DE1506058A1 - Automatisches Drosselsystem - Google Patents
Automatisches DrosselsystemInfo
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- 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
- G05D1/06—Rate of change of altitude or depth
- G05D1/0607—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
- G05D1/0615—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft to counteract a perturbation, e.g. gust of wind
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Description
- Automatisches Drosselsystem Die Erfindung betrifft ein automatisches Drosselsystem für Flugzeuge oder dgl. und insbesondere derartige Systeme, bei denen die Geschwindigkeit und die Höhe des Flugzeuges festgestellt und die Drosseleinstellung zur Kompensation derartiger Änderungen automatisch verstellt wird.
- Es ist bekannt, in automatischen Pilot- oder Anflugkontrollsystemen automatische Drosselregelsysteme zur Regelung der Drosseleinstellung zu verwenden, damit sich der Flugzeugführer ganz auf andere Arbeiten konzentrieren kann. Es sind zwar schon zahlreiche Systeme für eine,deraä#tige Regelung vorgeschlagen worden, keines dieser bekannten Systeme war jedoch voll zufriedenstellend. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Zweck eines automatischen Drosselsystems normalerweise darin besteht, die gewünschte Eigengeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Da viele Faktoren, wie die Flugbahn usw., den für eine gegebene Eigengeschwindigkeit erforderlichen Schub beeinflussen, muß ein automatisches Drosselsystem Mittel zum Feststellen und Kompensieren derartiger Änderungen dieser Faktoren besitzen. Viele der bekannten automatischen Drosselsysteme besitzen deshalb Mittel zum Feststellen oder Abfühlen indirekter Parameter, beispielsweise des Anstellwinkels des Flugzeuges, der normalen Beschleunigung oder einer ähnlichen Geschwindigkeitsanzeige. Diese indirekten Abfühlsysteme werden jedoch von zahlreichen, nicht mit der Eigengeschwindigkeit verbundenen Nebenparametern, wie die Gestaltung des Flugzeugs, vertikale Luftströmungen und dgl., beeinflußt und änderndes öfteren die Eigengeschwindigkeit auf Grund derartiger Parameter, obgleich keine Geschwindigkeitsänderung gewünscht ist. Außerdem sind einige Systeme so ausgelegt, daß sie eine "eingebaute" Geschwindigkeit annehmen und halten. Derartige Systeme können` nicht zur Kompensation für sich ändernde Bedingungen eingestellt werden. Weiterhin ist es erforderlich, die Eigengeschwindigkeit.geringfügig zu erhöhen, wenn ein Flugzeug in eine Querlage geht, beispielsweise beim Kurven, um ein Flattern oder Abkippen zu vermeiden. Die meisten bekannten automatischen Drosselsysteme haben dieses Problem vernachläßigt. Automatische Drosselsysteme, die den Anstellwinkel abfühlen, bei.rken zwangsläufig eine Geschwindigkeitserhöhung als Funktion des Querlagenwinkels, jedoch-ist die von derartigen Systemen bewirkte Geschwindigkeitserhöhung oft zu groß. Dies ist besonders wichtig, wenn das Flugzeug zur Landung anfliegt, da es dann gewöhnlich Kurven mit einer geringen Eigengeschwindigkeit machen muß und da die sich ergebende übernö:rite Geschwindigkeit bei derartigen Kurven ein Darüberhinausschießen oder eine harte Landung zur Folge haben können.
- Diese Nachteile der bekannten Systeme werden mit der vorliegenden Erfindung beseitigt und es wird ein neuartiges automatisches Drosselsystem vorgeschlagen, das direkt auf die Eigengeschwindigkeit anspricht und eine Vorrichtung zum Abfühlen des Anstell- oder Anströmwinkels des Flugzeuges und zum entsprechenden Erhöhen der Eigengeschwindigkeit besitzt. Außerdem braucht der Pilot zum Einschalten des erfindungsgemäßen automatischen Drosselsystems lediglich die gewünschte Eigengeschwindigkeit anwählen und das System einschalten. Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen System ein Bereich von Eigen--eschwindigkeiten angeboten:, die es dem Piloten erlauben, eine von mehreren Geschwindigkeiten auszuwählen,: um unterschiedlichen Bedingungen gerecht zu werden.
