DE1481551B2 - Kurvenflugregler für Flugzeuge - Google Patents
Kurvenflugregler für FlugzeugeInfo
- Publication number
- DE1481551B2 DE1481551B2 DE1481551A DE1481551A DE1481551B2 DE 1481551 B2 DE1481551 B2 DE 1481551B2 DE 1481551 A DE1481551 A DE 1481551A DE 1481551 A DE1481551 A DE 1481551A DE 1481551 B2 DE1481551 B2 DE 1481551B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gyro
- aircraft
- yaw
- flight controller
- curve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 11
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 8
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 3
- 238000012886 linear function Methods 0.000 claims 1
- 238000009428 plumbing Methods 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/42—Rotary gyroscopes for indicating rate of turn; for integrating rate of turn
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/04—Control of altitude or depth
- G05D1/042—Control of altitude or depth specially adapted for aircraft
- G05D1/044—Control of altitude or depth specially adapted for aircraft during banks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Toys (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Description
ψ · ν
tg,,= —
tg,,= —
von der Fluggeschwindigkeit ν ab. Die Fluggeschwindigkeit ν ist jedoch nur relativ umständlich und
ungenau aus dem Staudruck, dem Luftdruck und der Lufttemperatur zu bestimmen. Auch das Kreisellot
ist in Kurven mit einem gewissen Fehler behaftet.
Es ist daher sehr schwierig, auf dem Wege über die Einstellung der Schräglage φ mit guter Genauigkeit
eine gewünschte Wendegeschwindigkeit Ψ zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Nachteile der bekannten Flugregler hinsichtlich des Kurvenflugcs zu vermeiden und einen Flugregler zu
schaffen, der bei höheren Fluggeschwindigkeiten eine genaue Vorgabe der Wendegeschwindigkeit gestattet
und bei welchem die Einstellung der Wendegeschwin-
digkeit ohne Berücksichtigung der Fluggeschwindigkeit erfolgen kann.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß
von dem Gierkreisel ein Wendegeschwindigkeits-Fehlersignal (ψ^ — "i^oii) mit Vorhalt auf dem
Querruderkanal zur Regelung der Rollgeschwindigkeit aufschaltbar ist.
Es erfolgt also bei dem erfindungsgemäßen Flugregler an dem Gierkreisel ein Vergleich von Kurvenkommando
und Wendegeschwindigkeit. Das Ausgangssignal geht aber nicht, wie bei den bekannten
Flugreglern, auf den Stellmotor für das Seitenruder, sondern in den Querruderkanal. Es erfolgt also hier
eine Kurveneinleitung über das Querruder, jedoch mit einem geschlossenen Regelkreis, so daß die
Wendegeschwindigkeit genau und unabhängig von der Fluggeschwindigkeit vorgegeben werden kann.
Da die Wendegeschwindigkeit, also die Änderung der Bahnrichtung, erst eine Folge der Schräglage des
Flugzeugs ist und mit einer durch die mechanischen und aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeugs
bedingten Verzögerung eintritt, ist es wichtig, daß das Ausgangssignal des Gierkreisels mit Vorbehalt
auf den Querruderkanal aufgeschaltet wird, um diese Verzögerung zu kompensieren. Wesentlich ist ferner,
daß von dem Ausgangssignal die Rollgeschwindigkeit geregelt wird, d. h., daß sich die Querlage so
lange verändert, bis das Gierkreisel-Signal verschwindet. Wenn von dem Gierkreisel-Signal nur die Querlage
bestimmt würde, dann würde einer bestimmten eingeregelten Schräglage im allgemeinen eine endliche
Differenz von Soll- und Istwendegeschwiridigkeit entsprechen.
Die Erfindung kann in der Form verwirklicht werden, daß das Ausgangssignal des vorhaltbildenden
Gierkreiselsystems auf einen Drehmomentgeber aufschaltbar ist und dieser auf einen Kreisel (Rollkreisel)
wirkt, dessen Empfindlichkeitsachse in Richtung der Längsachse des Flugzeugs liegt und dessen Ausgangssignal
die Stellmotoren für die Querruder beaufschlagt.
Um eine schnellere Beeinflussung der Schräglage durch eine Abweichung des Wendegeschwindigkeit-Istwertes
ψ-^ von dem Sollwert W1111n zu erreichen,
kann das Ausgangssignal des Gierkreiselsystems zusätzlich unmittelbar auf den Verstärker des Querruderkanals
aufschaltbar sein.
