels/^der Düse 3 ton die ψ Achse y-, veränderbar ist. Der Winkel/?wird gexaessen von der JBezugsstellung, in -welcher die i'lügel 4 parallel zur iiollaGhse X stehen oder gerichtet sind, und in welcher der Pinsel T in der tibene der Achsen y-, und γ* liegt, WoTaei die üiehtung des AusstoßeAs in diesem J?alle wiQ durch den YeKtor Bq dargestellt verlauft. . . : , : .

Die auf das .üuftfahrzeug ausgeübte: Schubkraft t, die durch den Ausstoß des l'riebwerks erzeugt wird, verlauft im ' entgegenge.setzten oinne zuia Vektor, e* Jiine ^αβ^«^ des Ausstoßvektors e durch Drehen der Düse 3 und dadurch Änderung des äfinkelß/?!hat eine Ändjerung. der^ Komp^onentea . t_x und t_z des ochubvektors t zur-Solge, die jeweils pa.rallel zu den Achsen X bzw. Z wirken und in ihren begrifflich positiven Eichtungen /notional positive senses/eine» Torwarts antrieb und "Megativauftrieb" (d.h. Abwärtst3ri4b) des fahrzeuge erzeugen. Der Üiohtangssiam des Winkels^ den Kichtungssinn der i'riebkomponente t und bestimmt auf die se Weise, ob diese Komponente das !luftfahrzeug vorwärts oder

GRK3IM4L

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rückwärts eintreibt. Die Antriebskomponente i^ist Mull, wenn der Winkel 0 Null ist, während die Auftriebskomponente ±_z Null iat, wenn der Kinkel/3 90 beträgt.

Die stärken oder Vierte der Komponenten t und t v/erden, unter Verwendung von drei rechtsgängigen bätzen von zueinander senkrechten Achsen, x_Q , y_Q , z_Q , X₁, y^ ζ ^ und χ ₂, y₂ , Z₂ ,

wie in 3?ig. 1 angedeutet, errechnet. Der bat ζ von Achsen x_Q, y«, Z₀ entspricht dem Satz der iiuftfahrzeugachsen X, Y, Z init der Achse Xq, wie oben erwähnt, parallel zur Achse Y und den Achsen x_ound Z₀" jeweils parallel zu den Achsen 1 und 2.

Der üatz von Achsen X₁, y.., Z₁, für den die Achse y₁ die Drehachse der Düse 3 ist, wird abgeleitet von dem Satz von Achsen X₀, y₀, £₀ durch eine Drehung um den winkel ö( und um die Achse Xq, wobei die Achse X₁ folglich mit der Achse X₀ zusammenfällt bzw. ko-linear ist. Der batz von Achsen Xp, yp» Zo, andererseits, wird abgeleitet von deia batz von Achsen x*₉ y.j, z- durch eine Drehung um den V/inkel/^ und um die Achse y.., wobei dadurch die Achse X₂ parallel zu den Flügeln 4 verläuft und die Achse y₂ mit der Achse y₁ zusammenfallt.

Die Komponenten des Schubvektors t, die entlang den Achsen X₂, y« und z« wirken, sind jeweils:

- t cos Γ

- t sin T

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- 10 -

wenn man diese Komponenten entlang den Achsen x^, y.. und zauflöst bzw. umwertet, so sind, die entsprechenden Y/erte:

- t sin T sin ß

- -t cos Γ

- t sin T cos β

löst man schließlich diese Somponenten entlang der Achsen Xq, y_Q und Z₀ auf, so sjind die ¥erte:

- t sin Γ sin β (1)

- t (cos F cos Λ - sin/" cos/^ sin Cf )

- t (sin/" Gos ß cos Ä + cos f* sin of ). (2)

ist der rfert der Torschuhkomponente t gegeben durch ion (1)
die SHinktion (2).

die j^unirtion (1) und derjenige der Auftriebskomponente t durch

Die festgelegten oder festliegenden Winkel flf und T sind die gleichen für alle !triebwerke der beiden Anlagen. Darüber hinaus werden innerhalb jeder Anlage die gleiche üchubstärke t und der Düsendrehwinkel ß xür alle vier iriebwerke verwendet, und in dieser Hinsicht wirken die vier Triebwerke der Anlage als eine einzige und werden auch als eine gesteuert. Der kombinierte

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Schub 'ί der Triebwerke in der iiteueroord—i'riebwerkanlage ergibt bei einem Düsendrehwinkel β eine kombinierte ¥orwärtstrieb—Sehubkomponente i_sx» gegeben dureh:

_ ν» sin T sin β (3)

s s

und eine kombinierte Megativauftrieb-üchubkomponente 3?_sz» gegeben dureh:

- ϊ (sin T eos^ _s cos Ct + cos/" sin Λ )_o(4)

In ähnlicher Weise ergibt der kombinierte iSehub T der Triebwerke in der B.-ickbord-i'riebv/erkanlage bei einem Diisendrehwinkel β eine kombinierte Yorwärtstrieb-^chubkomponente 'J? , gegeben durch: ,

- T_p sinT ein A _p (5) .

und eine kombinierte Jiegativauftrieb-Schubkomponente T , gegeben durch:

—T (sin T cos β cos Λ + cos T* sin if ). (6)

Die Gesamt-Vorwärtstrieb-Sehubkomponente T und die gesamte Negativ-Auftrieb— Schubkomponente '£ sind jeweils:

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Darüber hinaus ist infolge der Anordnung der üJriebwerkanlagen in einem Abstand A, beispielsweise auf beiden_t Seiten der Roll- und Gierachse f, bzw. Z, das Luftfahrzeug einem Giermoment I und einem Rollmoment L ausgesetzt, nämlichί

A(T_px-T_sx) (9)

-A(V-^'- "■*■■■'■■■"<»·

Bei Verwendung der funktionen (7) bis (10) ergibt sich: ΐ_ρχ = 1/2 (T_x + M/A) (11)

" ^{L/A) (12)}

= -1/2 Cf_x - W/A) (13)

^{+ L/A) (H)}

Die Steuerung der Triebwerkanlagen wird bewirkt durch Verwendung der Werte von ϊ _χ, ¹S , Τ_Βχ und T_ßZ , abgeleitet enteprechend den Gleichungen (11) bis (-14-), und zwar als Eingangsbefehle bzw. Eingangssollwerte für vier Servoanlagen. Zwei der Servoanlagen steuern jeweils einen Drosselregler und einen Düsenwinkelregler der Backbordanläge, und die anderen beiden steuern in ähnlicher Weise Drossel- und Düsenwinkelregler der Steuerbordanlage. Die Werte T und T in der Eechnung werden in direkter Abhängigkeit von Vorwärts- und Abwärts-Besohleunigungskomponenten abgeleitet, die durch den Piloten des Luftfahrzeugs gegeben werden, während die Werte N/A und L/A von BefehlsSignalen bzw. Steuersignalen /demand signals/ abgeleitet werden, die durch einen Autostabilisator bzw. Selbststabilisier'er

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des Luftfahrzeugs gegeben werden. Der Aufbau ci'ar öteuervori'ichtung und die Art und ./eise, in welcher diese die erforderliche steuerung der beiden l'riebwerkanlagen durchführt, soll nunmehr mit Duzug auf Fig. 2 beschreiben werden.

