DE1756781A1 - Steuer- und Stabilisierungssystem fuer ein Flugzeug - Google Patents

Description

(US 654 187 - prio 18.7.67 5572)

Bell Aerospace Corporation Hurst» Tarrant County, Texas, V.St.A. Hamburg, 27. Juni 1968

Steuer- und Stabilieierungssyetem für ein Flugzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuer- und Stabilislerungseystem für ein Plugzeug, insbesondere zur Herstellung und Erhaltung eines Plugzustandes gegen StörkrHfte infolge von Wlndbuen, Rückstoß durch Abschießen von Feuerwaffen, und ähnliches.

Die bisher bekannten Systeme zur Verstärkung der Stabilität eines Plugzeuges haben gegenüber den Systemen zur Herstellung und Aufrechterhaltung eines Flugzustandes verschiedene erhebliche Vorteile. Beispielsweise benutzen die Plugzeugsysteme la allgemeinen ein RUokkopplungssignal, das sowohl dem Steuereingangesignal des Piloten als auch den Äußeren StörelnflUssen (beispielsweise Windböen, Rückstoß beim Absohuß von Feuerwaffen, usw.) entgegenwirkt. Um die bei diesem Verfahren auftretenden Probleme zu vermeiden, wird die Verstärkung der RUckkopplungssohlelfe in derartigen Systemen auf einen niedrigeren oder mittleren Wert herabgesetzt. Auf diese Weise erhält man eine mittlere Stabilität und mittlere Steuerempflndliohkeit des Flugzeuges.

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Einige verhältnismäßig elnfaohe Systeme, die alt einer Mittleren Steuerenpfindliohkelt für die Stabilität arbeiten« erreichen dies durch eine Über die gesamte Flugkurve konstante RUckkopplungssohlelfen-Verstärkung. Bine derartige Betriebsweise 1st in einigen Füllen unerwünscht. Beispiele» weise 1st die optimale RUc lckopplungeeo hl β if en-Verstärkung für den Schwebeflug eines Hubeohraubers zu hoch für den Vorwärts· flug mit großer Geschwindigkeit.

Bei komplizierteren Systemen erfolgt zur Anpassung an unterschiedliche Plugzustände eine Änderung der RUckkopplungsschleifen-Verstärkung duroh Kingriff des Piloten« der eine Steuerung zur Xnderung der ROekkopplungsschleifen-Verstärkung (und/oder Phasenbeziehung) betätigen kann. Bei anderen Systemen wird die RUckkopplungsschleIfen-VerStärkung und -Phasenlage automatisch in Abhängigkeit von festgestellten i'nderungen des Flugzustandes» im allgemeinen Geschwind lgke its -änderungen, geändert. Diese Systeme verbessern die Oeeamtstabilität und die Steuerungseigenschaften. Sie haben jedoch einen grundsätzlichen Mangel, der dmrln besteht, dafi sie die Steuerung und die Stabilität miteinander koppeln.

Verhältnismäßig einfache Systeme benutzen einen festen Kompromißwert zwischen Steuerung und Stabilität. Kompliziertere

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Systeme benutzen eine In Abhängigkeit von änderungen der Flugbedingungen eioh automatisch Ändernde optimale Anpassung ▼on Steuerung und StabilItMt.

Dieser Kompromiß zwischen StabilItKt und Steuerung 1st nachteilig» so daß ein Steuer- und StabilIslerungseysten erwünsoht 1st, bei den Stabilitätselgenaohaften und Steuerungeverhalten unabhängig voneinander Im gesamten großen Steuer/Anepreoh-Bereich auf einen optimalen Wert einstellbar sind.

Diese Aufgabe wird mit einem Steuer- und Stabillsierungasystem für ein Flugzeug gelöst durch eine auf äußere Störungen ansprechende« mit dem Flugzeug gekoppelte RUcIckopplungsschlelfe zur Stabilisierung und durch eine Vorwärter egelschleife« die einige Teile mit der RUckkopplunge-80hieIfe gemeinsam hat« zur Erzeugung einer Steuerempflndllohkelt in einem groften Betriebsbereich ohne änderung der RÜckkopplungssohleifen-Verstärkung.

Der große Steuer/Ansprech-Berelch des erflndungsgeaXßen Systems 1st an seiner unteren Orei.ze durch die Reaktionszeit des Piloten begrenzt, Innerhalb der er sinnvoll auf eine Bewegung des Flugzeuges reagier-jn Kann. Das obere Ende des Bereiches 1st durch diejenige Zelt begrenzt« in der der

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Pilot »loh auf die Erinnerung stützend die Bewegung de« Flugseugea analysieren auf.

Das erflndungsgeaäfie Sy·tea hat eine StabilltKtsrüokkopplungssohleife alt hoher Verstärkung alt einer Üblichen Inneren Rüokkopplungssohlelfe, die dea FlugzeugktSrper ein optimales Dämpfung»νerhalten auf äußere Störungen gibt. Die Vorwärtsregelsohleife sprioht zusammen mit der ROokkopplungssohlelfe auf von Piloten gegebene Eingangesignale an, Indea der Bezugspunkt f.Ur die Rückkopplungsschlelfe geändert wird, um das gewUnsohte Steuerverhalten Ober den gesamten Steuer/ Ansprech-Bereloh zu erreichen.

Die Erfindung wird la folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 eeIgt das Blockschaltbild eines Steuer- und Stabilisier rungseystems geaäfl der Erfindung.

Flg. 2 zeigt das Blockschaltbild eines dea Systee gemäß Fig. 1 funktionell äquivalenten Systeas, bsi dea der elektrische Teil des Piloteneingangs abgetrennt 1st.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild eines dea System gemäß Flg. 1 funktionell äquivalenten Systems, bei dem der mechanische Teil des Piloteneingangs abgetrennt ist.

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Flg. 4 zeigt im Prinzip den Parallelaufbau des Systems

gemäß Pig. I. Pig. 5 zeigt in einen Sode-Diagramra die Beziehungen zwischen übertragungsfunktion eines Flugkörpers und seinem

StabilisierungssYstem. Flg. 6 zeigt in einem Bodo-Diagramm die StabilitätsUbertragungs funktion eines Hubsohraubers mit einem System gemäß

der Erfindung. Pig. 7 zeigt schematisch eine Kopplungsschaltung der RUck>

kopplungsschleife. Fig. 8 zeigt schema tisch eine Kopplungssohaltung der Vorwärts regelschleife.

Fig. 9 zeigt In einem Bode-Diagramm die SteuerÜbertragungsfunktion eines Hubschraubers mit einem System gemäß

der Erfindung. Fig.10 zeigt im Prinzip ein bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel der Erfindung.

Das in Figur 1 dargestellte Steuer- und Stabil is leitungssystem gemäß der Erfindung für einen Hubschrauber enthält eine innere RUckkopplungsschleife 4, eine RUckkopplungsschleife 6 und eine Vorwärtsregelschlelfe Θ.