Um schließlich beim Einschalten des Wendegeschwindigkeits-Kommandos
schnell die erforderliche Schräglage zu erhalten, kann feiner das Wendegeschwindigkeits-Kommando
zusätzlich über ein differenzierendes Glied auf den Drehmomentgeber des Rollkreisels aufgeschaltet w.erden.
Die Erfindung gestattet es schließlich, einen Flugregler zu schaffen, der sowohl in niedrigen als auch
in hohen Fluggeschwindigkeitsbereichen in einer den jeweiligen Bedingungen entsprechenden Weise arbeitet.
Das wird in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß eine Umschaltvorrichtung
vorgesehen ist, durch welche das Ausgangssignal des Gierkreiselsystems bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten
von dem Querruderkanal ab- und auf den Stellmotor des Seitenruders aufschaltbar und stattdessen
auf den Querruderkanal ein Qucrbeschleunigungsmesser aufschaltbar ist. Bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten
erfolgt also eine Regelung in der eingangs beschriebenen Weise über das Seitenruder
z. B. nach Art der deutschen Patentschrift 11 96 969 mit einer Kurvenkoordinierung über einen
Querbeschleunigungsmesser.
Im Gegensatz zu vorbekannten Kurvensteuerungen, bei denen die Kurve über die Querruder eingeleitet
wird, erfolgt nach der Erfindung eine echte Regelung der Wendegeschwindigkeit mit einem Istwert-Sollwert-Vergleich
und einem geschlossenen Regelkreis. Es ist bei dem beschriebenen Flugregler möglich, je nach der Fluggeschwindigkeit Kurven
ίο entweder über das Seitenruder oder — in geregelter
Weise — über die Querruder einzuleiten und zwar unter Verwendung der gleichen Bauteile wie Kreisel,
Drehmomentgeber und Verstärker, so daß nur ein einziger zusätzlicher Umschalter erforderlich ist. Die
Geschwindigkeitsbereiche, in denen eine Kurveneinleitung nach der einen oder nach der anderen
Methode erfolgen kann, gehen fließend ineinander über und es gibt einen Zwischenbereich, in welchem
beide Methoden anwendbar sind. Der Umschaltpunkt ist daher nicht kritisch. Es kann eine manuelle Umschaltung
erfolgen. Die Umschaltung von einer Betriebsweise zur anderen kann aber zweckmäßigerweise
auch automatisch erfolgen, etwa zugleich mit dem Einfahren von Fahrwerk und Landeklappen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert.
F i g. 1 zeigt schematisch einen der drei zur Stabilisierung der drei Flugzeugbasen vorgesehenen
Kreisel;
F i g. 2 ist ein Blockdiagramm des Flugreglers;
Fig. 3 und 4 zeigen schematisch ein Flugzeug von vorn und von oben und veranschaulichen die Art der Kurvenführung im unteren Fluggeschwindigkeitsbereich;
Fig. 3 und 4 zeigen schematisch ein Flugzeug von vorn und von oben und veranschaulichen die Art der Kurvenführung im unteren Fluggeschwindigkeitsbereich;
Fig. 5 und 6 sind Darstellungen ähnlich Fig. 3 und 4 und veranschaulichen die Art der Kurvenführung
bei höheren Fluggeschwindigkeiten.
In F i g. 1 ist der Kreiselmotor 10 in einem Rahmen 12 gelagert. Der Rahmen 12 ist seinerseits
schwenkbar gelagert, und zwar um eine Achse (Präzisionsachse) 14, die senkrecht zu der Drallachse 16
des Kreiselrotors 10 liegt. An dem Rahmen 12 ist senkrecht zu der Präzessionsachse 14 ein Querbalken
18 angebracht. An diesem Balken 18 sind zwei Kolben 20, 22 angelenkt, die in Zylindern 24, 26 gleiten.
Die Zylinder stehen durch zwei Drosseln 28, 30 mit der Außenluft in Verbindung. Bei einem Präzessionsmoment
des Kreisels infolge einer Wendegeschwindigkeit co des Flugzeuges um die Meßachse 32 wird
die Luft über den einen Kolben verdichtet und über den anderen verdünnt und wirkt auf den Kreisel wie
eine Fesselfeder. Der zugehörige Drehwinkel der Präzessionsachse 14 wird aus diesem Moment heraus der
Wendegeschwindigkeit φ proportional.
Zugleich strömt aber über die Drosseln 28 und 30 Luft aus den Zylindern 24, 26 aus bzw. in diese ein
und vergrößert den Drehwinkel der Präzessionsachse 14 proportional dem Zeitintegral der Drehgeschwindigkeit.