Kach Ji¹Ig. 2 erstreckt sich eine Steuerhandhabe bzw. ein uteuerhandgriff 11 quer zum üuf tf£ihrzeug am Pilotensitz und ist um eine Achse parallel zur Achse Z für -^eweguni-; durch den Piloten vorwrts oder rückwärts drehbar gelagert, wie durch Pfeile H angedeutet, und zwar jeweils entsprechend der gewünschten Vorwärts- oder lmckwärtsbewegung des Luftfahrzeugs. Die dteuerhandhabe 11 ist außerdem um ihre Längsachse in -jeder Hbhtung drehbar, wie durch E'feile V angedeutet, und zwar entsprechend aer gewünschten Aufwärtsoder Abwärtsbewegung des Luftfahrzeugs, liwei /eilen 12 und 13 sind mit der üteuerhandhabe 11 gekuppelt, so daß die Y/elle 12 entsprechend der Vorwärts-liückwärts-liewegung (H) der Handhabe 11 gedreht wird, und die Welle 13 wird entsprechend deren Drehung (V)- gedreht. Der Drehwinkel der Welle 12 ergibt dementsprechend ein Maß, in stärke und Richtung, für den gewünschten Vorschub Tl., und der Drehwinkel der Welle 13 ein entsprechendes Maß für den gewünschten Auftriebschub ^rl'_z. Elektrische Signale, die von den Sollwerten Τ_χ und ¹I¹ abhängig sind, werden von zwei-Abgriffvorrichtungen abgenommen, wobei diese Vorrichtungen im vorliegenden Beispiel durch Potentiometer 14 und 15 gebildet werden, deren Läufer mit der Welle 12 bzw. 1p gekuppelt sind.

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Das durch das i^Jotentiometer 14 abgenommene Signal, welches voxa Sollwert !L'_ abhängig ist, wird zwei öuiiimierverstärkern 1b und 17 zugeführt, die beide außerdem, von einem Autostabilisutor 1ü ein elektrisches Signal empfangen, welches von einer öoirLraft ri/A (parallel zur Hollachse X) abhängig ist, die für das i-.anövrieren und Stabilisieren des Luftfahrzeugs in Gierung erforderlich ist. Der Verstärker 16 liefert auf Grund k der beiden von ihm empfangenen Signale ein -Ausgangssignal, welches dem Wert T , gegeben durch Gleichung (11), entspricht,

px .

während der Verstärker 17 ein Ausgangssignal liefert, welches dem /ert !D ,durch Gleichung (To) gegeben, entspricht. Die von den beiden Verstärkern 16 und 17 gelieferten Signale werden als ^ingangs-Befehlssignale .bzw. liiingangs-Süllwertsignale zwei oervoanlagen 19 und 20 zugeführt, die die Steuerung . der Düseridrehwinkel f3 und /3 der beiden !friebwerkanlagen -be-, wirken, wobei die Servoanlage 19 einen gemeinsamen Düsenwinkel- . regler 21 der Backbordanlage und die aervoanlage 20 einen gemeinsamen Düsenwinkelregler 2.2 der Steuerbordanlage steuert.

Das vom Potentiometer 15 abgeleitete Signal, das von dem; Sollwert ^fJ?_z abhängig ist, wird zwei Summlerverstärkern 23. und 24 zugdfthrt, die beide außerdem von einem Autostabilisator 18 ein elektrisches "Signal empfangen, welches von einer Söllkräft L/A (parallel zur Gierachse Z) abhängig ist, welche zum Manövrieren und Stabilisfereii des Luftfahrzeugs um die Längsachse (bei&·Rollen) ,erforderlich ist.. Der Verstärker 23 liefert auf Grund der beiden von ihm empfangenen Signale ein-Ausgangssignal, welches dem· Wert ^pz* gegeben durch Gleichung (12) entspricht, während der Verstär-

fcer 2/j-'ein Ausgangssigna.1 liefert, welches dem vert J-'_azf gegeben, durch Gleichung (H)_f entspricht. Me von den "Verstärkern 23 und 24 gelieferten dignale werden als iüngangs-bolxwert- ' signale zwei Servoanlagen 25 bzw. 26 zugeführt, die die Steuerung der Stärken der Schubkräfte i' und 1' bev/irken, welche durch die

P ^s

beiden Anlagen erzeugt werden. In dfisem X¹VaIIe steuert die Öurvoanlage 25 einen gemeinsamen Droeüelregler 27 der üackbordanlage, während die Servoranlage 26 einen gemeinsamen Drosselregler 28 der Steuerbordanlage steuert.

Der Autostabilisator bzw. Jelbststabilisierer 18 ist im Grunde genommen ein herkömmlicher selbsttätiger HoIl- und Gier-Stabilisator, wobei er Kreiseleinrichtungen (nicht dargestellt) enthält, um eine Information in Beaug auf bewegungen des Luftfahrzeugs um die Roll- und G-ierachsen £ und Z zu liefern. Jedoch kann im vorliegenden Falle bei niedrigen Geschwindigkeiten, wo die aerodynamischen Huderflächen des Luftfahrzeugs unwirksam werden, die Manöver des Luftfahrzeugs beim Hollen und Gieren durch entsprechende Steuerung der beiden 'i'riebwerkanlagen erreicht v/erden. Dementsprechend sind für den Piloten beim belbststabilisierer 18 _: nicht dargestellte Vorkehrungen getroffen, um eine steuerung entsprechend den gewünschten Änderungen der Lage bzw. des Verhaltens des Luftfahrzeugs beim Rollen und Gieren auszuführen. Zu diesem Zweok dient der Selbststabilisierer 18 der i'/irkung nach dazu, , eine Stabilisierung in Roll und Gier in Bezug auf eine Bezugslage, die wahlweise veränderbar ist, zu ermöglichen, wobei die Bezugs- \ lage bo geändert wird, daß sie der Roll- und Gierlage entspricht, welche durch die herkömmlichen Steuerorgane des Piloten des Luft- , ausgewählt werden. Die Ausgangssollwerte /output demands/(N/A und •l/A) des Selbststabilisierers 18 sind daher Befehle bzw. Sollwerte für das Manövrieren und Stabilisieren des Luftfahrzeugs in Roll · und Gier relativ zur gewählten Lage. 9 O 9 8 O S / O 3 1 2 ' '"