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In dem Steuersystem befindet eich eine elektrohydraulisch betätigte Betätigungseinrichtung 16 von bekannter Art. Ein RUokkopplungewandler 50 ist ein elektroaechanieoher Stellwandler für die Betätigungseinrichtung 16. Bin Gyroskop 20 stellt den Plugzustand fest und erzeugt ein Orundrückk ο pp lunge signal. Die TeUe 16, 20 und 50 sind Übliche Standardsteuereinrlohtungen für Hubschraubersteuersysteme.

Die Kopplungsschaltung oder Stabilitätsausglelchsschaltung 24 besteht aus einer elektrischen Schaltungsanordnung, die das Oyroskop 20 in der RUckkopplungsschleife 6 ergänzt, um während der gesamten Plugkurve das gewünschte Stabil 1 ta*tsverhalten der Plugkörperzelle 48 zu erreichen.

Eine Kopplungsschaltung oder Steuerausgleichsschaltung JB \ besteht aus einer elektrischen Schaltungsanordnung In der VorwärtsregelBchlelfe 8, die auf ein vom Wandler 32 Infolge Bewegung eines Steuerknüppel· 10 erzeugte· elektrische· Signal anspricht.

Die Steuereinrichtung 44 besteht aus Üblichen Steuermitteln zur Durchführung einer Änderung der Richtung oder der Fluglage der Plugkörperzelle 48. Be kann irgendeines der Steuersysteme der Querachse des Hauptrotors, der Längsachse des

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Hauptrotors oder dee Heckrotors eines Hubschraubers rur

jeweiligen Steuerung der Bewegung um die Längsachse (roll), der Bewegung um die Queraohae (pitch) und der Bewegung im dl« Hoohachs· (yaw) sein. Die Beschreibung des erflndungs geaHSen 8teuer- und 8tablllelerungeaysterns erfolgt anhand eines Systems für eine einsige Achse. Es 1st jedoch klar» dafl bei Verwendung für ein Plugzeug, beispielsweise einen Hubschrauber, la allgemeinen für jede der drei Achsen ein System benutzt wird.

Das System gemäfi der Erfindung enthalt zwei Orundschlelfen, dl· RUokkopplungseohleife 6 und 1!l« Vorwärteregelschleife 8 mit «iner gemeinsamen inneren RUckkopplungsschlelfe 4. Um das Verständnis zu erleichtern, werden zunächst ziemlich unabhängig voneinander die beiden Orundschlelfen und die innere RUckkopplungesohleife beschrieben.

Innere RUokkopplungssohlelfe

Die innere RUckkopplungssohleife 4 enthält einen Verstärker 28 und eine mechanisch über 42 mit einem RUckkopplungswandler 50 verbundene Betätigungseinrichtung 16. Wird dem Verstärker 28 ein elektrisches Eingangssignal, beispielsweise von der ROokkopplungsechleife 6 Über die Leitung 26 zugeführt, so wird

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dieses verstärkt und an dio Wicklung eines Drehmomentenantriebea in der hydraulischen Betätigungseinrichtung 16 gegeben, wodurch sich diese Je nach Polarität des dem Verstärker zugefUhrten Eingangssignalβ streckt oder zusammenzieht. Diese Streckung oder Zusammenziehung der Betätigungseinrichtung 16 wird von Wandler 50 ausgewertet, der den Verstärker 28 Über die Leitung 54 ein entgegtngesetzt^erichtetes elektrisches Signal zuführt. Die Verstellung des Steuersystems 44 durch die Betätigungseinrichtung 16 wird solange fortgesetzt, bis die dem Verstärker 28 Über die Leitungen 26 und 54 zugefUhrten EingangsSignaIe gleich groß sind und einander aufheben. Die Oröfie der mit Hilfe der Steuereinrichtung 44 erzielten Steuerung, die pro dem Verstärker 28 Über den Kanal 26 zugefUhrter Signaleinheit erreicht wird, ist durch din statische ROckkopplungsschleifen-Verstärkung der inneren RUckkopplungsschleife 4 bestimmt. Sie ergibt sich, wie im folgenden erklärt werden wird, aus dem Aufbau der RUckkopplungsschleife.

RUokkopplungsschleife

Die ^Uckkopplungsschleife 6 enthält die Plugkörperzelle 48, das Gyroskop 20, die Ausgleichs- oder Kopplungsschaltung 24, die innere RUckkopplungsschlelfe 4 (28-16-50) und die Steuereinrichtung 44. Die Orundaufgabe der RUckkopplungsschlelfe

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6 besteht in der Einstellung der Steuereinrichtung 44, die den Kußeren, den Plugzustand beeinflussenden Störungen entgegenwirkt. Außer den Eigenschaften und Aufgaben der Ausgleichsschaltung 24 1st die Rückkopplungeschleife 6 als solche von Üblicher Art. Die Ausgleichsschaltung 24 enthält eine Abgleichscnaltung und eine Verzögerungsschaltung, die später erklärt wirden. ä

Im Betrieb erzeugt das Gyroskop 20 in Abhängigkeit von der ^^ Bewegung der Plugkörperzelle 48 ein elektrisches Signal, das Über die Ausgleichsschaltung 24 und den Verstärker 2H der Betätigungseinrichtung 16 zugeführt. Diese wird dadurch gestreckt oder zusammengezogen. Wie bereits annand der Inneren Rückkopplungsschleife bescurieben, betätigt die BetKtigungseinrlcntung 16 die Steuereinrichtung 44.

VorwMrtsregelschleife

DfV VorwMrtsregeleohleife 8 enthält den Steuerknüppel 10 des Piloten, den Steuerbewegungswandler 32, die Kopplungeoder Ausgleichsschaltung J8 und die lnnerteRUckkopplungsßchleife 4. Bine Bewegung des Steuerknüppels 10 erzeugt über eine mechanische Verbindung im Wandler 32 ein dieser Bewegung proportionales elektrisches Ausgangeslgnal, das von der Ausgleichsschaltung 38 verarbeitet wird. Sie erzeugt

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ein Signal, das zusammen mit de· der Betätigungseinrichtung 16 zugeführten mechanischen Eingangssignal des Piloten eine Änderung in der Steuereinrichtung M bewirkt. Die Wirkung der Ausgleichsschaltung 38 besteht darin, dafi die RUokkopplungsschlelfen-VerstKrkung frequensabhMngig gemacht wird.

Berechnung

RUckkopplungsschleifen werden primfcr zur Stabilisierung des Ausgangeslgnals eines Systems auf einen Bezugswert oder zur Änderung des Verhaltene eines Systems benutzt, um ein spezielles Ansprechen auf ein Eingangssignal zu erreichen. Diese beiden Punktionen der Schleife schlie£en sich nicht gegenseitig aus, und die Stabilisierungseigenschaften unterstützen da« Steuerverhalten und umgekehrt. Soll hauptsächlich eine Stabilität erreicht werden, so erfolgt, wie vorstehend bereits ausgeführt, die Rückkopplung mit einer verhältnismäßig hohen Rückkopplungeschleifen-Verstärkung, so daü der dynamische und statische Fehler des Ausgangs· signals bezogen auf einen Bezugs wert (üblicherweise das Eingangssignal) ein Minimum wird. Ist das Steuerverhalten von besonderer Wichtigkeit, so erfolgt die Rückkopplung mit verhältnismäßig niedriger Rüokkopplungsechleifen-Verstärkung. Da in den meisten PKIlen Stabilität und Steuerung

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gleich wichtig sind, erfolgt die Rückkopplung üblicherweise mit einer mittleren oder einem Kompromißwert der RUckkopplungsschleifen-Verstärkung.