Der Gesamtausschlag A des Kreisels entspricht damit der Beziehung:
A = C1 ω + C0 f ω d t.
Ein Abgriff 33 bzw. 34 bzw. 35 (/'-Abgriff) gibt ein dem Kreiselausschlag proportionales Signal at>. Es
wird dem zugeordneten Summierverstärker 36 bzw. 38 bzw. 40 (Fig. 2) des Reglers zugeführt und dient
zur Lagestabilisierung des Flugzeugs. Ein zweiter
5 6
Abgriff 42 bzw. 44 bzw. 46 ist ein elektrodyna- venkommando her an dem Drehmomentgeber 56
mischer Abgriff (D-Abgriff) und liefert an den Ver- wirksam wird. Der Gierkreisel 62 dient somit zum
stärker 36 bzw. 38 oder 40 ein zusätzliches diffe- Vergleich zweier Wendegeschwindigkeiten, nämlich
renziertes Signal aD, das zur Bildung eines Vorhaltes der durch das Kurvenkommando vorgegebenen SoIl-
und damit der Dämpfung des Regelvorganges dient. 5 Wendegeschwindigkeit !P8011 und der tatsächlich vom
Mit Hilfe dieser beiden Signale aP und oD wird das Flugzeug ausgeführten Istwendegeschwindigkeit ψ^.
Flugzeug über einen angeschlossenen Stellmotor 48, Die Differenz s>lst - ψΒΟη erzeugt ein Ausgangssignal
50 bzw. 52 in seiner Lage um die betreffende an dem Kreisel, und zwar durch den differenzieren-Empfindlichkeitsachse
stabilisiert. Die Präzessions- den Abgriff 44 mit Vorhalt. Es wird somit bei dieser
achse des Kreisels trägt außerdem einen Momenten- io Betriebsweise über das Seitenruder 68 eine Wendegeber
54 bzw. 56, 58. geschwindigkeit eingeleitet. Über den differenzieren-
In F i g. 2 ist ein Blockdiagramm des Reglers dar- den Kondensator 82 wird ein Pulssignal auf den
gestellt. Für jede der drei Flugzeugachsen, Quer- Drehmomentgeber 58 gegeben, und das Signal des
achse, Hochachse und Längsachse, ist ein Kreisel der Kreisels 64 bewirkt eine Rollbewegung des Flugbeschriebenen
Art vorgesehen, wobei die Empfind- 15 zeugs um einen dem Zeitintegral des Pulssignals und
lichkeitsachse des generell mit 60 bezeichneten Krei- damit dem Kurvenkommando proportionalen Winseis
in Richtung der Querachse liegt, die Empfind- kel. Das Flugzeug wird somit durch das Pulssignal
lichkeitsachse eines Kreisels 62 in Richtung der zunächst schnell in eine Schräglage gebracht, die we-Hochachse
und die Empfindlichkeitsachse eines drit- nigstens annähernd der zur richtigen Kurvenkoorditen
Kreisels 64 in Richtung der Längsachse. Mit 20 nierung erforderlichen entspricht. Wenn das Flugdiesen
drei Kreiseln sind drei Regelkanäle aufgebaut, zeug trotzdem noch etwas schiebt oder hängt, wird
durch welche eine Stabilisierung des Flugzeuges um dieser Restfehler durch das Querbeschleunigungssidie
drei Achsen erfolgt. Die Kreisel reagieren auf gnal vom Querbeschleunigungsmesser 74 beseitigt,
Winkelgeschwindigkeiten um die Achsen mit Signa- und zwar wird dieses einmal proportional über den
len aP und aD von den proportionalen und differen- 25 Widerstand 76 auf den Verstärker 40 gegeben und
zierenden Abgriffen. Diese Signale werden auf Ver- zum anderen wird es integrierend über den Widerstärker
36, 38, 40 gegeben und bewirken üblicher- stand 78 und den Drehmomentgeber 58 zur Wirkung
weise über einen zugeordneten Stellmotor 48, 50 bzw. gebracht.