Bas Paar der Servosnlagen 20 und 26, welches die Steuerung der Düsendrehung und der Drosselregler 22 und 28 der Steuerbordanlage bewirkt, hat den gleichen Aufbau wie das entsprechende Paar von Servoanlagen 19 und 25-der Backbordanlage. Daher wird nur ein Paar» und zwar dasjenige der Backbordanlage, im einzelnen dargestellt und beschrieben. Die Servoaniage 19 weist einen Servoverstärker 30 auf, der vom Verstärker 15 ßas Bingangs-Sollwerteignal, abhängig von T₁ empfängt und djje Erregung eines Servomotors 31 steuert, Der .Motor 31 treibt unter der Steuerung des Servoverstärkers 30 eine Walle 32 in eine Brehstellung, die analog dem Winkelt in Übereinstimmung mit dem Bingangs-Sollwertßignal ist. Sie Drehsteilung der Wolle 32 wird auf die Backbord-Triebwerkcinlage über ein LeiBtungseteuej-eyettm 33 übertragen, welche« Begier 21 antreibt, wobei die Steuerbord-friebwerkeiiroasfl

dadurch auf einen Winkelif entsprechend der Drohstellung der .· Welle 32 eingestellt werden. Ein Auflöser bsw. Verleger /receiver/ 34 ist mit ■ einem Säufer an die Welle 3.2 gekuppelt» um, wie weiter unten erläutert, Auflösungen mit den veränderlichen WerttE (η±ηψ ) und (potttf) eu schaffen, die für die entsprechende SUekkopplungsateuerung der beiden Servoanlagen 19 und 25 erforderlich sind.

Die Servoaniage 25 weist einen Sβ 1-/0verstärker 35 auf«, der uad die Erregung eines Servoaotora 36 steuert« DiP 3otor

ι * j

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"iß treibt,unter der. Steuerung des Seirvoverstariers 35 eine Welle 37. In eine drehstedlung^ die einer Aniogdarsteilung des Schubs >T |ü Übereinstimmung mit eiern Lingangs-Sollwertsignal entspricht. Die Drehstellung der Welle 37 wird auf den Drosselregler 27 4er. Sack^or,d-f!l'riebw^i:kanla«e .übertragen, un eine Drosseleinstellung entsprechend -der VQn dieser Anlage erzeugton Schubstärke T. zu bewirken« Der ,Iiäufes einer Abgre if vorrichtung 33 ist an die Welle -. >7 ,,gekuppelt »,un/ϊ leitet ein elektrische^ Signal ab, das von der Drohstellung der We^Ie 37 abhängig ist, wobei das Signal ein Maß für (- T)_liefert, IUeses letztere Signal wird über ein Skalierbssw· )Ionseijz^>Ne"t^werk /scaling network/ 3,9 einem Sumraierverstärker 40. und vam^^rde^ tiber ^in Uiqsetznet'swerk 41 einem Auflöser 34 4^r Sarvqanlag^ 1J ^zug^füh^rt. D^e Skalier- bzw. Iiinaetznetzwerk^.39 aryi 41 .lj„e£<i^ eine J?^iwäoh,ung bzw. Dämpfung /attenuation/ abhängig von den ,Konstanten (cos Γ ein41 ) bzw. (sinl*), so daß das Signal, wel-ches dem Verstärker 40 über das Netzwerk 39 zugeführt wird, ein MaS baw. eine Meßgröße bildet fürt

dej» Auf;lös#r 34 über das Netzwerk 41 zugeführte eine

- I sin J*.

>■.-.- P ,· ·■■■ ■ . ■

Ä* V, if Vk; Sr ^ r.f- ^!ί>-.

Zwei Signale v/erden durch den Auflöser 34 der Servoanlage aus der« von ihm empfangenen Signal abgeleitet, wobei des eine dieser- Signale ί afc Ire '!e¹- oben or wähn ten Auflösung nach (sin./J ) abhängir ist von T , gegeben durch die Punktion (3), und den Servorerstirker 30 ils degenerative Rückkopplung übermittelt wird. Das andere vom Auflöser 3-1 abgeleitete Signal ist infolge der Auflösung nach (cos /3 ) abhängig von:

¹H

ιηιΊ wird dem Verstärker 40 über ein Unisetznetzwerk 4? mit einer Dämpfung in Abhängigkeit von der Konstanten (cobΦ ) übermittelt. Dae Ausgangesignal des Verstärkers 40, das abhangig ist von der Summe der über die Netzwerke 39 und 42 empfangenen Signale, ist demgemäß abhängig vom T . wie duroh die Punktion (6) gegeben,

pz

und dieses Signal wird dem Servoveratarksr 35 ale degenerative Rückkopplung zugeführt.

Die von T abhingige degenerative Rückkopplung, die dem px

Servoverstärker 30 in der Servoanlace 19 übermittelt wird, ist abhängig von der Winkelsteilung beider Wellen 32 und 37 und ist in dieser Hinsicht abhängig sowohl von dem tatsächlichen Düsen-

winkel/!? als auch dem tatsächlichen Schub T . Es besteht eine P P

Bifferen» in der Stärke zwischen diesem Signal und dsm Eingang»- Sollwerteignal, welches dem Servoverstärker 30 übermitttlfc wird.»