Oemfe'ß der Erfindung werden Stabilität und Steuerung getrcmn'. erreicht und gesteuert. Pig. 2 zeigt das Blockschaltbild einet; typischen Steuersystems mit geschlossener Schleife. Θ. ist das Eingangssignal, yr ist das Ausgangssign·} des Systems, O₁ 1st die Mbertragungsfunktion der Flugkörperzeile, H 1st die übertragungsfunktion der Rückkopplungsschleife und G-., ist die übertragungsfunktion der geschlossenen Schleife, die sich folgendermaßen ergibt:

(9_t - H^)O₁ - ψ

ψ /θ,. - σ, * ^αι

Ist OjH kleiner als 1, so ist 0 etwa gleich G,. I&t O₁ die der Flugkörperzelle entsprechende ιbertragungsfunktion, so ist bei O₁H kleiner als 1 die resultierende übertragungsfunktion 0, etwa gleich der 'Jbertragungsfunktion des Flugkörperzellensystems, d.h. die Ansprectierapfindlichkeit wird im wesentlichen von der Flugkörperzelle bestimmt. Ist O₁H gröber als 1, εο ist cie Ansyrec;.· empfindlichkeit des Systems etwa gleich der irversen übertragungsfunktion der Rflckkopplungsschlelfe, d.h. die

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Ansprechempfindlichkeit wird im wesentlichen von der RUekkopplungsechleife (H) bestimmt. Ist O₁H gröber als 1, so beherrschen die Eigenschaften der Rückkopplungeechleife den Rumpf.

Um ein System zu erhalten, das sowohl mit höchster Stabilität als auch mit Wehster Steuerempfindlichice it arbeitet, muß die Schleife bei Reaktion auf äußere Störungen mit großer RUckkopplungsschleifen-Verstärkung und bei Reaktion auf Steuersignale mit niedriger RUckkopplungsschleifen-Versttirkung rückgekoppelt sein. Um dies mit Hilfe der Erfindung erreichte Ziel nHher zu erläutern, sei zuerst auf Pig. 3 hingewiesen, wo O₁ die Übertragungsfunktion des Plugzeuges (als Plugzellen -körper bezeichnet), 0_c die übertragungsfunktion der Vorwärtsregelsohlelfe, Θ. das Eingangssignal, 0, die resultierende ■übertragungsfunktion der geschlossenen Schleife, O₁H und ψ das Ausgangesignal des Systems ist. Die geschlossene Schleife OjH hat eine verhältnismäßig große RUckkopplungsechleifen-Verstrrkung, die die Ansprechempflndlionkeit der Plugkörper zelle bestimmt und eine verbal tniTStmli. ig übliche oder konstante Aneprechempfindlichkeit im grofcen Steuer/ Ansprech-Bereioh ergibt. Q ist dann so gewählt, daL die resultierende Übe rtragungsf unkt ion G G-, die gowün:;chte Steuerempfindlichkeit hat. Wiikt also eine autore Störung auf

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O₁, so hingt dl· Reaktion nur von den Eigenschaften der geschlossenen Schleife O.H ab. Wird Über 0_Q ein Steuersignal e_t sugefUhrt, so hängt die Reaktion von der Eigenschaft der übertragungsfunktion O₀O, ab.

Das In Flg. 1 dargestellte System 1st In Teilschleifen zer legt in den Flg. 2 und jJ dargestellt. Das Blockschaltbild geraJiß Flg. 2 ist ein funktionelles Äquivalent zum System gemäß Flg. 1, wobei der elektrische Teil der Vorwärtsregelsohleife abgetrennt ist und nur das vom Piloten mit Hilfe des Steuerknüppels 10 erzeugbare mechanische Eingangssignal der Betätigungseinrichtung 16 und der Rückkopplungsschleife zugeführt werden kann.

Dae im Blockachaltbild gemäß Fig. 3 dargestellte System ist dem System gemäß Fig. 1 funktionell äquivalent, wobei der Steuerknüppel 10 von der Betätigungseinrichtung 16 abgetrennt ist, so daß nur der elektrische Teil der Vorwärtsregelsehleife 8 und der Rückkopplungsschleife 6 wirksam ist. In diesem Fall wirken die elektrischen Steuersignale des Piloten über den Wandler 32 und die Ausgleichsschaltung 38.

Die Systeme gemäß Pig. 2 und 3 enthalten die FUckkopplungsschleife 6. Auf diese wirken die äußeren Störungen und sie bewirkt ein optimales Stabilitätsverhalten über den gesamten

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- 14 -3teuer/impfindllohkeite-lereloh des Flugzeuges.

Die Sjufm· gea** Fig. 2 und J können als swei parallele System* aufgefaßt werden, auf die die Steuerung duroh den Piloten wirkt. Sie können zur Erzeugung einer resultierenden Übertragungefunktion zusammengefaßt werden, die die Ψ Besiehung zwischen Ausgangssignal des Systems zu Steuer eingangssignal duroh den Piloten darstellt oder, alt anderen Worten, die Steuerempfindliohkelt des Flugzeuges angibt.

In Fig. 4 sind die Systeme gemH.fi Flg. 2 und 3 in einem Blocksahaltbild zu einem einzigen System zusammengefaßt. (3 ist die übertragungsfunktion des Steuersystems für das

elektrische Eingangssignal und O_n 1st die ''bertragungsfunktion des Steuersystems für das mechanische Eingangssignal. Bei Anwendung des gleichen Lösungsverfahrens wie zur Bestimmung von 0, gemäß Fig. 2 ergibt sich zwischen Eingangssignal 6_t und Ausgangesignal ψ die folgende Beziehung:

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Baut man daher daa System für die mechanischen Eingangseignale, Q^, so auf. dass es die gesamte Steuerung für die Äußeren Störungen (je. B. Windböen, WaffenrUekstöße, usw.) beherrscht und dimensioniert man das System für die elektrischen Eingangesignale, G , so, daß es die gesamte Steuerung durch die Eingangesignale des Piloten beherrscht, so erhält man ein stabilisiertes System. Die Fälligkeit dee einen oder dee anderen der beiden Systeme, die Steuerfunktion su beherrschen» lttßt 8loh deutlicher aus einer Annäherung der O und O- Kurven an gerade Linienauf halblogarithmischem Papier erkennen.