52 einen entsprechenden Ausschlag von Höhen-, Wenn das Flugzeug geradeaus fliegt, dann hat das
Seiten- oder Querruder 66, 68 bzw. 70, welcher der 30 Höhenruder unter anderem die Aufgabe, die Soll-Lageabweichung
entgegenwirkt. Das ist die übliche höhe zu halten. Von einem Höhenmesser 88 wird ein
lagestabilisierende Wirkung des Flugreglers. - Höhenfehlersignal A H auf den Nickkanal gegeben,
Im Gierkanal liegt am Ausgang des Verstärkers 38 und zwar einmal unmittelbar, also proportional, auf
ein Umschalter 72, der mit einem Kontakt in der den Verstärker 36 und zum anderen — integrie-Schaltstellung
α den Gierverstärker 38 an den Stell- 35 rend — auf den Drehmomentgeber 64 des Nickmotor
50 für das Seitenruder 68 legt. Über einen kreiseis 60. Wenn das Flugzeug in einer nicht mehr
zweiten Kontakt des Umschalters 72 wird in der vernachlässigenden Schräglage fliegt, dann gehen die
Stellung α ein Querbeschleunigungsmesser 74 auf den Funktionen von Höhenruder 48 und Seitenruder 50
Rollkanal aufgeschaltet, und zwar geht das Signal etwas ineinander über. (Im theoretischen Grenzfall
des Querbeschleunigungsmessers 74 über einen ein- 40 eines Querneigungswinkels 90° würden Höhen- und
stellbaren Widerstand 76 auf den Kraftschalter 40 Seitenruder ihre Funktion vertauschen.) Es ist daher
des Rollkanals. Gleichzeitig geht das Signal des ein vom (nicht dargestellten) Lotkreisel gesteuerter
Querbeschleunigungsmessers 74 über einen Einstell- Koordinatenwandler 86 vorgesehen, welcher das
widerstand 78 auf den Drehmomentgeber 58 des Kurvenkommando K und das Höhenfehler-Signal
Rollkreisels 64. 45 Δ H in den Linearkombinationen
Zur Einleitung einer Kurve ist ein Kommando- „ . , H
geber 80 vorgesehen, der ein der gewünschten Λ sm φ + Δ n cos ψ
Wendegeschwindigkeit proportionales Kurvenkom- und
mando liefert. Dieses Kurvenkommando wird über ^ cos _j_ ^ jj sm
einen differenzierenden Kondensator 82 und einen 5°
einen differenzierenden Kondensator 82 und einen 5°
einstellbaren Widerstand 84 auf den Drehmoment- auf Nick- und Gierkanal verteilt, wobei φ der Quergeber
58 des Rollkreisels gegeben, und zwar als neigungswinkel ist. Diese Koordinatenwandlung trägt
pulsförmiges Signal, dessen Zeitintegral wenigstens auch der Tatsache Rechnung, daß das Kurvenkomannähernd
dem Querneigungswinkel entspricht, der mando eine Wendegeschwindigkeit ^8011 vorgibt, die
für die am Kommandogeber eingestellte Wende- 55 auf erdfeste Koordinaten bezogen ist, während der
geschwindigkeit ψ erforderlich ist. In der Haupt- Gierkreisel 62 an sich nur die Drehgeschwindigkeit ω
sache geht aber das Kurvenkommando über einen um die Hochachse, also eine Drehgeschwindigkeit im
noch zu erläuternden Koordinatenwandler 86 in den flugzeugfesten Koordinatensystem, liefert. Das wird
Gierkanal, und zwar auf den Drehmomentgeber 56 später noch von Bedeutung sein,
des Gierkreisels 62. Unter dem Einfluß des Kurven- 60 Diese Art Kurveneinleitung über das Seitenruder, kommandos am Drehmomentgeber 56 präzediert der wie sie in der Schaltstellung a des Umschalters 72 Kreisel 62 und bewirkt — in Schaltstellung a — erfolgt, ist im wesentlichen bei relativ geringen Flugeinen Ausschlag des Seitenruders und damit einen An- geschwindigkeiten, z. B. kurz nach dem Start, angestellwinkel des Flugzeugs und eine Kurvenführung. bracht. Bei diesen Geschwindigkeiten ist die Eigen-Das Flugzeug fliegt eine Kurve, und zwar so, daß 65 Stabilität (Windfahnenstabilität) des Flugzeuges um das von der Wendegeschwindigkeit des Flugzeuges die Hochachse noch gering. Es ist erforderlich, das um die Hochachse herrührende Präzessionsmoment Flugzeug über das Seitenruder 68 zu stabilisieren und dem Drehmoment die Waage hält, das von dem Kur- andererseits kann durch Auslenkung des Seitenruders