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wenn irgend-eine Nichtübereinstimmung einerseits zwischen dem tatsächlichen DUsenwlnkelß^ und dem Sohub T und andererseits

P " P

•wischen dem Sollvorsohub T und der Gierkraft N/A vorliegt. Eine solche Differenz hat die Erregung des Motors 31 zur Folge, um die Welle 32 in einer solchen¹ Riohtung zu drehen, daß die Differenz auf Null reduziert wird. In diesem Zusammenhang Jedoch bringt die Drehung der Y&le 32 eine Veränderung dec von T _ nb-

ps

hängigen degenerativen Rüokkopplungssignals mit eich, welches dem Servoverstärker 35 der Servoanlage 25 zugeführt wird, wobei diese· Rückkopplung·signal, wie das dem Servoverstärker 30 übermittelt·, abhängig ist sowohl von dem tatsächlichen Dueenwinkel^ al· auch dem tatsächlichen Sohub T. Wenn somit irgendeine Nichtübereinstimmung swisohen einerseits dem tatsächlichen Düeenwifckel β und dem Sohub T und zwischen andererseits dem Soll-AuftritTbeeolmb f ■ und der Rollkraft l/k vorkanden iet, dann besteht eine Differ··)· •wisohen dem Eincange-Sollwerteignal und der degenerativen fiüokkopplung, die dem Verstärker 35 zugeführt wird. Sine eolohe Diffev rens hat die Erregung des Motor· 36 zur Folge, um die Welle 37 in einem solchen Sinne zu drehen, daß die Differenz auf Null reduziert wird, und dies bringt natürlich eine Veränderung de· dem Verstärker 10 cugeftihrten degenerativen Rüokkopplungs signal β mit eich. Jedooh , besteht der resultierende Effekt darin, daß die beiden Servoanlagen 19 und 25 da· Bestreben haben, die Wellen 32 und 37 tu drehen, an einen X*t-DUe«nwinkel/T und einen Ist-3ohub ϊ· tu ereeugtpn, Ü· »it all«n vier Boll-Werten Τ_ρχ, ϊ , V/A and l/t *\*&ΐΑ*\%ρφ*4

^ ·.-■'■ . ■ ■ \ _ -Hj^i

909*08/0312 . . ■ ' " ^

Die S-ervoanlagen 20 und 2β arbeiten in der gleichen Weise; um Ϊ25. Pezug auf Sie-Sieuerbord-Triebwerkanlage einen Ist-Düsenwinkel/? urA einen lot-Schub T zn erzeugen, die mit allen vier

S S3

" Sollwerten T , ϊ , Ε/λ und l/A uber-ainet

Um die Beschleunigung des Luftfahrzeugs parallel su seiner

* Gierachae Z üjk! — oder alternativ — seine Stabilität um die Längsachse z-u verbessern, kann die Anordnung auch so getroffen

-jrerden, daß Ii3 "Slngangs-SollwertS} dis den Servoanlagei* 25 und 26 25U£eführt werden, 'Soaponenten eiithalten, dia abhängig sind von Beschleunigungen dee Ijufifahrzeugs, gemessen parallel zu und auf beiden Seit-sn der aierachse 2, Zu dieseA »Zweck k-ami da;?« Aue gangssignal des Yeretärkere 23 ein Signal hinzugefügt werden, welches von eines Beschleunigungsmesser abgenommen wird, der sich an der Backbord-Trlebwerkanlag« befindet» ^nd dem Ausgangssignal &en V®r rs 24 kann ein Signal hinsugefügt werden _t das von eintia Be-

" schleunigungsmesser an dar Steuerbord-friebwar^anlage wird, v/obei _t1edea dieser Signale anhängig ist von der Beschleunigung parallel zur Grleraehse Z an dor sug«li8rl£en Anlage* S&e Beschleunigungsoesgeraigiial kann in jedarn Falle unmittelbar dem Ver etlrker-Ausgangssignal zugefügt ?/erden_? bevor dieees letsstere Signal der Servoanlage zugeführt wirdj oder ei.kann unabhängig dam Servoverstärker (35) der Servoanlage zugeführt werdön, am der Wirkung nach diesem Teretärker-Ausgangenignal zugefügt ?·οη dle-3esohleunl$ungesiees3rslgnal@ vtrwendtt werden,

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fordert die Drehbewegung der Steuerung bzw. Handhabe 11 in Blohtung dee Pfeiles V effektiv eine vertikale Beschleunigung (vorausgesetzt, daß die RUokkopplungsausbeute hoch genug ist). Unter diesen Umständen, da der aerodynamische Auftrieb mit verminderter fluggeschwindigkeit während eines Anflugs zu einer VTOL-Iandung abnimmt, werden die Drosseln der Baokbord- und Steuerbord-AUftriebftmasohlnen stetig durch die Steuervorrichtung geöffnet, wobei diese Vorrichtung dadurch eine konstanter Absenkgeschwindi^keit aufreohterh&lt. Genau genommen messen die Beschleunigungsmesser die Beschleunigung parallel zur luftfahrzeugachse Z, während gerade die Beschleunigung normal bzw· senkrecht zum Plugweg in der vertikalen Ibtne für die Antriebssteuerung erforderlich ist· Jedoeh 1st dies Ie allgemeinen niehV wichtig, vorauegeettat, daB der leiguhgswlnkel und der Rollwinkel des luftfahrseugs' nlbht übermäflif groß sind.

Der Schub Jedes einzelnen Triebwerke wird überwacht (duroh nloht darf es teilte Mittel), unter Verwendung von Trl#bwerk-«e*rekfllhlern, so da» störungen Infolge Triebwerkausfalle und. ln/dlfo von Buslt voneinander enteriohieden werden können. Die Überwachung geschieht dureh Vergleioh der einseinen Druckeignale mit eines mttelwert. Voras|xgeeetBt, die Differenzen liegen innerhalb annehebar·» fcreiwen* din* werden die Sollwerte bsw. Befehl·

bef^enst, um ein Hinauftreiben der lot-'''Up· Eöehstlsistung ία veratlden·

1431199

Triebwerk aus, so wird die Begrenzung übergangen, um sicherzu- ; atellen, daß ein ausreichendes Rollmoment zur Verfügung steht, um dem Verlust an Schubkraft von der zugehörigen Anlage entgegenzuwirken. Sie Sohubpegel werden dem Piloten angezeigt, damit er daa ausgefallene Triebwerk identifizieren und den Brennstoff zu diesem absohalten und außerdem das entsprechende Triebwerk in der anderen Anlage drosseln kann.