- Es ist somit ein Ziel der Erfindung; ein verbessertes automatisches Drosselsystem aufzuzeigen.
- Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten automatischen Drosselsystems, das durch einfaches . Anwählen der gewünschten Eigengeschwindigkeit und Anschalten des Systems in Operation tritt. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes automatisches Drosselsystem zu schaffen, das zur Anpassung an sich ändernde Bedingungen einstellbar ist.
- Ein besonderes Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung eines verbesserten automatischen Drosselsystems, das Änderungen im Anstellwinkel abfühlt und die-Eigengeschwindigkeit entsprechend diesen@Änderungen einstellt, um ein Abkippen zu verhindern Diese und andere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der folgenden Beschreibung anhand der P,-Zeichnung, die eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen :automatischen Drosselsystemszeigt. -Gemäß der Figur besitzt das automatische Drosselsystern einen Schalter 2 und eine Geschwindigkeitswählscheibe 4, die die Einstellung zweier Potentiometer 6 und 8 bewirkt. Bekanntlich steht der Inklinationswinkel (pitch attitude) und die Eigengeschwindigkeit miteinander in Beziehung und Änderungen im Inklinationswinkel müssen von dem automatischen Drosselsystem zur Einhaltung einer gewünschten Geschwindigkeit in Betracht gezogen werden. Hierfür arbeitet das Potentiometer & als Inklinationswinkel-Bezugspotentiometer und gibt ein elektrisches Signal entsprechend dem Inklin.ationswinkel ab, das dann das richtige ist, wenn bei der mittels der Scheibe 4 gewählten e Eigengeschwindigkeit normale Geradeausf'lugbedinguni;en herrschen. Dieses Signal wird einem Inklinationswinkel-Vergleichskreis 10 zugeführt, der dieses Signal mit einem zweiten elektrischen Signal vergleicht, das von einem den tatsächlielien -Lriklinat.ons-Winkel anzeigenden Gyroskop 12 erzeugt wird. Die Signale von dein Inklinationswinkel-Bezugspotentiorneter 0' und dein Gyroskop 12 werden ini Vergleichskreis 10 verglichen und eine etwa auftretende Differenz über einen Leiter 14 einer ocuttiriier:jcliältung 106 zugeführt Das Potentiorfieter 8 ist das Gesciiwindigkeits-Bezügspotentiorneter, das ein die mit dieser Scheibe 4 gewählte Geschwindigkeit anzeigendes elektrisches Signal an einen Eigengeschwindigkeits-Vergleichskreis 18 abgibt. Die tatsächliche Eigengeschwindigkeit wird mittels geeigneter Vorrichtungen im Block 20, etwa statischen und Pitot-Röhrenabgefühlt, die über einen geeigneten Wandler 22 ein elektrisches Signal bewirken, das die tatsächliche Eigengeschwindigkeit anzeigt und dein Eigengeschwindigkeits-Vergleichskreis 18 zugeführt wird.
- Zur Kompensation von Änderungen in dem Anstellwinkel wird ein diesen Winkel anzeigendes elektrisches Signal von einem Quer-oder Rollgyroskop 24 abgeleitet und einem Rechner 26 zugeführt, der die Geschwindigkeit bestimmt, die erforderlich ist, um ein Abkippen beim angegebenen Anstellwinkel zu verhindern; der Rechner gibt ein elektrisches Signal, das diese Eigengeschwindigkeit anzeigt an den Eigengesehwindigkeits-Vergleichskreis 18 ab. Dieser vergleicht das Signal für die tatsächliche Eigengeschwindigkeit vom Wandler 22 mit dem Signal der gewünschten Eigengeschwindigkeit vom Potentiometer 8 und mit dem :3i;na.1 für die erforderliche Eigengeschwindigkeit vom Rechner 20 und erzeugt ein Signal für die notwendige Eigengeschwindigkeit, das über einen Leiter 28 der Summier.schaltung lö zugeführt wird. Gleichzeitig wird dieses Signal vom Eigengeschwindigkeits-Verg,leichskreis 18 über einen Leiter 30 und eine Integrierunterbrecherschaltung 32 einem Integrierkreis 34 zugeleitet, der das Integral des Signals der notwendigen Eigengeschwindigkeit bildet und ein Signal entsprechend diesem Integral an die Summierschaltung 16 abgibt.