des Gierkreisels 62. Unter dem Einfluß des Kurven- 60 Diese Art Kurveneinleitung über das Seitenruder, kommandos am Drehmomentgeber 56 präzediert der wie sie in der Schaltstellung a des Umschalters 72 Kreisel 62 und bewirkt — in Schaltstellung a — erfolgt, ist im wesentlichen bei relativ geringen Flugeinen Ausschlag des Seitenruders und damit einen An- geschwindigkeiten, z. B. kurz nach dem Start, angestellwinkel des Flugzeugs und eine Kurvenführung. bracht. Bei diesen Geschwindigkeiten ist die Eigen-Das Flugzeug fliegt eine Kurve, und zwar so, daß 65 Stabilität (Windfahnenstabilität) des Flugzeuges um das von der Wendegeschwindigkeit des Flugzeuges die Hochachse noch gering. Es ist erforderlich, das um die Hochachse herrührende Präzessionsmoment Flugzeug über das Seitenruder 68 zu stabilisieren und dem Drehmoment die Waage hält, das von dem Kur- andererseits kann durch Auslenkung des Seitenruders
7 8
eine Drehung des Flugzeugs mit der gewünschten 58 des Rollkreisels gegeben, wodurch eine diesem
Wendegeschwindigkeit bewirkt werden. Bei hohen Ausgangssignal entsprechende Rollgeschwindigkeit
Fluggeschwindigkeiten treten dagegen andere Ver- des Flugzeugs um seine Längsachse eingeleitet wird,
hältnisse auf. Es ist dann eine hohe Windfahnen- Das Flugzeug dreht sich also um die Längsachse,
Stabilität des Flugzeugs um die Hochachse vorhan- 5 so lange, bis das Signal am Verstärker 38 verschwinden,
und es ist praktisch- nicht möglich, die Kurve det. Über den Widerstand 76 erfolgt eine proporallein
mit dem Seitenruder einzuleiten, sondern es tionale Aufschaltung des Signals vom Verstärker 40.
muß die Kurve durch eine Schräglage eingeleitet wer- Diese proportionale Aufschaltung bewirkt, daß das
den, wobei das Flugzeug durch aerodynamische Wendegeschwindigkeits-Fehlersignal mit dem VorKräfte
(Windfahnenwirkung) die der Schräglage ent- 10 halt, der durch den differenzierenden Abgriff gewonsprechende
Drehung ausführt. nen wird, unmittelbar an den Querrudern 70 wirk-
Zu diesem Zweck wird bei höheren Fluggeschwin- sam wird. Die proportionale Aufschaltung sorgt dadigkeiten
der Umschalter 72 in die Schaltstellung b durch für die Stabilität der erfindungsgemäßen Wengebracht.
In dieser Schaltstellung kann der Stellmo- degeschwindigkeits-Regelung über die Querlage. Die
tor 50 von dem Verstärker 38 getrennt werden und 15 integrale Aufschaltung über den auf den Kreisel 64
führt dann unter dem Einfluß der Stellungsrückfüh- wirkenden Drehmomentgeber 58 bewirkt, daß der
rung das Seitenruder in die Nullstellung zurück. Es Fehler vollständig herausgeregelt wird und keine
erfolgt dann keine Stabilisierung des Flugzeuges Restabweichung bleibt. Zusätzlich wird, wie bei der
durch das Seitenruder mehr. Die Stabilisierung wird zuerst geschilderten Betriebsweise, bei Einschalten
durch die Eigenstabilität des Flugzeuges um die 20 eines Kurvenkommandos über die Kondensatoren 82
Hochachse ersetzt. Der Querbeschleunigungsmesser und 94 ein Pulssignal auf den Drehmomentgeber 58
74 ist in der Schaltstellung b ebenfalls abgeschaltet. gegeben, durch welches das Flugzeug zunächst einStatt
dessen liegt der Ausgang des Verstärkers 38, mal wenigstens annähernd in die richtige Schräglage
dem die proportionalen und differentiellen Ausgangs- gebracht wird. Da die erforderliche Schräglage bei
signale des Kreisels 62 zugeführt werden, über den 35 höheren Fluggeschwindigkeiten, bei denen die zweite
einen Kontakt des Umschalters 72 und eine Verbin- Betriebsweise angewandt wird, größer ist als bei den
dung 90 einmal über den Widerstand 76 am Eingang geringeren Geschwindigkeiten der ersten Betriebsdes
Verstärkers 40 im Rollkanal und zum anderen weise, wurde mit der Umschaltung die Kapazität des
über den Widerstand 78 am Drehmomentengeber 58 Differenziergliedes durch Parallelschalten des Kondes
Rollkreisels. Gleichzeitig wird über einen mit dem 30 densators 94 über Schalter 92 erhöht.