Sie oben mit Bezug auf Jig. 2 beschriebene Triebwerketeuervorrichtung manövriert daa Luftfahrzeug beim Rollen und Oleren, jedoch nicht in Längeneigung, wobei die Längsneigungsmanöver in diesem falle mittele BruokluftdUaen am Sohwanzende des Luftfahrzeuge bewirkt werden. Wenn jedooh erwünaoht, kann die Iriebwerkateuervorriohtung ausgedehnt baw. erweitert werden, um auch die Möglichkeit sur Srsielung von Längen·igungeaanövern durch unteY-BOhiedliohe Veränderung der Sohtifekräfte von vorderen und hinteren

^;ji\ Triebwerkpaaren in beiden Anlagen elnaueohlieflen baw*jpfaeaen·

Hs abgeändertes Auaführungabeiaplel der Triebwerketeuervorrlohtung nach flg. 2 mit der längsneigungemanövrienöögliohkeit, wie vorerwähnt, ist teilweise in ?ig. 3 dargestellt und soll mufemehr beadrieben werden. In 'ig» 3 ist nur derjenige Teil der Tfjrriehtung dargestellt, der insbesondere die Steuerung der Jto*)jtlpM*«

Yritbwerkaal&ge betrifft, wobei derjenige Teil, der eith

.·.* ■·■---■'.■"·■■■ · ■

•iii«M^vJiit dtr etQuertmg de» eteuereord-Trieeirerttelaf·

909801/031;

U31185

• - 23 -

wie im Falle der Vorrichtung nach Pig. 2 der gleiche ist. Befehle bzw. Sollwerte für Vorwärts-, Abwärts-, HoIl- und Giermanöver werden in der Vorrichtung genau in der gleichen Weise wie für die Vorrichtung der Pig. 2 abgeleitet, wobei Signale, die den Vorwärte- und Abwärts-Sollwerten T_ bzw. T entsprochen, in Abhängigkeit

Jt Z

von der Betätigung einer Piloten-Steuerhendhabe (nicht dargestellt} die der Handhabe 11 der Fig. 2 entspricht, geliefert werden, und Signale entsprechend den Gier- und Roll-Sollwerten N/A und L/A werden von einem Selbststabllisierer (nicht dargestellt) geliefert, welcher dem Selbetstabillsierer 18 der Pig. 2 entspricht. Jedoch wird im vorliegenden Falle die Bezugslage, auf welche sich die Betätigung des Selbetetabilisierers bezieht, geändert, um sowohl in Längeneigung ale auoh in Querneigung und Gierung der Lage zu entspreohen, die duroh die konventionelle Pilotensteuarvorrichtung auegewählt ist, und der Selbetstabillsierer liefert einen Ausgänge-Sollwert M/B für die Verwendung beim Manövrieren und Stabilisieren dee Luftfahrzeuge in Längeneigung, wobei H dae erforderliche Längeneigungemoment und B der effektive Abstand, gemessen parallel sur HoIl- bzw. Querneigungsachse X, zwischen dem vorderen und, nteteren Triebwerkpaar in jeder Triebwerkanlage ist.

Drei Untereinander verbundene Servoanlagen werden für Jede Triebwerkanlmge verwendet, eine zur Steuerung eines DüeenwÜtoel reglers» der den beiden Triebwerkpaaren der Anlage gtaelncea aage·*

·■ ■..'■■-■■■.".■-■■. ■ ■ ■ ■'."·.■■■

hurt, wobei der gleiche DUeendrehwlnkeljff für eJLle Tier

Ö0Ö80S/03T2 o>

werke der Baokbordanlage und der gleiche Düsendrehwinkel β für alle vier Triebwerke der Steuerbordanlage verwendet werden. Die anderen beiden Servoanlagen jeder Anlage steuern jeweils zwei Droßselregler, wobei der eine dieser Regler die Droaselelnstellung des vorderen Triebwerkpaares und der andere die Drosseleinstellung dee hinteren Triebwerkpaareβ steuert. Das vordere und da· hinter· * Triebwerkpaar der Backbordanlage erzeugen unter der Steuerung ihrer jeweiligen Drosselregler Schubkräfte T- und T₁ während das vordere und das hintere Triebwerkpaar der Steuerbord'^nlage in entsprechender Weise Schubkräfte T- und T erzi^egen«.

Sie* Befehle bzw. Sollwerte, dl· den Servoanlagen überaittelt werden) weiche die »Ueenwinkel A^ und ß_u einregeln, eind die · gle lohen wie. jene, T und 1_%xi die durch die ο eigen öleiohung

(11) und (13) gegeben sind. Ate Sollwerte 3L_fg» *aac» *gf« 'gas' **** ^*ⁿ "ervoanlagen überäitüfelt werden, welohe jeweils dl· Sohttbetärken I _f, ^T _par'*_ei- nnd T_fea eteuern, elnd gegeeen duroh die folgenden ftleichungent

V« "T ^(T* "I/A- M/B) (15) '

^i (16)

(17)

(18)

	(Ϊ,	-VA +	Μ/Β)
		+ Va-	Μ/Β)
	+ Va +	Μ/Β)
* χ

Bollwerke .werden 1« ihren leweilifen eerroeAi*gee. nit

SOIIOS/0312

errechneten Werten verglichen, die von den Ist-Werten der Servoausgangsvariablen abgeleitet sind. Sie Vergleiche werden durchgeführt unter Verwendung von errechneten Werten, wie degenerative Rückkopplung, gegen Eingänge-Sollwerte, so da6 die Werte der verschiedenen Servoausgangevariablen in Übereinstimmung mit allen Eingangs-Sollwerten gehalten werden. Die Sollwerte IV , Ϊ ·,

px BX

T₁ T-J₂ uuä I_ea_ werden jeweils nach den folgenden Punktionen berechnet: ? ftr

V	8P
	0P
·■*
*.«

(20) (21)

(24)

wobei ?_z and 0_χ (χ ist entweder ρ oder tionen 4*reteilen*

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008 T coaOi- sin T sin * cos fl cos Γ sin 41+ sin T cos Λ cosβ

Gemäß fig. 3 wird die Servoanlage 50, welohe den Düsenwinkelregler 51 der Backbord-Triebwerkanlage steuert, mit einem EingaiJ?«- Sollwert T beliefert, wobei dieser entsprechend Gleichung (11) durch einen Summierverstärker 52 von den Signalen für die Sollwert, T und N/A abgeleitet wird. Die beiden Servoanlagen 53 und 54, die jeweils die Drosselregler 55 bzw. 56 der vorderen und hinteren Backbord-Triebwerkpaarβ steuern, empfangen andererseits Eingangs Sollwerte Ϊ£*_ζ «ad I_raz· Eieae beiden Soliwerte stimmen überein Bit Gleichungen (15) und (16) und werden von Signalen, die den Sollwerten T _r M/B und X/A entsprechen, duroh Paare von Suaunier-▼•retärkern 57, 56 und 59t &> abgeleitet.