- Diese addiert das von dem Geschwindigkeits-Vergleichskreis 1c, kommende Signal für die notwendige Eigengeschwindigkeit und dessen Integral vom Integrierkreis 34 zu dem Differenzsignal von dem Inklinatlonswznkel-Vergleichskreis 10 und erzeugt ein surnarisches Drosselstellsignal, das über einen Leiter 3ö und
eine Begrenzungsschaltung 38 einem Drosselservosystem irr Block wird 40 zugeleitet; so daß dieses Servosystem 40 die Drossel 42 in - In ähnlicher Weise wird das Signal für die tatsächliche Eigen-
,--es chwindigkeit vorn Wandler 22 im Eigengeschwindigkeits-Ver- t°1e ic:hskre_i;; l@J gegen das Signal für die gewünschte Eigenge- sciwindigkeit vorn Potentiometer E; aufgehoben. Wenn die tatsächliche - Wie schon erwähnt, ist es des öfteren erforderlich, die Geschwindigkeit geringfügig zu erhöhen, wenn ein Flugzeug in eine Querlage geht, beispielsweise wenn es eine Kurve macht, um ein Flattern, oder Abkippen zu verhindern. Dies trifft insbesondere bei verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeiten, beispielsweise beim Landeanflug, zu. Außerdem ist der Betrag der ein Abkippen vermeidenden Geschwindigkeitserhöhung funktionell in Beziehung mit dem Anstellwinkel: Um dem Piloten dieses Problem abzunehmen, fühlt das erfindungsgemäße automatische Drosselsystem ein Querlegen des Flugzeuges.ab und stellt automatisch die Drosselposition für eine notwendige Geschwindigkeitsänderung ein. So fühlt das Queroder Rollgyroskop'24 jegliche Änderung in dem Anstellwinkel (bank angle) des Flugzeuges ab und legt ein eine derartige Änderung im Anstellwnkel anzeigendes Signal an den Rechner 26, der die ein Flattern oder Abkippen beim angegebenen Anstellwinkel vermeidende Geschwindigkeit bestimmt und ein_diese Eigengeschwindig-
keit angebendes Signal an den Eigengeschwindigkeits-Vergleichskreis legt IV. Der Vergleichskreis 18 addiert das Signal vom Rechner 26 - Für den Fachmann ist es verständlich, daß der Schub, der bei der durch die Signale von den Potentiometern 6 und 8 bestimmten
Drosseleinstellung entwickelt wird, das Flugzeug bei der mit der Scheibe/gewählten Eigengeschwindigkeit nur für eine bestimmte - In der Summierschaltung 16 kann auch eine Vorrichtung vorgesehen werden, die beim Einschalten des Systems mittels des Schalters 2 ein Signal erzeugt, das eine Einstellung der Drossel 42 in eine vorbestimmte Stellung bewirkt; etwa die Normalstellung für Geradeausflug, bevor das automatische Drosselsystem Zeit genug hat, um ein von der Einstellung der Seheibe 4 abhängiges Signal zu erzeugen. Es hat sich gezeigt, daß die für das System erforderliche Ansprechzeit für ein Beginnen der Regelung bei einer gewählten Geschwindigkeit hierdurch wesentlich reduziert werden kann. Täterhin kann dann, wenn das Flugzeug unter Bedingungen betrieben wird, beispielsweise anderen Bruttogewichten oder Höhen, bei denen der bei einer gegebenen Einstellung der Drossel erzeugte Schub wesentlich von den Bedingungen abweicht, unter denen die Schaltung abgeglichen wurde, eine Vorrichtung in der Summierschaltung 16 vorgesehen werden, die das an dem Leiter 36 abgegebene Drosselstellsignal zu einer geeigneten Funktion der Summe der Eingangssignale der Summierschaltung 16 macht: Außerdem sind zahlreiche andere Änderungen und Abwandlungen ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken möglich. Somit sei betont, daß das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel und die Figur lediglich der Veranschaulichung dienen und nicht den Schutzumfang begrenzen sollen.