Umschalter 72 gekuppelten Schalter 92 zu dem.Kon- Ei g. 3 bis 6 veranschaulichen die beiden Betriebsdensator 82 ein Kondensator 94 parallel geschaltet. weisen und die benutzten Bezeichnungen. In F i g. 3
Umschalter 72 gekuppelten Schalter 92 zu dem.Kon- Ei g. 3 bis 6 veranschaulichen die beiden Betriebsdensator 82 ein Kondensator 94 parallel geschaltet. weisen und die benutzten Bezeichnungen. In F i g. 3
Bei dieser Betriebsweise wird ebenfalls das Kur- und 4 erfolgt die Einleitung der Kurve durch BetätivenkommandoüCc\Dysoll
über den Koordinatenwand- gung des Seitenruders 68. In Fig. 5 und 6 wird bei
ler 86 auf den Drehmomentgeber 56 gegeben. Der 35 stärkerer Schräglage φ die Wendegeschwindigkeit ψ
Koordinatenwandler macht daraus ein Signal, das durch Betätigung der Querruder 70 geregelt. Das Seider
bei einer Wendegeschwindigkeit ψΒοη um die tenruder 68 steht fest.
Hochachse auftretenden Drehgeschwindigkeit Bei Flugzeugen, die bei hoher Fluggeschwindigkeit
ω _ ψ cos zwar eine große Windfahnenstabilität, jedoch eine
8011 B0 40 geringe Dämpfung um die Gierachse haben, ist eine
entspricht, und der Kreisel vergleicht dieses Signal zusätzliche Dämpfung der Gierachse durch den Flugmit
der tatsächlichen Drehgeschwindigkeit ω. Das am regler auch in der Schalterstellung b erwünscht. Die-Verstärker
38 auftretende Fehlersignal ist nun von ser Dämpfer darf aber nicht stationären Drehungen
der Differenz dieser Drehgeschwindigkeiten abhän- des Flugzeuges um seine Gierachse entgegenwirken,
gig, diese wird aber durch den differenzierenden Ab- 45 da sie sich anderenfalls in der Kurve nicht exakt in
griff 34 mit Vorhalt aufgeschaltet. Das Wende- die Windfahnenrichtung einstellen würde,
geschwindigkeits - Fehlersignal !Paoii — tf^st bzw. In diesem Fall wird deshalb, wie in Fig. 2 ge-ω3οΐι ~~ wist wfrd nut diesem Vorhalt benutzt, um strichelt dargestellt, über den Umschalter 72 in der eine Schräglage des Flugzeugs einzuleiten, bei wel- Stellung »b« allein das differenzierte Signal aD des eher das Fehlersignal verschwindet. Zu diesem 50 Wendekreisels 62 zum Stellmotor 50 für das Seiten-Zweck wird das Ausgangssignal des Verstärkers 38 ruder geschaltet, das nur auf die Änderungen der über den Widerstand 78 auf den Drehmomentgeber Drehgeschwindigkeit anspricht.
geschwindigkeits - Fehlersignal !Paoii — tf^st bzw. In diesem Fall wird deshalb, wie in Fig. 2 ge-ω3οΐι ~~ wist wfrd nut diesem Vorhalt benutzt, um strichelt dargestellt, über den Umschalter 72 in der eine Schräglage des Flugzeugs einzuleiten, bei wel- Stellung »b« allein das differenzierte Signal aD des eher das Fehlersignal verschwindet. Zu diesem 50 Wendekreisels 62 zum Stellmotor 50 für das Seiten-Zweck wird das Ausgangssignal des Verstärkers 38 ruder geschaltet, das nur auf die Änderungen der über den Widerstand 78 auf den Drehmomentgeber Drehgeschwindigkeit anspricht.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Kurvenflugregler für Flugzeuge mit einem Kreisel (Gierkreisel), dessen Empfindlichkeitsachse in Richtung der Hochachse des Flugzeugs
liegt, einem Kommandogeber, von dem zur Einleitung einer Kurve ein der gewünschten Wendegeschwindigkeit
entsprechendes Kommando einem auf den Gierkreisel wirkenden Drehmomentgeber zuführbar ist, und mit einem Steuerkanal
für das Querruder, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Gierkreisel (62) ein Wendegeschwindigkeits-Fehlersignal
(^ist — !Psoii) mit
Vorhalt auf den Querruderkanal zur Regelung der Rollgeschwindigkeit aufschaltbar ist.
2. Flugregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des vorhaltbildenden
Gierkreiselsystems (62, 34, 44, 38) auf einen Drehmomentgeber (58) aufschaltbar ist
und dieser auf einen Kreisel (64, Rollkreisel) wirkt, dessen Empfindlichkeitsachse in Richtung
der Längsachse des Flugzeugs liegt und dessen Ausgangssignal die Stellmotoren (52) für die
Querruder (70) beaufschlagt.
3. Flugregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Gierkreiselsystems
zusätzlich unmittelbar auf den Verstärker (40) des Querruderkanals aufschaltbar ist.
4. Flugregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendegeschwindigkeitskommando
zusätzlich über ein differenzierendes Glied (82, 94, 84) auf den Drehmomentgeber
(58) des Rollkreisels (64) aufgeschaltet ist.
5. Flugregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltvorrichtung
(72) vorgesehen ist, durch welche das Ausgangssignal des Gierkreiselsystems bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten von dem
Querruderkanal ab- und auf den Stellmotor (50) des Seitenruders (68) aufschaltbar und statt dessen
auf den Querruderkanal ein Querbeschleunigungsmesser (74) aufschaltbar ist.
6. Flugregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Umschaltung des
Ausgangssignals vom Gierkreisel (62) auf den Querruderkanal das differenzierte Signal des
Gierkreisels (62) auch weiterhin dem Stellmotor (50) des Seitenruders (68) zugeführt wird.
7. Flugregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendegeschwindigkeits-Kommando
dem Drehmomentgeber (56) des Gierkreisels (62) über einen von einem Lotkreisel gesteuerten Koordinatenwandler
(86) zugeführt wird.
8. Flugregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gierkreisel
(62) einen Ausschlag um die Präzessionsachse ausführt, der eine lineare Funktion der
Wendegeschwindigkeit und ihres Zeitintegrals (CjW + Cjjwdi) ist, und daß der Kreiselausschlag
durch einen proportionalen und einen differenzierenden Abgriff (34, 44) abgegriffen wird.
Die Erfindung betrifft einen Kurvenflugregler für Flugzeuge mit einem Kreisel (Gierkreisel), dessen
Empfindlichkeitsachse in Richtung der Hochachse des Flugzeugs liegt, einem Kommandogeber, von dem
zur Einleitung einer Kurve ein der gewünschten Wendegeschwindigkeit entsprechendes Kommando
einem auf den Gierkreisel wirkenden Drehmomentgeber zuführbar ist, und mit einem Steuerkanal für
das Querruder.
ίο Bei üblichen Flugreglern dieser Art wird das
Ausgangssignal des Gierkreisels auf den Seitenruderkanal des Flugreglers gegeben und das Seitenruder
dementsprechend betätigt. Zur Kurvenkoordinierung, d. h., um das Scheinlot in die Richtung der Flugzeughochachse
zu bringen, ist es bekannt, einen auf den Rollkreisel, d. h. den Kreisel, dessen Empfindlichkeitsachse
in Richtung der Flugzeuglängsachse liegt, wirkenden Drehmomentgeber beim Aufschalten eines
Kurvenkommandos mit einem pulsartigen Signal zu beaufschlagen, dessen Zeitintegral dem für die Kurvenkoordination
erforderlichen Querneigungswinkel wenigstens annähernd proportional ist. Eine zusätzliche
genaue Kurvenkoordinierung erfolgt über einen Querbeschleunigungsmesser oder Scheinlotgeber
(deutsche Patentschrift 1196 969). Eine solche Kurvenführung über das Seitenruder ist bei relativ
geringen Fluggeschwindigkeiten erforderlich. Bei diesen ist die Eigenstabilität des Flugzeuges um seine
Hochachse noch gering. Durch das Seitenruder erfolgt die notwendige Stabilisierung der Gierachse
und über dieses Seitenruder erfolgt auch die Kurven-
- führung, an welche sich die noch geringe Querneigung scheinlotrichtig anzupassen hat. Bei hohen Fluggeschwindigkeiten
können dagegen die großen, im Kurvenflug auftretenden Normalkräfte nur über eine
große Querlage aufgebracht werden.