Nimmt man an, daß O_e der übertragungsfunktion G₀O-* (der resultierenden Übertragungsfunktion des elektrischen Teils der VorwSrtsregelechleife und der RUckkopplung^sehleife) entspricht und berücksichtigt man, daß 0,, die 'Jbertrigungtfunktion der RUckkopplungsschleife durch die Stabilität bestimmt ist, .so erkennt man, daß die Übertragungsfunktion Q (der elektrische Teil der Von.'ir^regelschleife) die gewünschten Werte der Beziehung G ,,-'(1 liefert. Mit anderen Worten: Q ist eine BezugsgrοCe, die zur Steueiung der Eigenschaften der resultierender, 'lcortragungsf,nktion G ■* Q_fi benutzt wird, um die gewUnnchte fit.euertnpf indlichkei t ;'·.: erzielen.

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Dae Verfahren zur Bestimmung des Steuer· und Stabilisierungssystem wird Jetzt anhand der Hochachsenstabilität (yaw stability) und der Steuerung Im Schwebeflug und bei einer VorwHrtsgeschwindigkeit von I85 km/h beschrieben. Bekannte Techniken zur RUckkopplungssteuerung werden zusammen mit mathematischen Verfahren benutzt.

Der erste, allein auf Stabilität gerichtete Schritt behandelt sowohl das Schweben ale auch die Vorwiirtsgeschwindigkeit von I85 km/h. Der zweite Schritt, der auf die Entwicklung der Steuerempfindlichkeit der Hochachse gerichtet ist, 1st auf den Zustand bei 185 km/h - Vorwärtsgeschwindigkoit beschränkt.

Schritt Nr. 1

Die erste Aufgabe ist eine RUckkopplungsUbertragungefunktion H (Pig. 3) zu schaffen, die während der gesamten Flugbahn einen gut gedämpften Pl-ugzellenkörper ergibt. Fig. 5 zeigt eine vereinfachte übertragungsfunktion dor ISmpf indlichkeit des Flugzellenkörp'3rs auf äußere Störungen beim Schwebeflug und beim Vorwärtsflug rait I85 km/h :.n einem üblichen Bode-Diagramm (öhre Phasenbeziehung) als Linien G~ und O,_0Q. Aufgetragen ir. ; die Rttckkopplungsschlc-ifen-Verrtlirkung in db als Funktion der Frequenz in rad/sec.

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Wo die Übertragungsfunktion O₁H kleiner als 1 ist, 1st die resultierende übertragungsfunktion der geschlossenen Sohlelfe etwa gleich O₁, d.h. der Flugzellenkörper herrscht vor. Ist die Übertragungsfunktion O₁H größer als 1, so ist die resultierende übertragungsfunktion für die geschlossene Sohlelfe etwa gleich l/H, d.h. die RUckkopplungsschleife herrecht vor. Man erkennt daraus, daß bei einer Rückkopplung -sohlelfe mit einer Verstärkung größer als 1 während des gesamten Plugspektruns ein System vorhanden ist, in welchem die Stabil1tatselgensohaften des Flugzeuges entgegen den Eigenschaften des Plugzellenkörpers durch die Eigenschaften der Schleife bestimmt sind.

Die Kurve l/H in Pig. 5 stellt den Reziprokwert der RUckkopplungsUbertragungsfunktlon H dar. Man erkennt, daß bei der Darstellung in l/H bei jeder Frequenz, für die der Punkt auf der 1/H-Ltnie tiefer als die 0_Q- und O₁₀₀-Linie liegt, die übertragungsfunktion O₁R größer als 1 ist und die Anspreoheapfindllohkelt von deaJEigenschaften der Rückkopplungssohleife beherrscht wird. Liegt ein Punkt der 1/H-Linle höher als die entsprechenden Punkte auf den Linien Q₀ und O₁₀₀, so ist die übertragungsfuiktion O₁H kleiner als l,und die Ansprechempfindllohkeit auf äußere Störungen wird duron den Flugzellenk'Jrper beherrscht.

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der Erfindung let die Rüekkopplungssohlelfe, wie In Ρ1β· 5 derfeitellt» derart aufgebaut, dafi die 1/h-Linle niedriger liegt als die Linien Oq und O₁₀₀ und ihre Verte da« gewUnsohte etabllltltaverhalten Über den großen Bereioh des Flugepektruaa ergeben.

In der Praxis treten d\e In Flg. 3 dargestellten geradlinigen Verhältnisse nloh»-euf. Der Praxla entsprechen aehr die in Flg. 6 dargeatellten yerhllltnieee. Diese zeigt ein Bode-Dlagratan (ohne Phasenbeziehungen) für Hoohachsen-Ubertragungs· funktlonen la Sohwebeflug und la Oeradeauaflug mit 185 tan/h unter Benutzung eines 8yntens gealB der Erfindung.

Der Bereioh d-e der LIn 1« l/h* zeigt die gewünschten Ver-BtKrleungswerte für einen gegebenen Frequenzbereloh. WUrde man den Bereioh d-e geradlinig zu höheren Frequenzen hin verlängern, so dafl die Rttekicopplungssohlelfe auch bei höheren Frequenzen beherrschend wire, so würde das StabilIsierungssystea sehr anfKlllg für alle Arten von hoohfrequenten Störungen elnaohließlloh Oeräusohe, Schwin -gungen usw. und würde auf diese ansprechen. Daher stellt der Bereioh g-lc keine geradlinige Fortsetzung des Bereiches d-e dar, sondern schneidet die Linie O₁₀₀ bei h. Als Folge davon herrscht die Rüokkopplungesohlelfe beim Oeradeausflug

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■It 185 km/ή fttr Frequenzen bis etwa 7+rad/see vor. Oberhalb von 7+rad/eeo herrscht der FlugsellenkOrper vor. Dieser Punkt etwas oberhalb von 7+rad/sec 1st derart gewählt, daß er außerhalb des flteuerfrequensbereiohes des Piloten liegt. Wie vorstehend bereits erwähnt, 1st dies die Grenze für eine vernünftige Analyse der Flugzeugbewegung durch den Piloten. Daher hat die Vorherrschen der Stabilität durch den FlugzellenkÖrper bei Frequenzen größer als 7+rad/sec keinen störenden Einfluß auf die Steuerung duroh den Piloten. Entsprechende Überlegungen bezüglich des Schwebefluges führen zur Bee timing des Punktes f.

Man erkennt, dafi an den Schnittpunkten f und h (an diesen 1st O^H gleich 1) eine sehr große Phasenempfindlichkeit herrscht. Zur Erreichung einer ausreichenden Stabilität 1st daher ein entsprechender Phaeeneplelraum erforderlich. Bei praktischen Ausführungen der Erfindung wurde vom Punkt f naoh h ein Phasensplelraua von etwa 60° aufrechterhalten.

Die geradlinige Fortsetzung des Bereiches d-e zu niedrigen Frequenzen wird, wie dargestellt, aa Punkt d unterbrochen, um eine besser dimensionierte Schaltung zu erhalten, fi.h. ua extrem große Kondensatoren usw. zu vermelden. Die Linie 1-H verläuft unter den Linien 0_Q und O₁₀₀, «o daß über den gesamten unteren Frequenzbereich die RUckkopplungsschleife

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doainlert. Bin weiterer Schnittpunkt kann bei einer Frequenz unterhalb derjenigen vorgesehen sein, bei der der Pilot eeln Erinnerungsvermögen tür Einleitung eines Steuervorganges benötigt, d.h. bei etwa 0,5 rad/seo. Die Rttckkopplungssohleife herrscht dann inner noch Über den großen Steuerbereloh vor.

