DE1623526A1

DE1623526A1 - Anstellwinkelgeber

Info

Publication number: DE1623526A1
Application number: DE19671623526
Authority: DE
Inventors: Kurt Eichweber; Peter Dipl-Ing Wagenknecht
Original assignee: Precitronic Gesellschaft fuer Feinmechanik und Electronic mbH
Current assignee: Precitronic Gesellschaft fuer Feinmechanik und Electronic mbH
Priority date: 1967-11-22
Filing date: 1967-11-22
Publication date: 1971-05-13
Also published as: US3534600A; FR1600479A; GB1219297A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des Anstellwinkels und des Schiebewinkels für Luftfahrzeuge* die sowohl, Langsamflugeigönschaften haben wie auch Überschallgeschwindigkeiten fliegen können«

Allgemein kommt der Kessung des Anstellwinkels eine immer größere Bedeutung in der modernen" Flugtechnik zu. Aus Gründen der aerodynamischen Verluste bei sehr hohen Geschwindigkeiten, z.H. Überschau, werden Flügelprofile und Tragflächengestaltungen gewählt, die vor allem im Langsamflug, z.B. im Landeanflug, einen größeren Anstellwinkel erfordern, um den notwendigen Auftrieb zu liefern. Zudem haben manche dieser aerodynamischen Auslegungen zur Folge, daß die Ableitung des Nickmomeiitenbeiwertes nach dem Anstellwinkel in höheren Bereichen des Anstellwinkele positiv wird und so ein selbsttätiges Überziehen eintritt.

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Hier müssen, wie allgemein zur Uberziehwarnung', Geber am Äußeren des Flugzeugs angebracht werden, welche Vorrichtungen zur Verhinderung dieses Überziehens bestätigen.

Der Funktionssicherhext und Genauigkeit eines Anstellwinkelgebers kommt also ein erheblicher Anteil an der Forderung nach erhöhter Sicherheit im Luftverkehr zu.

Es sind Anstellwinkelgeber bekannt, bei welchen ein Widerstandsprofil so gelagert ist, daß es sich unter dem Einfluß von Windkräften mit seiner Meßebene in «Vindrichtung einstellt. Ebenfalls bekannt ist, die gelagerte »/eile mit einer mechanischen Dämpfungseinrichtung zu versehen, um Überschwingungen und zu große Empfindlichkeit für äußere Störungen zu vermeiden.

Zur Lagerung solcher Systeme werden Kugellager verwendet, welche einen Haft- und Rollreibungskoeffizienten besitzen, der von äußeren Einflüssen (Temperatur, Vibration, Schmierung) in hohem Maß abhängig ist. Daneben ist es nicht möglich, die Kugellager absolut gegen den Einfluß von Feuchtigkeit abzudichten. Die hydraulische Dämpfung ist durch Reibungseinflüsse nicht streng drehgeschwindigkeitsabhängig und kann vor allem nur für einen bestimmten Bereich der Fluggeschwindigkeit optimalisiert werden, wobei sich dieser Bereich durch die temperaturabhängige Viskosität ständig

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ändert. Die erhebliche Reibung In dem Gerät läßt es auch nicht zu, bei sehr kleinen Fluggeschwindigkeiten ein genaues Signal zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Anstellwinkel besonders auch in senkrecht- und kurzetartenden Flugzeugen sowohl bei niedrigen wie auch hohen Geschwindigkeiten zu messen, die Unabhängigkeit des Keßsyetems gegen f Umwelteinflüsse zum Zwecke der Betriebssicherheit und Genauigkeit vorzusehen, und eine in jedem Flugzustand optimale Dämpfung zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Welle des '.Viderstandsprofiltragers in einem praktisch reibungsfreien Gaslager gelagert wird und die elektrisch© Dämpfungseinrichtung staudruekabhp'ngig von einem entsprechenden Sensorelement mit elektrischer Auswertung über einen Verstärker gesteuert wird. Es wird ferner vorgeschlagen, das aus dem Lager abströmende Traggas so um die Welle nach außen zu leiten, daß durch ständige Abströmung eine Sperre für Feuchtigkeit und Fremdkörper erzeugt wird. Weiterhin wird ein üichtsystem in Verbindung mit der Lagerung vorgeschlagen, bei welchem eine federbelastete Membrane durch den Lagertragdruck offengehalten wird und bei Abschalten des Druckes das Lagersystem abdichtet. Daneben wird zusätzlich noch vorge-

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schlagen, im Raum zwischen äußerem Labyrinth und Heinbraninnendichtung eine selbstregelnde Heizung vorzusehen, welche im Stillstand eingedrungene Feuchtigkeit verdampft, wonach sie vom Lagerabgas durch dvs Labyrinth nach außen befördert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel.und das Prinzip der Erfindung

ψ iet in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher

beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den gasgelagerten Anstellwinkelgeber

Fig. 2 ein Schema des elektrischen Kreises der Dämpfung

Fig. 3 eine weitere Ausführung der Abdichtung

In Fig. 1 ist 1 der Widerstandskörper, der über den Hebel 2 mit der Lagerwelle 3 verbunden ist. Das Traggas des Lagers gelangt über den Stutzen k_% die Sammelkanäle 5, die Düsenbohrungen 6 in die beiden radial tragenden Lager 7 und 8 sowie das axial tragende Lager 9· Die Welle 3 ist somit in der Lagerhülse 10 gelagert, welche ihrerseits vom Gehäuse-11 umschlossen wird» Das Abgas tritt aus den Lagern über die Bohrungen 12, 13 und Ik in das Innere der Welle 3a und über Bohrung..