Jede der Serroanlagen 53 und 54 ist la Aufbau dtr Serraa&la&v 25 In Tig. 2 gleich, und dementsprechend übermittelt jed· nach der Servoanlage 50 ein Signal, welohes der tatsächlichen Sol|ttt£» stärk« T. oder T seines augehörigen Triebwerkpaaree ent»pri%tt«

Die beiden de» Werten T_pf und T_{pa entepreonenden} Signale werden la der Servoanlage 50 zwei Umsetznstzwerken 61 bzw. 62 zugeführt, damit beide Dämpfungen erzeugen, die von (sin/ ) abhängig «Ind.

Sie* von den Xetzwerken 61 und 62 erzeugten Signale wenden Je«relj.& fwei Auflöeern 63 und 64 zugeführt, die mit einer Well« 65'**·*·

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Servoanlage 50 gekuppelt sind.

Die Welle 65 in der Servoanlage 50 entspricht der Welle 32 der Servoanlage 19 der Fig. 2 und wird in gleicher Weise in eine Drehstellung gebracht, die dem Düsenwinkelfi entspricht, und zwar durch einen Motor 66 unter der Steuerung eines Servoveretärkere 67, der den Eingangs-Sollwert T empfingt. Die Drehstellung der Welle 63 wird über ein Leistungsregelayatem 68 übertragen, um den Regler 51 anzutreiben, wobei die Droaeel des Backbord-Triebwerke dadurch auf den Winkel β eingestellt T»lrd.

Jeder der Auflöser 63 und 64, die alt der Welle 65 gekuppelt Bind, liefert zwei Auflösungen des Signale, welohee er vom zugehörigen Netzwerk 61 oder 62 empfängt, wobei die erste Auflösung den veränderlichen Ausdruck (cos^ ) und die zweite den veränder-

liehen Ausdruck (sin ^i ) betrifft. Die beiden durch die ersten Auflösungen in den Auflösern 63 und 65 abgeleiteten Signale werden jeweils über Unsetznetzwerke 69 und 70 den Servoanlagen 53 und 54 zugeführt. Jedes Netzwerk 69 und 70 hat eine Dämpfung abhängig von (coerf), mit der Folge, daß jede Servoanlage 53 und 54 von der Servoanlage 50 ein Signal empfängt, welches vergleichbar ist alt dem Signal, das in der Vorrichtung der Fig. 2 durch die Servoan lage 25 von der.Servoanlage 19 empfangen wird. Diese von den Servo anlagen 53 und 54 empfangenen Signale werden Innerhalt dleeer Vorrichtungen vejrwendet, ua eine degenerative SttokkOBpluagttteue-

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H31185

rung aufgrund der Punktionen (21) uri-1 (22) zu schaffen; wobei äie Anordnung dafür in jedem Falle derjenigen entspricht, die in der Servoanlage ?5 der Fig. 2 vorgesehen und beschrieben ist.

Die beiden durch die genannten ersten Auflösungen in den Auflösern 63 und 64 abgeleiteten Signale werden außerdem einem Summierverst^rker 71 zugeliefert, der daraus ein Signal ableitet, " v/elches abhängig ist von:

ein T

Dieses Signal wird über ein Umsetznetzwörir 72, <?as eine Dämpfung abhängig von der Konstanten (ein/¹ ) hat, einem Summierverstärker 73 zugeführt, der außerdem γοη einem weiteren Summierverstfirker ein Signal empfängt, das Abhängig let vom

^ein/

Dieses letztere Signal wird im Summierveretärker 74 von .άύη Signalen abgeleitet, die aus den zweiten durch die Auflöser 63 und 64 geschaffenen Auflösungen resultieren.

Das Signal, welches durch den Verstärker 73 aus den Sig»JLUpn_v die er vo· Yerttärker 74 und dem Netzwerk 12 her eepfangt, leitt't wird, iet abhängig vom

909805/0312 bad

(T_pf+T_pa) ein r ein /*_p-(B/A) (T_pf-T_pa) (sin Γ ein Λ cos /?_p)

Dieses Signal wird degenerativ dem Servoverstärker 67 zugeführt und bildet eine der drei Komponenten der degenerativen Rückkopplungasteuerung, die gegeben ist durch die Funktion (19) und in der Servoanlage 50 geschaffen wird. Sie anderen beiden Komponenten werden von Signalen gebildet, die jeweils abhängig sind von

(B/A) (T --T) cos/¹ cos β
px pa

(B/A)(T --T)(cos Γ ooa« - sin Γ sin Cl cos /7 )

BX 8& 8

Daa erst« dieser beiden Signale wird degenerativ dem Verstärker von einem Umsetznetzwerk 75 her zugeführt, welches eine Dämpfung abhängig von der Konatanten (ooe T oos Φ ) hat und von einem Sumnierveretärker 76 her mit einem Signal beliefert wird, das abhängig ist von der Dlfferens swleohen den Signalen entsprechend T^ und

T , welche duroh dl« SerVoanlagen 53 und 54 geliefert werden.

Das zweit· der Mira RUokkopplungssignale wird von dem Servosystem (nicht dargestellt), welches den Steuerbord-DUsenwihkel ί steuert, geliefert, wobei 41· Servoanlage 50 dementsprechend dieser Servoanlage ein Signal liefert, welohes repräsentativ ist fürι

Γ Qo· « - ·ΐη r tin m oo./f _p

U31185 '

-yf-

äo

und dazu verwendet wird, eine degenerative Rückkopplungssteuerung entsprechend der Punktion (20) zu schaffen. Dieses letztere Signal, welches über eine Ader 78 geliefert wird, wird in der Servoanl'ag« 50 durch einen Summierverstärker 79 aus den Signalen abgeleitet, die durch die Umsetznetzwerke 72 und 75 geliefert werden.

W Wie im Falle der Vorrichtung nach Flg. 2 können Komponenten, die abhängig sind von Beschleunigungen des Luftfahrzeugs par all?" zur Gierachse Z, in die Eingangs-Sollwerte für die Servoanlager 53 und 54, die die Drosseln der Backbordtriebwerke steuern, und in,die Eingaqp-Sollwerte für die entsprechenden Servoanxagen, w« ehe die Drosseln der Steuerbordtriebwerke steuern, mit eingeschlossen werden. In diesem Falle ist sin individueller Besohleunigur» ^- messer für jedes vordere und hintere Triebwerkpaar vorgesehen*

Obwohl in den Anlagen bzw. Vorrichtungen der Fign. 2 und 3 •ine 3elbetetabilisierung nur In Bezug auf Wlnkeliawegungen d#» Luftfahrzeuge verwendet wird, versteht es sich» daß eine 8elbfl> stabilisierung auch in Bezug auf lineare Bewegungen des zeug· verwendet werden kann· Beispielsweise können In jedes zwei Llnearbewegungs-Sollwerte 2_ und Φ. jeweils ent sprechend 'U-bilieierungs-Sollwertaignalen modifiziert werden, die von den Selbststablllelerern geliefert werden, wobei der Befahl bsw, *"■..-

wert, der von dem einen S*lb»t»tabilieierer eelieferl wird *,

dam verwendet wird» den Befehl dea Piloten t wt

ienige let, der erforderlich 1st, um eine Stabilisierung entlang der Rollachse (Längsachse ) X zu bewirken, und wobei der Befehl bzw. Sollwert, der durch den anderen Selbststabilisierer geliefert wird und dazu verwendet wird, den Befehl T des Piloten abzuändern, derjenige ist, der erforderlich ist, um eine Stabilisierung entlang ier Gierachse Z zu bewirken. Jeder dieser beMen Selbststabilisierei Kann so eingerichtet und angeordnet sein, daß er Ans entsprechende Pilotenbefehlesio-nal erapf ingt, und so gut wie er dieses durch Hinzufügen dee zugehörigen Stabilisierungs-Sollwertes abändert, kann er auch jede beliebige Formung bzw. Gestaltung des Pilotenbefehls !wirken, die erforderlich ist, um sicherzustellen, daß selbst dann,

enn der Pilot noch so abrupt in der Bedienung der 3teuerhandhabe 11 ist, das Ansprechen dee Luftfahrzeugs sanft erfolgt. Darüber hinaus können natürlich die Beschleunigungssignale, die'von den oben erwähnten Beschleunigungsmessern geliefert werden, wenn angebracht, auch durch die Selbststablllsierer hindurch zu Pormungszweoken geleitet /routed/ werden,

Ee versteht sich, daß es aus Sicherheitsgründen wünschenswert ist, eine Multiplex- oder Hehrfachtechnik anzuwenden, so daß bei-9nielsweise im Falle der Vorrichtung mich Pig. 2 Jede dargestellte' Servoanlage eine von zwei oder drei identischen Servoanlagen let, die alle zur Ausführung der gleichen Punktion angeordnet «Ind.

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Zl

Die Erfindung betrifft nach Ab änderungen, der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Aus fiihrungs form und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erf iiiiungsmerknale, die im einzelnen — oder in Kombination -- in der gesamten Beschreibung uni Zeichnung offenbart si

Patentansprüche

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Claims (1)

1. PATENTANWALT -^ 1 Λ Ii IOC

   DlPL-ING. ERICH SCHUBERT ^J iHOllöO

   Tafoloni 22102

   Tatogramm-Adr.i Pattdwb, Siegan Abt.. rmMtmmaH MpMt. KHUtCTT,» SI««« (W««».), Pctfodia»» <| PottidMckkontan·

   64 105 Kti/da Bankkonto.,

   ¹¹ ■ Dwitteh· Bank AO.,

   . FillalwiSlaem u. ObMhW(M (RhM.)

   30. Juli 1964

   Patentansprüche

   IJ Schaltvorrichtung für Luftfahrzeug-Triebwerkanlagen, die sowohl in Stärke als auoh in dichtung regelbar sind, um die Komponenten des-Triebwerkschubs, die parallel zu zwei zu einander geneigten Achsen wirken, zu verändern, und bei denen zwei Servoanlagen die Sohubstärke und die Schubriohtung zumindest eines Teils der Triebwerkanlage entsprechend zweier Signale steuern, die jeweils den geforderten Schubkomponenten parallel zu den beiden Aoheen entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Signale als Blngangseollwerte den beiden Servoanla gen zugeführt werden» daß jede Servoanlage eine Rüokkopplungs- einriohtung enthält, die auf die von den beiden Servoanlagen erzeugten Bteutrausgänge ansprioht, daß jede Rückkopplunge- einriobtung in ihrer jeweiligen Servoanlage eine degenerative ^γ ÜUokkopplung t^ttugt« die von einer vorbestimmten Funktion so-

   WQbI der OohuilliilbPke als auoh der Sohubriphtung der Anlage * aihärteig iet, und defl untereobiedliohe Ruokkopplungefunktionen J in d«n bei4ea utVtl'tOhiedllohen Servoanlagen verwendet werden.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1',-dadurch gekennzeichnet, daß die Triebwerkanlage ein oder mehrere Vektorialschub-DUsentriebwerke mit einer Strahlablenkdüse aufweist, deren Drehwinkel verändert ist, um die Richtung des erzeugten Schubs zu verändern, daß die eine der' beiden Servoanlagen so eingerichtet und angeordnet ist, daß axe die -Üinstellung eines Düsenwinkelreglers des einen oder der mehreren Triebwerke steuert, um dadurch die Schubrichtung einzuregeln, und daß die andere ) Servoanlage so eingerichtet und angeordnet ist, daß sie die Einstellung eines Droseelreglers dieses einen Triebwerks oder dieser mehreren Triebwerke steuert, um dadurch die Schubstärie einzuregeln.

   3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS der der Servoanlage, die den Drosselregler steuert, eingegebene -Singangs-Sollwert abhängig ist von einem Sollwert für die im wesentlichen vertikale Bewegung der Anlage und daß der der Servoanlage, die den Düsenwinkelregler steuert, eingegebene Uingangs-Sollwert abhängig ist von einem Sollwert für die im wesentlichen horizontale Bewegung der Anlage,

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die in der 'einen der Servoanlagen zur Anwendung kommende Rückkopplung mit einem errechneten Wert der Komponente des Ist-Schubs übereinstimmt, der parallel zu der einen der genannten Achsen wirkt, und daß die in der anderen Servoanlage zur Anwendung kommende Backkopplung mit einem errechneten Wart

   ~ ·Λ

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   U31185 35·

   der Komponente den Ist-Schubs übereinstimmt, der parallel zur anderen dieser Achsen wirkt.

   5· Vorrichtung nach Anspruch 4_t dadurch gekennzeichnet, daß jede Servoanlage eine drehbare Welle aufweist, die durch einen elektrischen Servomotor drehbar ist, daß in jeder Servoanlage ein elektrischer Servoverstärker die Erregung des liflotors in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen dem Eingangs-Sollwert und der degenerativen Rückkopplung der Servoanlage steuert, daß jede Welle eine mit ihr gekuppelte elektrische Vorrichtung aufweist, die elektrisch auf die Herstellung der Welle anspricht, und daß die elektrischen Vorrichtungen der beiden Servoanlagen untereinander elektrisch verbunden sind, um die Sttckkopnlungssignale entsprechend den Drehstellungeri der beiden Wellen abzuleiten.