Es ist daher bekannt, die Kurve bei einem Flugzeug durch eine Rollbewegung einzuleiten. Zu diesem
Zweck wird zum Einleiten einer Kurve das Flugzeug gegenüber einem Lotkreisel in eine Schräglage gebracht
und schiebt vorübergehend. Durch den Schiebewinkel wird ein Moment auf das Flugzeug
wirksam. Unter dem Einfluß der nunmehr großen Windfahnenstabilität dreht sich das Flugzeug in einen
Schiebewinkel Null. Hierbei fällt die Kurvenführung primär dem Querruder zu. Die Wendegeschwindigkeit
ergibt sich dann aerodynamisch aus der eingestellten Schräglage. Die Wendegeschwindigkeit ψ,
die sich aus einer bestimmten Schräglage φ ergibt, hängt jedoch nach der Beziehung
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF0051425 | 1967-02-02 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1481551A1 DE1481551A1 (de) | 1969-04-30 |
DE1481551B2 true DE1481551B2 (de) | 1975-03-27 |
Family
ID=7104602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1481551A Pending DE1481551B2 (de) | 1967-02-02 | 1967-02-02 | Kurvenflugregler für Flugzeuge |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3550884A (de) |
DE (1) | DE1481551B2 (de) |
FR (1) | FR1537222A (de) |
GB (1) | GB1182541A (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3819135A (en) * | 1972-12-15 | 1974-06-25 | Bendix Corp | System for augmenting aircraft attitude stability using vertical vane type sensors |
US4511972A (en) * | 1982-01-04 | 1985-04-16 | General Electric Company | Large angle, gravity compensated, bank-to-turn pursuit controller |
US5096146A (en) * | 1990-08-17 | 1992-03-17 | The Boeing Company | Apparatus and methods for controlling commanded operation of an aircraft within a predetermined flight parameter limit |
US5839697A (en) * | 1996-05-14 | 1998-11-24 | The Boeing Company | Method and apparatus for turn coordination gain as a function of flap position |
CN112357060B (zh) * | 2020-10-29 | 2022-08-02 | 天津腾云智航科技有限公司 | 一种固定翼无人机襟翼高程收敛控制方法 |
-
1967
- 1967-02-02 DE DE1481551A patent/DE1481551B2/de active Pending
- 1967-08-01 FR FR8953A patent/FR1537222A/fr not_active Expired
-
1968
- 1968-01-22 GB GB3290/68A patent/GB1182541A/en not_active Expired
- 1968-01-24 US US700140A patent/US3550884A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3550884A (en) | 1970-12-29 |
FR1537222A (fr) | 1968-08-23 |
DE1481551A1 (de) | 1969-04-30 |
GB1182541A (en) | 1970-02-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2310045C2 (de) | Flugsteuereinrichtung | |
DE3018200C2 (de) | ||
DE69502379T2 (de) | Autopilot für hubschrauber mit sollwert für die luftgeschwindigkeit | |
DE2601827A1 (de) | Halbautomatisches steuersystem fuer den startvorgang von luftfahrzeugen | |
DE60008944T2 (de) | Vorrichtung zur Steuerung des Gierwinkels eines Flugzeuges | |
EP0160834A2 (de) | Vorrichtung zur Steuerkraftstabilisierung bei einem Drehflügelflugzeug | |
DE2817323A1 (de) | Hubschrauber und verfahren zum steuern desselben in kurven mit querneigung | |
DE1481551B2 (de) | Kurvenflugregler für Flugzeuge | |
DE2348530C3 (de) | Vorrichtung zur automatischen Flugbahnführung | |
DE3750161T2 (de) | Flugsteuerungssystem mit synthetischer geschwindigkeitsstabilisierung. | |
DE1756435A1 (de) | Flugzeugsteuersystem | |
DE2701564A1 (de) | Verfahren und anlage zur automatischen kurssteuerung | |
DE1225502B (de) | Steuerungseinrichtung fuer Flugzeuge mit Langsamflug- bzw. Schwebeflugeigenschaften, insbesondere senkrecht startende und landende Flugzeuge | |
DE2617319C2 (de) | Stabilisierungssystem für Flugzeuge | |
DE880549C (de) | Automatisches Steuergerät für Flugzeuge | |
DE695771C (de) | Selbsttaetige Rudersteuerung fuer Flugzeuge | |
DE975454C (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeuges, insbesondere eines Flugzeuges bei der Landung | |
DE1964205C3 (de) | Lageregler für Strahlflugzeuge | |
EP0826595B1 (de) | Überwachungssystem für den Fahrzustand eines U-Bootes | |
DE2249965C3 (de) | Flugregler | |
DE654813C (de) | Vorrichtung zur Hoehensteuerung von Steilschraubern | |
DE939727C (de) | Navigationseinrichtung fuer Flugzeuge | |
DE102021126721A1 (de) | Drahtlos gesteuertes flugzeug und arithmetisches verarbeitungsgerät | |
DE717369C (de) | Steuereinrichtung zum gleichsinnigen und gleichzeitigen Betaetigen von geteilten Ruder- oder Klappenflaechen an Grossflugzeugen | |
DE678519C (de) | Durchstarteinrichtung fuer Flugzeuge |