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gen 15 in den Dichtungsvorraum 16. Von hier gelangt es über das Labyrinth 17 nach außen und erzielt so die Abdichtung gegen eindringenden Schmutz und Feuchtigkeit. Der Dichtungsvorraum 16 wird durch den Gehäusedeckel 18 gebildet, der mit Schrauben 19 am Gehäuse 11 befestigt ist.

An ihrem hinteren Ende trägt die Welle 3 eine Glocke 20, die vorzugsweise aus elektrisch gut leitendem Material besteht. Um den Rand der Glocke 20 greifen Eisenkerne 21 aus magnetisch gut leitendem Material, die in ihrer Mitte mit Spulen 22 versehen sind. Durch sie wird im Spalt 23 zwischen Kern 21 und Glocke 20 eine hohe magnetische Flußdichte erreicht, welche bei Drehbewegungen der Welle 3 und damit der auf ihr befestigten Glocke 20 Wirbelströme in dieser Glocke erzeugt und durch Gegenmomente die 3ewegung bremst.

Weiterhin trägt die Welle 3 im Beispiel als Signalgeber den Rotor 2k eines Drehmeldersysteme, während der Stator-25 im Gehäuseteil 26 befestigt ist, das über Schrauben 27 zusammen mit dem abschließenden Deckel 28 am Gehäuse 11 befestigt ist«

Wie Fig. 2 zeigt, wird mit Hilfe des Prandtl»sehen Staurohres 29 ein aus der Fluggeßchwindigkeit V herrührender Staudruck erzeugt und in das Differentialmembranwerk 30 geleitetr über ein Hebelwerk 31 wird ein Potentiometer 32 verstellt,

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deesen Wicklung nach der Funktion der optimalen Dämpfung für den jeweiligen Flugstaudruck gestaltet 13t. Die dadurch erzeugte Gleichspannungsgröße wird in einem Verstärker 33 verstärkt und der Spule 22 zugeführt. Dadurch entsteht im Spalt 23 ein dem optimalen Dämpfungsbeiwert entsprechender Magnetfluß.

In Fig. 3 ist im Dichtungsraum 16 eine Scheibe 34 am Gehäuse 11 befestigt. Sie trägt eine Bohrung 35» welche durch Bohrung 36 mit dem Sammelkanal 5 verbunden ist. Fest an Scheibe J>k anliegend und über Deckel 18 und Schraube 19 befestigt ist die Membrandose 371 die aus Dichtring 38, zwei Membranen 39 und dem Außenring 40 besteht. Außenring 40 hat eine Bohrung 4i1, die an Bohrung 35 anliegt. Gegen den Dichtring 38 drückt eine Schraubenfeder 42, die sich am Deckel 18 abstützt. Wird Traggas unter Tragdruck in die Sammelkanäle 5 geleitet, damit das Gaslager trägt, so bewirkt der Druck in der Hembrandose 37» daß sich die Dichtung 38 gegen die Feder 42 von der Welle 3 ajn Absatz 43 abhebt und den Strömungsraum für das aua den Bohrungen 15 kommende Abgas freigibt.

Weiterhin ist 44 eine Heizwicklung im Vorraum 16, welche im Stillstand durch das Labyrinth 17 eingedrungene Feuchtigkeit vordampft und mit dem Abgas wieder über Labyrinth 17 zum AbBtrömen bringt«

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D±e mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Anstellwinkel und Schiebewinkel über einen Fluggeschwindigkeitsbereich von wenigen Knoten bis zu hohen Machbereichen aufgrund der Heibungsfreiheit der Lagerung gemessen werden kann. Mit Hilfe der fluggeschwindigkeitsabhängigen Dämpfung wird ein optimales Schwingungsverhalten erzielt. Die Kombination von Strömungsdichtüng im Betrieb und metallischer Sperrung im Stillstand, verbunden mit einer Heizung ira Dichtungsraum dichtet das Lagerungs-System sicher gegen korrodierende und betriebsstörende Außeneinflüsse ab.

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Claims

Patentansprüche

1.) Anstellwinkelgeber für Luftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Widerstandsprofj Is aus einem aerostatischen Gaslager besteht und die Dämpfung staudruckabhängig erfolgt.

2.0 Anstellwinkelgeber gemäß 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerabströmgas so geleitet ist, daß es durch eine Dichtungsanordnung um die, gelagerte Aelle nach außen strömt.

3·) Anstellwinkelgeber gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine selbsttätige Dichtung, vorzugsweise als federbelastete Membrandichtung, bei Abschaltung des Traggasdruckes das Lagersystem abdichtet.

k.) Anstellwinkelgeber, gemäß Ansprüchen 1, 2 oder 3« dadurch gekennzeichnet, daß im Dichtungsvorraum eine selbstregulierende Heizung vorgesehen wird, welche eingedrungene Feuchtigkeit verdampft.

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