   6· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 in einem Luftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangs-Sollwert für die eine Servoanlage abhängig ist von einem Befehl für die Bewegung des Luftfahrzeugs parallel zu seiner Gierachse und daß der JKingangs-Sollwert für die andere Servoanlage abhängig ist von einem Befehl für die Bewegung des Luftfahrzeugs parallel ^u seiner Rollachse.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6 in einem Luftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die als -"ingangs Sollwerte den beiden Servoanlagen zugeführten Signale entsprechend den Drehungen einer Steuerhandhabe abgeleitet sind, die dem Piloten des Luft-

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   fahrzeuge zur Verfügung steht, daß die ^uandhabe um jede von zwei zueinander geneigten Achsen drehbar ist, und daß die unterschiedlichen der Signale jeweils entsprechend den Drehungen der Handhabe um unterschiedliche dieser letzteren Aohßen abge-Mtet sind.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7 in einem Luftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die als ^ingangs-Sollwerte den beiden Servoanlagen zugeführten Signale abhängig sind von Befehlen, für die Winkelbewegung des Luftfahrzeugs.

   9, Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehle für die Winkelbewegung dee Luftfahrzeugs' durch einen im Luftfahrzeug befindlichen Aufoetabilieator bzw. Selbstetabillsierer gegeben sind.

   10. Vorrichtung naoh Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beschleunigungsmesser ein Signal abhängig

   ψ von der Beschleunigung der '^riebwerkanlage im Kaum liefert und daß eine Komponente, die von dem durch den Beschleunigungsmesser gelieferten Signal abhängig ist, im ^ingangs-Sollwert für die Ser.voanlage, welohe die Sohubstärke der Anlage steuert, enthalten ist·

   11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bie 10, daduroh gekenn- \..

   zeiohnet, daß die beiden Servoanlagen so eingerichtet und angt- ordnet sind,· daß sie die Steuerung der Sohubitärken für unterschiedliche !Delle der Triebwerkanlage bewirken, und daß die letz-' teren Servoanlagen mit Eingangs-STollwerteignalen beliefert weiden,

   909805/0312 ^TED

   die abhängig s^nd von parallel zueinander verlaufenden Soll-So hubkompone nt en.

   12· Vorrichtung naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Servoanlage die Sohubrichtungen für beide Teile der Triebwerkanlage einregelt.

   13· Vorrichtung naoh Anspruch 1 bis 10 für die Steuerung einer ^ebiaahl von Luftfahrzeug-Triebwerkanlagen derjenigen Gattung^ bei welohexlder durch die Anlage erzeugte Schub sowohl in Stärke als auoh in Kiohtung regelbar ist, um die Komponenten dea Sobubs, die parallel zu zwei zueinander geneigten Aobeen wirken* au verändern, daduroh gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Servoanlagepaaren und zwar ein Paar für jede Triebwerkanlage, vorgesehen ist, daß die beiden Servoanlagen jedes Paare« so eingerichtet und angeordnet sind, daß sie die Steuerung der Sohubstärke und der Sohubriohtung für mindestens einen ^eIl der augehörigen Triebwerkanlage bewirken, daß die balden Servoanlagen diese Steuerung entsprechend zwei Signalen bewirken, die abhängig sind von Soll-Sohubkomponenten, die jeweils parallel si) den beiden Aobeen verlaufen und jeweils als lingangs-Sollwerte den beiden Servoanlagen zugeführt werden, und da| jede dieeer Servoanlagen so angeordnet und eingerichtet irb, daß sie Ihre entsprechende Steuerung der TrejLbwerkanlage in Abhängigkeit γόη dei Differenz awlsohen dem von ihr empfangenen HnganO^BoUwert und einer funktion bewirkt, die abhängig iet sowohl voftj dtr duroh die Triebwerkanlage erzeugten

   v\" - . , ^l^^¹;^¹;'.^^. riä>\_t. , _t ■■■ V ' ■-, · CRlGlMAL INSPECTED

   So-hubstärke als auxin von der Sonubricjrtung.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13 in einem luftfahrzeug mit Triebwerkanlagen die seitlich am luftfahrzeug mit Abstand voneinander und symmetrisch zur Rollachse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung Komponenten des auf das luftfahrzeug durch flie Anlage ausgeübten Sohubs parallel zu seiner Roll- und Gieraohse steuert, daß die Bingangs-Sollwerte fe für die Servoanlagen, welche die Schubstärken der Anlagen einregeln, abhängig sind von einem Sollwert für die Bewegung dee luftfahrzeuge parallel zur Gierachse, und daß die Eingänge-Sollwerte für die Servoanlagen, welche die Schubrichtungen der Anlagen einregeln, abhängig sind von, einem Sollwert für die Bewegung des luftfahrzeuge parallel zur Bcllaobße.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 14* dadurch gekennzeichnet» daß die -"Hngangs-Sollwerte für die Servoanlagen, welche die Sohubstärken einregeln, abhängig sint3 von einem Sollwert für die Winkelbewegung de» luftfahrzeuge um seine Hollachse, und daS die Eingangs-Sollwerte für die Serjroanlagen, welch® die Sohub« richtungm einregeln, abhängig eind von einem Sollwert für d i« Winkelbewegung des luftfahrzeuge um seine Grierachse,

   16. Vorrichtung nach Anspruch 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb jeder Triebwsrkanlag· die Steuerung άητ .· Seaubstärke für untereohiedliobe Teile der Anikas durch unter* aohiedlioh« Servoanlagen bewirkt wird und das dies«

   in jedem FmIl mit Singftnge-Sollwerteri für parallel . verlauf ende Sobubkomponiaten »«liefert werden.

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   17* Torriohtung naoh Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dafl innerhalb jeder Triebwerkanlage eine einzige Servoanlage die Sohubriohtungen für beide Teile der Triebwerkanlage steuert.

   18. Torriohtung naoh Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn-Eeiohnet, dafl innerhalb jeder Triebwerkanlage die Eingangs-Bollwerte für die unterschiedlichen Berroanlagen, welche die Bohubstärken einregeln, abhängig sind von einem Sollwert für die Länganeigungswinkelbewegung dee Luftfahrzeugs.

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