Die RückkopplungsUbertragungsfunktlon· H ergibt sich aus de· (gyroskop 20 und der Ausgleichsschaltung 24 in der RUolckopplungsechleife 6 (Pig. 1). Die Ausgleichs- oder Kupplungssohaltung 24 enthält eine Verzögerungsschaltung und eine Abglelohssohaltung. Die Verzögerungseohaltung reagiert auf ein LageSnderungsslgnal und erzeugt den Verlauf von e nach k. Die Abgleichasehaltung reagiert auf das LageKnderungssignal und erseugt den Verlauf von a naoh e(Pig. 6). Die Annäherung an eine gerade Linie von d nach e entspricht der Verstärkung der Qyroskoplageänderung, die in einen AusfUhrungsbeispiel 0,624° je Θ. pro ° pro Sekunde Lageänderung betrug.

PIg. 7 zeigt ein Beispiel für eine Ausgleichsschaltung Sie enthält eine Verzögerungsschaltung 60 und eine Ausgleichssohaltung 62. Die Knickpunkte bei e und g (Pig. 6) werden jeweils duroh (R₁ ♦ R₂)C₁ und R₂C₁ der Verzögerungssohaltung bestlsmt. Der Knickpunkt d ist duroh R,C₂ der Ausgleichsschaltung festgelegt.

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Im oberen Tell des Frequenzspektrums, wo O₁H etwa gleich 1 1st (von 1 bis 10 rad/sec), reagiert das Verzögerungsnetzwerk auf das Gyroskopslgnal und hält eine verhältnismäßig konstante Phasenlage von 65°+ 10° über eine dekadische Frequenzänderung aufrecht. Dies ermöglicht eine Anpassung an grofie Änderungen der übertragungsfunktion des Plugzellenkörpers, beispielsweise durch Änderungen der Geschwindigkeit, der Höhe, des Ladegewichtes usw. Bine andere Wirkung der Verzögerungeschaltung besteht darin, daß verhindert wird, daß plötzliche Süßere Störungen entsprechend plötzliche Korrektur·teuervorgKnge hervorrufen und daß stattdessen eine allmähliche Steuerungskorrektur vorgenommen wird, wodurch der Komfort im Plugzeug vergrößert wird und dieses eine stabilere Plattform, z.B. zum Abschießen von Waffen, darstellt.

Die Abgleichschaltung 66 dient zur Erzeugung eines neuen Bezugewertee von dem aus Steueränderungen gemessen werden können, was bei niedrigen Frequenzen nUtxlioh 1st, bei denen die Abgleichschaltung wirksam wird, da verhältnismäßig langfristige Steuereingangssignale auftreten. Werden z.B. im Sohwebeflug die Steuerpedale vom Piloten in eine außermittige Stellung gebracht und dort gehalten, so zeigt das System statt "Stellung" "Veränderung" an. Die Abgleichst

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- 22-βοhaitun« sperrt das gleichbleibende Signal.

Die Abglelohsaohaltung 66 in der Vorwgrtsregelschleife und die Abgleichschaltung 62 in der RUokkopplungsaohlelfe bewirken eine Kompensation, wenn der Pilot ein Ko-wndoalgnal zuführt. Wie vorstehend bereite erwähnt, haben die beiden Abglelohaeohaltungen zur Erzielung dieser Koepeneation gleiohe Eigenschaften.

Be zeigen also die Linie a-o-d-e-f-j dae resultierende^ Stabllltttsvcrhalten eine· typischen FlugzellenkOrpers la Schwebezustand (O₀) und die Linie o-d-e-f-g-h-i da« ent-•preohende StabilltMtsverhalten beia Oeradeausflug alt 185 ton/h (Q₁₀₀) («♦ Flg. 6). Be eel beaerkt, dafl in de« sogenannten Steuer/tapflndliohkelts-Bereloh des Piloten/ Flugxellenkurper-SyeteM (c-d-e-f) das StabllltKtsverhalten la Sohwebeflug und la Oeradeausflug alt 185 MA *■ wesentliohen gleich lat. Die Torwtrtsregelsohlelfe kann hierbei zur Erzeugung der beaonderen Bapfindllohkelt konstant sein.

Sohrltt Mr. 2

Die Linie 1/fe in Fig. 6 zeigt für Werte (Hi OrSBe 1, d.h. von h bis a den FlugzellenkOrper, der von äußeren Störungen beelnf luft wird und erfindungsgeate ein Teil desjenigen Systeas

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1st, auf da« die mechanischen Eingangesignale des Piloten wirken. Die· ist duroh das System 0. in Pig. 4 dargestellt. Die elektrischen Eingangesignale des Piloten und der atabilltataverstärkte Plugsellenkurper werden als getrenntes Sys test 0 geaäS Fig. 4 angesehen. Wie bereits vorstehend erklärt, werden die beiden Systeme zueinander parallel liegend ftetraohtet. Der Schritt sur Entwicklung des Aufbaue und der Eigenschaften von Q_% umfaßt die Bestimmung einer in Reibe liegenden Übertragungsfunktion für die Yorwlrtsregeleohlelfe, so daß das resultierende System eine speslelle empfindlichkeit für Singangsslgnale des Piloten aufweist.

Die Vorwftrtsregelsohleife enthält den Steuerknüppel 10, den Wandler 32, die Ausgleichsschaltung 38 und den Verstärker 28. Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, um swiaoben äuSeren Störungen und Eingangssignalen des Piloten su unterscheiden und damit die gewünschte Empfindlichkeit für 11ngangaaIgnale des Piloten hersustellen. Der Steuerknüppel 10 erseugt 1» Wandler 32 ein elektrisches Ausgangssignal« Has der Lageänderung des Steuerknüppels proportional 1st. Dieses Ausgangeslgnal wird von der Ausgleichsschaltung 38 verarbeitet und kann als übertragungsfunktion O₀ in Reihe mit der resultierenden übertragungafunktion 0, der parallel Übertragungefunktionen O₁₁ und O₀ angesehen werden.

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Das im Hoohachsensystem (yaw system) eines Hubschraubers benutzte Steuer- und Stabilisierungösystem gemäß der Erfindung soll Je Einheit des Steuereingangssignals des Piloten eine konstante Hochachsengeschwindigkeit ergeben. Um dieses besondere Verhalten zu erreichen, sollte die Auegleiohaschaltung 38 der Vorwärtsregelschleife genau gleich der Ausgleichsschaltung 24 der RückkopplungGschleife Rein. Sollen andere besondere Zeitkonstanten erzielt werden, beispielsweise Trennung von zwei vom Hauptrotor gelieferten Signalen, so können die Ausgleichsschaltungen selbstverständlich unterschiedlich aufgebaut sein. In diesem Fall kompensiert jedoch die Ausgleichsschaltung 38 die dynamischen Wirlrungen der ^AusglGicheechaltung 24 ohne die RUcklcopplungs£.roße des Qyroskopes als gesteuerte Variable zu unterdrücken.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel für eine Kopplungs- cder Ausgleichsschaltung 38 mit einer Verzögerungssohaltung 6h und einer Abgleichsschaltung 66. Diese SchaltungsanordnuLg entspricht im wesentlichen der Ausgleichsschaltung 24 gen;^;ß Fi/;. 7, Jedoch fehlt der Ableitvfiderstand in der Verr/c,' erunganchaH ung 64, um eine bessere Anfangsempfindl iohkeit zu ''rreichen. Der Widerstand Rp und der Kondensator Cp L;-iitiratnsr die Knickpunkte im unteren Frequenzbereich,und der Wide?stand R₁ und der Kondensator C₁ bestimmen die Knickpunk te irr, oberen Frequenzbereich.

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In FIg. 9 ist die übertragungsfunktion das .!tabriifcüfc3".rö>\- . stärkten Plugzellenkörpers ®_m gemäß Fig. 4 zusammen snit einer Linie .i?_e aufgetragen, die die" gewünschte Uberkragur-gs·- funktion für die elektrischen Eingangssignal·;: des Piloten darstellt. Es. sei darauf hingewiesen, daß dl'- 7erhär.tnir>r»3 dsm in Pig. j5 dargestellten Blockschaltbild thitsprechen. das der Fig. 1 ■ funktionell-Suqivalent lsi;,- vi. bei Jedoeh der mechanische .Steuerknüppel 10 des Piloten vor. der Betätigungseinrichtung 16 abgetrennt ist. Der elektrische Teil der Vorwärtsregslsehleife mid der HUckkopplmigssi_;'nl3lfe fcleVbfc ■.bs.briöbsfähig. Insoweit:,als dia rosuitiefende Übsrto'agmri's·' funktion des elektrischen Eingangnsignals des Piloten sieh aus der- Multiplikation von Übertragungsfunktloii des stabllitätsversfcärkten Flugseilenkörpers und der Forvrärtsrege?.schlsif<5 ergeben, folgt,, daß bei Kenntnis eier ernten beiden Funktionen die übertragungsfunktion d&r Vcü^/ärfcslelff) bestimmbar ist.

Die Vü^wäi'fcsregelsolileiiVi.--ist' derart; anfgebavtj äa-B sie die dynamischen-BinjfliisS'5 -:1er Huckkoppl^ng^a-¹IiIaIfe 6 imöoriteüokt;» wobei die Tr^inx'r-sq-n hva ''-^n 4 rafi/aeu /ar^iti i-mr-d-?;^ eo daß «ine Dämpfung im E-jr^^-t-h der h,^?A;i^:i ^reawsi-'

bad

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Naoh Bestimmung von O. sind die ttbertragungsfunktIonen

und 0_ zu summieren« was annähernd durch die höchsten m

Punkte der beiden Kurven dargestellt ist (Fig. 9)· resultierende System wirkt über den Frequenzbereich von 0,8 rad/seo bis 8,0 rad/seo wie ein Integrator. Bei einer Zeitkonetanten von 0,125 Sekunden und einer Beschleunigungs-Verstärkung voa etwa 0,64 rad/sec /rad des Eingangssignal-=5 ist die übertragungsfunktion für die Steuerung

ÜSt§

.125S + 1)

-64( S -t- 0.08) s^isT8lT

Die Ober bragur.gsf unkt ion das sfcabllitätsverstärkten Plugzellenkörpers ist:

O » ^p67(S + 0.JQ(S + 0.8) " S² (S + 5.2S ♦ J3.2)

Pig. 10 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung, in dem das Gyroskop 20 ein erstes Pehlereingangssigne.l zur Steuerung einer Spannung abgibt, die der Wicklung 112 eines Klappenventils der Betätigungseinrichtung 16 zugeführt wird. 12in zweites Fehlersignal erzeugt der Pilot durch Betätigung des Steuerknüppels 10. Dadurch wird der Abgriff 114 des Potentiometers 115 verschoben und am Punkt 1ΐ4ί:

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•In· Pehlerspannung erzeugt. Eine dritte Quelle für eine Fehlerepannung ist der an die Klemme 116 angeschlosserθ Wandler 50· Eine vierte Spannung 117 dient zu Abgleiohzwecken.

Das Qyroskop 20 hat einen Auegangstransformator mit einer PrimärHioklung 120, die mit einer an die Punkte 122 und 123 angeeohloesenen Sekundärwicklung 123 gekoppelt ist. Die Punkte 122 und 123 sind Über Widerstände 125 und 126 am Punkt 124 zusammengeschaltet. Das am Verbindungspunkt der Sekundärwicklung 121 und des Widerstandes 125 bei 123 auftretende Signal wird über den Kondensator 13G der Elngangsklenme I3I eines Verstärkers 132 zugeführt. Ein der Spannung am Abgriff 114 entsprechendes Qleichspannungssignal, das über dem Kondensator 99 liegt, wird Über die Widerstände 125 und 126 der Mittelanzapfung 135 eines Eingängetransformatora 137 eines Zweiweggatters 126 zugeführt. Die Primärwicklung des Eingangstransformators 137 ist mit einer Diode 128 überbrückt. Eine Klemme der Primärwicklung ist über einen Widerstand 139 mit der Klemme 140, der positiven Klemme einer Gleichspannungsquelle (nicht gezeigt) verbanden. Die andere Klenrae der Prim?irwicklung des Transformators 137 ist mit dem Kollektor des Tran«isters 178 eines Impulsgenerator 98 verbunden. Der Impulsgenerator rird von einer II5 Volt/ 400 Hertz-Spannungsquelle erregt. Er erzeugt negative Imp.Ise

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nit einer Frequenz von 400 Hertz. Der Oatterimpuls liegt so» daß er das Oatter 136 während der Spitze der negativen Halbwelle für eine Dauer von 0.002 Sekunden öffnet. Während dieser Zeltspanne fließt ein Impulsetrom in eine Schleife, die eine Zener diode 145,- eine Diode 146, eine Diode 147 und eine Zenerdiode 148 enthält. Die Dioden 146 und Ι4γ

sind entgegen den Dioden 145 und 148 gepolt. Der gemeinsame Punkt 150 in der Schleife ist Über einen Kondensator I5I mit Masse und direkt mit der Basis des Transistors I52 verbunden. Der. Kollektor des Transistors I52 liegt Über dem Wideretand 141 an der Klemme 140. Die Kollektorspannung wird mit Hilfe einer Zenerdiode 110 konstant gehalten. Der Emitter ist Über den Widerstand I53 mit Masse und über eine Reihenschaltung von Kondensator 154 und Widerstand 155 mit der Eingangsklemme I31 des Verstärkers 132 verbunden.

" Auf diese Weise wird die Spannungsänderung durch Verschiebung des Abgriffes 114, welche durch Betätigung des Steuerknüppels 10 durch den Piloten erfolgt, abgenommen und im Kondensator 151 gespeichert. Die Kombination der Widerstände 125 und 126 bewirkt eine Zeitkonetante für die gewünschte Ansprechverzögerung des Systeras auf änderungen, die der Pilot über den Potentiometerabgriff 114 einleitet.

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Das Gatter 1J56 dient sowohl zum Laden als auch zum Ent-• laden des Kondensators I5I mit einer Geschwindigkeit, die von der Größe und der Richtung der Stellungsänderung des Abgriffes 114 gesteuert wird. Der den Kondensator 154 und den Widerstand 155 enthaltende Kreis leitet das unabgeglichene Signal von der den Kondensator enthaltenden Schaltung zum Eingang des Verstärkers Ij52. Es wird nur ä

die Gleichstromkomponente des Signals übertragen. Der Kondensator 154 und der Widerstand I55 bilden die vorstehend beschriebene Abgleichsschaltung. Verschiebt der Pilot den Steuerknüppel in eine andere Stellung, so ist die an der Klemme IjSl auftretende Spannung ein Maß für die Größe und die Richtung der Stellungsänderung. Die Zeitkonstante des den Kondensator 154 und den Widerstand 155 enthaltenden Kreises liegt in der Größenordnung von 2 bis 3 Sekunden.

Das Signal vom V/andler 150 wird über ein Dämpfungsglied der Klemme IjJl zugeführt. ^fJber ein Dämpfungsglied 162 und einen Widerstand I6j5 wird der Klemme Ij51 eine Abgleichsspannung vom Potentiometer II7 zugeleitet. Die Klemme 131 ist über einen Widerstand 164 mit Masse verbunden. Ist kein unabgeglichenes Signal im System vorhanden, so wird der Klemme Ij51 vom Potentiometer II7 eine Spannung zugeführt, deren Größe genau gleich der Gleichvorspannung an einer

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Bingangsklemme I65 dee Verstärkers 132 ist.

Demlmpulsgenerator $8 wird die 400 Hertz Spannung Über einen Widerstand 170 einer Zenerdiode 171 zugeführt, die die Spitzen der Wechselspannung begrenzt und eine verhältnismäßig konstante Bezugsspannung liefert. Die positiven Halbwellen gelangen durch die Diode 172 auf die Basis eines Transistors 173· Dieser Transistor erzeugt einen Abstandsimpuls, der dem Transistor 174 Über die Diode 175 zugeführt wird. Die Zeitverzögerung ist derart, daß ein positiver Impuls von 0,0002 Sekunden am Kollektor des Transistors entsteht und Über die Leitung I76 und die Diode 177 der Eingangskierame 131 des Verstärkers I32 zugeführt wird. Der positive Impuls wird außerdem der Basis eines Transistors 178 zugeführt, dessen Aufgangesignal ein negativer Impuls von 0,0002 Sekunden Dauer ist. Dieser negative Impuls gelangt über die Leitung 179 vom Kollektor des Transistors I78 über die Diode 180 zur Eingangsklemme I65.

Die dem Verstärker I32 zugeführten positiven und negativen Impulse betätigen ihn für verhältnismäßig kurze Zeltspannen / während jedes Zyklus. Beispielsweise 1st die Periode des 400 Hertz Eingangssignals 2,5 Millisekunden, während dtr in der Mitte jeder positiven und negativen Halbwelle auftretende

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Qatterimpuls 0,0002 Sekunden lang ist. Bas unabgeglichene Signal kann der Klemme IJl entweder vom Gyroskop 20, von; Potentiometer 114 oder vom Wandler 50 zugeführt werden. Es wird In Verstärker 152, der drei Stufen 191* 192 und 193 en.- hält» verstärkt. Der Emitter der Ausgangsstufe 193 ist über die Leitung 194 mit der Mittelanzapfung eines Eingangstransformators 195 eines Zweiweggatters I96 verbunden. Dieses Oatter hat im wesentlichen die gleichen Eigenschaften wie das Oatter I56 und enthält einen'Speicherkondensator 197. Die über diesem Kondensator liegende Spannung wird dem Eingang eines Paares von In Darlington-Schaltung verbundenen Transistoren 199 und 200 zugeführt. Der Kollektor des Ausgangstransistors 200 ist über einen Widerstand 201 mit einei« Klemme der Wicklung 112 eines Drehmomentenantriebes verbunden. Die andere Klemme der Wicklung 112 liegt über einen Wideretand 202 am Emitter des Transistors I93 und über einen Widerstand 205 &n Masse. Ober die Leitung 204 werden dem Gatter I96 negative Gatterirapulse zugeführt. Die Schaltung arbeitet so, daß während der Dauer eines negativen Impulses auf der Leitung 204 eine Spannung im Kondensator 197 gespeichert wird. Diese Spannung wird dann mit der am Emitter des Transistors I95 während der übrigen Zeit Jedes Zyklus auftretenden Spannung verglichen. Die Spannungsdifferenz ist ein Maß für den durch die Wicklung 112 des Drehmomentenantriebes fließenden Strom. Sie kann entweder

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positiv oder negativ sein und kann daher dazu dienen« die Klappe einer Üblichen hydraulischen Betätigungseinrichtung zu steuern. Fließt kein Strom durch die Wicklung 112, so befindet sich die Klappe in der ersten Stufe einer hydraulischen Betätigungseinrichtung, z.B. der Betätigungseinrichtung 16 im Gleichgewichtszustand. Positive oder negative durch die Wicklung 112 fließende Ströme andern die Stellung der Klappe in der hydraulischen Betätigungseinrichtung, wodurch eine entsprechende Änderung in der Steuereinrichtung hervorgerufen wird.

Es sei bemerkt, daß die Ausglelohsschaltungen 24 und 38 aus Fig.1 In dem AusfUhrungsbeispiel gemäß Fig. 10 zusammengefaßt worden sind. Das Befehlssignal von Abgriff 114 und das Fehlersignal vom Gyroskop 20 gelangen nämlich durch die glelohe Verzögerungsschaltung, wobei die Verzögerung vom Kondensator 151 gesteuert wird. Sie gelangen durch eine erste Verstärkerstufe 132 und dann durch die Abgleichesohaltung, die den Kondensator 154 und den Widerstand 155 enthält. Die Klemme IjU bildet den Summierungepunkt für die Signale aus der Abglelchsschaltung und aus dem Wandler 50, dessen Signal der Klemme 116 zugeführt wird.

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Die Verwendung einer Versögerungsschaltung und einer Abgleiohsschaltung sowohl für das Befehlsignal, als auch für das Fehlersignal sichert gleiche Phasen- und Vei'Stärkungs eigenschaften und ermöglicht die Zuführung eines Befehls vom Steuerknüppel 10 ohne Anpassung oder Änderung der Verstärkung des Verstärkers 152.

Falls erwünscht, können auch getrennte Verzögerungs- und Abglelchsschaltungen benutzt werden.

Obwohl nur ein Kanal dargestellt wurde, ist es klar, daß sowohl für die Hochachse als auch für die Längsache als auch für die Querachse ein vollständiges Steuer- und Stabilisierungssystem vorgesehen ist.

Obwohl die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit einigen Abwandlungen beschrieben wurde, ist es klar, daß sis nicht auf diese beschränkt ist, sondern daß weitere Abwandlungen und änderungen möglich sind, die alle unter die Erfindung fallen.

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Claims (1)

1. (US 65* 187 - pri 5572)

   JY

   Bell Aerospaoe Corporation

   Burst, Tarrant County, Texas, V.St.A.

   Hamburg, 27. Juni 1963 Patentansprüche

   1. Steuer- und Stabilisierungesystem für ein Plugzeug, insbesondere Hubschrauber, gekennzeichnet durch eine auf äußere Störungen ansprechende, mit den Plugzeug gekoppelte RUckkopplungsschleife (4, 6) zur Stabilisierung und durch eine Vorwärtsregelsohleife (8), die einige Teile mit der Rückkopplungesohlelfe (4, 6) gemeinsam hat, zur Erzeugung einer Steuerempfindlicnkeit in einen großen Betriebsbereich ohne Änderung der Rüokkopplungeschlelfen-Verstärkung.

   2. System naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die RUckkopplungsschlelfe (4,6) eine äußere, das Plugzeug einschließende und zur Stabilisierung bezüglich eines festgelegten Kurses auf äußere Kräfte ansprechende, äußere RUekkopplungsschleife (6) sowie eine innere RUckkopplungsschlelfe (4) enthält, die auf die Größe der Stabilisierung '* durch die äußere RUckkopplungsschlelfe (6) anspricht, und daß die auf die Befehlssignale des Piloten ansprechende Vorwärtsregelsohleife (8) zur Steuerung des Plugzeugkursee einen Teil mit der inneren Rückkopplungssohlelfe (4) gemeinsam hat.

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   3. Syetee nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine

   in der Rückkopplungsschleife (6) angeordnete. In Abhängigkeit von der Flugzuztandsabweichung ein Fehlersignal abgebende Anzeigeeinrichtung (20)« deren Fehlersignal Über einen Vorstärker (28) einer Betätigungseinrichtung (16) zur kontinuierlichen Steuerung des Flugzuetandes zuführbar 1st, durch eine Manuell zu betätigende, mit der Vorwärtsregelschleife I (8) verbundene Steuervorrichtung (10) zur Durchführung einer gewünschten Änderung des Flugzustandes mit einem Wandler (32) zur Erzeugung eines Befehlssignals und durch Kopplungsschaltungen (24, 38) zur Zusammenfassung des Eefehlssignals und de· Fehlersignals zu einen besonderen, den gewünschten Änderungen des Flugzustandes entsprechenden Bezugssignals.

   4. Systea naoh Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dal» Befehlssignal und Fehlersignal über die vorbestimmte Zeitkonstanten , und Frequenzgänge aufweisenden Kopplungsschaltungen (24, 38) de« Verstärker (28) zuftttirbar sind.

   5* Syete· nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, da: eine einzige Kopplungsschaltung, z.B. 24, vorgesehen ist, die «ine In 4er Äußeren Rückkopplungsschleife (6) liegende Verzögerungs- und Abgleichschaltung (50, 62) aufweist, die auch in 4er Vorwlrtsregelschleife (8) liegt.

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   6. System nach Anspruch 3 oder4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeltkonstante und der Frequenzgang aller Kopplungsschaltungen (24, 38) gleich 1st.

   7. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch eine vom Bezugssignal steuerbare Betätigungseinrichtung (16).

   8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Betätigungseinrichtung (16) zur Rückstellung des /usgangssignals des Verstärkers (28) ausgenutzt wird.

   9· System nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Eingangesignal der Betätigungseinrichtung (16) ansprechende Einrichtungen vorgesehen sind, die zur Erzeugung eines der gewünschten Richtungsänderung des Plugzeuges proportionalen Signale mit dem Verstärker (28) verbunden sind.

   10. System nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung ein mit dem Plugkörper gekoppeltes Oyroekop (20) enthält.

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   11. System nach einem der Ansprüche 3 bia 10, dadv.voh gekennzeichnet, daß die manuell au betätigende Steuervorrichtung aus einem Steuerknüppel (10) besteht, der mit der auf seine mechanischen Bewegungen ansprechenden Betätigungseinrichtung (16) verbunden ist und '.?.ß das Ausgangssignal der Betätigungseinrichtung (16) einer Stevereinrichtung (44) zuführbar ist. {

   12. System nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der AinzeigeviinrichiMitf {2c.:), des Wandlers (3?.) sowie eines Rüekkopplungsv/anälers (30) zur Rückstellung des Ausgangssignals des Verstärkers (&8) an den Eingang des Verstärkers (28) angeschlossen sind,

   13. System nach einem der Ansprüche 5 tis 11, daduvoh gekennzeichnet, daß sine mit einem ersten Verstärker verbundene Verzögerungsschaltimg an die Ausgänge des Gyroskop und des Wandlers angeschlossen ist, daß an den Ausgang des erßten Verstärkers eine Abgleichschaltung angeschlossen ist und daß der Eingang einer, zweiten Verstärkers mit o.em Ausgang der Abgleiehsschaltung und dem Ausgang des Rückkoppiungswandlers verbunden ist.

   «,♦*■

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   14. System nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch ein erstes mit dem Eingang des ersten Verstärkers verbundenes erstes Zweiweggatter, durch ein mit dem Ausgang des zweiten Verstärkers verbundenes zweites Zweiweggatter und durch einen mit dem ersten Zweiweggatter, dem Eingang des zweiten Verstärkers und dem zweiten Zweiweggatter verbundenen Impulsgenerator.

   15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß dor Impulsgenerator dem ersten und dem zweiten Zwe.'.weggatter negative Impulse und dem Eingang des zweiten V3Γ3tärkers positive und negative Impulse zuführt.

   Ιδ. System nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung zwei parallel geschaltete, mit einer Seite des ersten Zweiweggatters verbünde ie Widerstände und einen mit der gegenüberliegenden Seite des ersten Zweiweggatterfc verbundenen Kondensator enthält.

   17. System nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgleichsschalturg eine SerJ anschaltung von Kondensator und Widerstand enthält, die mit dem Ausgang des ersten Verstärkere und dem Eingang des zweiten Verstärkers verbunden ist.

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   18. Verfahren zur Steuerung des Flugsustandes eines 'Flugzeuges eines Flugzeuges» insbesondere Hubschraubers, unter Verwendung eines Systems gemSß einem der vorhergehenden Ansprüche, dnöuroh gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von Süßeren auf das 1·':ίι>;- zeug wirkenden Störungen ein RUckkopplung-~signal erzeugt wjrd, daß durch manuelle Betätigung einer Steuervorrichtung ein Steuersignal erzeugt wird, das in ein vorwSrtfifegelndes Bof:U;ls- signal umgewandelt wird, und daß ('ar. BefehlssJgnal und das RUokkopplungss ignal unter BerUcki-ici'tigun; von :3eitkonst?-n^«n und FrequenzgSngen miteinander gemischt werden, um eine Steuerung des Plugzustandes ohne Minderung der auf äußere Störungen an sprechenden RUckkopplungsschleife zu bewirken.

   su:bb

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