Claims (3)
- Patentansprüche: 1. Automatisches Drosselsystem für Flugzeuge oder dergleichen, gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Abfühlen des Anstell- oder Anströmwinkels des Flugzeuges und-Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, das die ein Abkippen bei dem abgefühlten Anstellwinkel vermeidende Eigengeschwindigkeit angibt, Vorrichtungen zum Abfühlen der tatsächlichen Eigengeschwindigkeit des Flugzeuges und zum Erzeugen eines zweiten elektrischen Signals, das die tatsächliche Eigengeschwindigkeit angibt, durch eine Drossel und durch Vorrichtungen, die auf die Differenz zwischen-dem ersten und dem zweiten elektrischen Signal ansprechen. und die Drossel zur. Regelung der Eigengeschwindigkeit des Flugzeuges geeignet einstellen.
- 2. Automatisches Drosselsystem für Flugzeuge, gekennzeichnet durch erste Vorrichtungen zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, das die gewünschte Eigengeschwindigkeit angibt, zweite Vorrichtungen zum Abfühlen der tatsächlichen Eigengeschwindigkeit des Flugzeuges und zum Erzeugen eines zweiten elektrischen Signals, das die tatsächliche Eigengeschwindigkeit angibt, dritte Vorrichtungen zum Abfühlen des Anstellwinkels des Flugzeuges und zum Erzeugen eines dritten elektrischen Signals, das die ein Abkippen bei dem abgefühlten Anstellwinkel vermeidende Eigengeschwindigkeit angibt, durch eine Drossel, durch ein Servosystem zum Einstellen der Drossel, und durch Mittel zum Vergleichen des ersten, zweiten und dritten elektrischen Signals und,-zum Zuführen eines resultierenden elektrischen Signals zu dem Servosystem zur geeigneten Ein- .stellung der Drossel, wodurch die Eigengeschwindigkeit des Flugzeugs geregelt wird.
- 3. Automatisches Drosselsystem für Flugzeuge oder dergleichen, gekennzeichnet durch erste Mittel zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, das die gewünschte Eigengeschwindigkeit angibt, zote Vorrichtungen zum Abfühlen der tatsächlichen Eigengeschwindigkeit des Flugzeuges und zum Erzeugen eines zweiten elektrischen Signals, das die tatsächliche Geschwindigkeit angibt, dritte Vorrichtungen zum Abfühlen des Anstellwinkels des Flugzeuges und zum Erzeugen eines dritten elektrischen Signals, das die ein Abkippen bei dem abgefühlten Anstellwinkel vermeidende Eigengeschwindigkeit angibt, durch eine Drossel, durch ein Sexcnsystem zum Einstellen der Drossel, und durch Vorrichtungen zum Vergleich der ersten und dritten elektrischen Signale mit dem zweiten elektrischen Signal und zum Zuführen eines resultierenden elektrischen Signals zu dem Servosystem zur geeigneten Einstellung der Drossel, wodurch die Eigengeschwindigkeit geregelt wird. Automatisches Drosselsystem für Flugzeuge oder dergleichen, gekennzeichnet durch erste Vorrichtungen zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, das die gewünschte Eigengeschwindigkeit angibt, durch zweite Vorrichtungen zum Abfühlen der tatsächlichen Eigengeschwindigkeit des Flugzeuges und zum Erzeugen eines zweiten elektrischen Signals, das dietatsächliche Geschwindigkeit angibt, durch dritte Vorrichtungen zum Abfühlen des Anstellwinkels des
Flugzeuges und zum Erzeugen eines djritten:: elektrischen Signals, das die ein Ckippen bei dem abgefühlten Anstellwinkel vermeidende
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2688077A1 (fr) * | 1992-02-28 | 1993-09-03 | Aerospatiale | Procede de pilotage d'un avion en mode "maintien de vitesse par action sur la gouverne de profondeur". |
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1967
- 1967-03-04 DE DE19671506058 patent/DE1506058B2/de active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2688077A1 (fr) * | 1992-02-28 | 1993-09-03 | Aerospatiale | Procede de pilotage d'un avion en mode "maintien de vitesse par action sur la gouverne de profondeur". |
US5386954A (en) * | 1992-02-28 | 1995-02-07 | Aerospatiale Societe Nationale Industrielle | Aircraft flight process when maintaining the speed by action on the elevator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE1506058C3 (de) | 1973-12-13 |
DE1506058B2 (de) | 1973-05-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E771 | Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences |