DE1802243A1

DE1802243A1 - Geschwindigkeitsregler fuer Flugzeuge mit ausfahrbaren Landeklappen

Info

Publication number: DE1802243A1
Application number: DE19681802243
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Dipl-Ing Buchholz; Hans-Peter Dipl-Ing Reerink
Original assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Current assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Priority date: 1968-10-10
Filing date: 1968-10-10
Publication date: 1971-04-08
Also published as: US3690598A

Description

Patentanmeldung Flufigerätewerk Bodensee GmbH, Überlingen/Bodensee

Geschwindigkeitsregler für Flugzeuge mit auefahrbaren Landeklappen

Die Erfindung betrifft einen Geschwindigkeitsregler für Plugzeuge mit ausfahrbaren Landeklappen, durch den in Abhängigkeit von einem Gasolwindigkeitsmeßwert gegenüber der umgebenden Luft (z.B. Staudruck öder Anstellwinkel) eine Gesciiwindigkeitastellgröße zur Regelung der Fluggeschwindigkeit gegenüber der umgebenden Luft auf einen an einem Sollwertgeber einstellbaren Sollwert veränderbar iet.

Der "Geschwlndigkeitsmeßwert" kann beispielsweise der Staudruck sein oder aber auch eine Größe wie der Anstellwinkel, d.h. der Neigungswinkel dee Flugzeuge gegenüber der Bahntangente, welcher dem Staudruck analog iet. "Ge schwindIgkeitsetellgröße" kann die Brennstoff*ufuhr cu den Trieb«, werken sein. Generell kann es der Triebwerkochub sein, der gegebenenfalls auch durch den Anstellwinkel der'Triebwerkturbinen veränderbar sein könnte. "Gesohwindigkeiteetellßröfle" könnte auch eine Landeklappenverstellung aein, über die eine Regelung der Geschwindigkeit erfolgt (lifteontrol).

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Beira Landeanflug werden zur Vergrößerung des Auftriebes eines Plugzeuges Landeklappen gesetzt. Dieae Landeklappen gestatten es, beim Landevorgang die Geschwindigkeit des Flugzeuge« unter denjenigen Wert* zu senken, der ohne Landeklappen als Mindestgeschwindigkeit eingehalten werden müßte. Die für die verschiedenen Landeklappenstellungen fe verlangten Mindestgeschwindigkeiten sind jedoch abhängig von dem Gewicht des Plugzeuges, das z.B„ aus der Anzahl der Passagiere, getanktem und verbrauchtem Brennstoff, usw. bestimmbar ist. In Abhängigkeit von dem Gewicht ergibt sich eine bestinnte Mindestgesclwindigkeit für voll ausgefahrene Landeklappen (Landegeschwindigkeit). Es ist ein ErfahrungBwert, daß sich die erforderliche Mindeet- , geschwindigkeit für jeden Grad, um den die Landeklappen gegenüber der voll ausgefahrenen Stellung eingefahren sind, um einen bestimmten Geschwindigkeitszuschlag erhöht. Außerdem wird natürlich ein Sicherheitsabstand von beispielsweise 30?$ gegenüber der theoretisch zulässigen Mindestgeschwindigkeit eingehalten.

Bei einen Vortrieberegler, durch welchen die Fluggeschwln- '. digkeit geregelt wird, muß der Sollwert des Flugregiere beim Auefahren der Landeklappen entsprechend verstellt werden. Dae geschieht bisher manuell und zwar auf folgend· | Weist ι Der Pilot entnimmt einer Tabelle die für dae Jt- wellige Flupftieuggewicht sich ergebende Landegeschwindig- \ keit bei voll ausgefahrenen Landeklappen. Auf dleee Lande- ■ geschwindigkeit wird eine Marke an dem Geachwindigkeite- ! anselgeinetrument eingestellt.

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Die fUr die verschiedenen Landeklappenetellungen bei nicht oder nicht £;anz ausgefahrenen Landeklappen eich ergebenden Geschwindigkeitszuschläge werden im Kopf berechnet» Beim· Ausfohren der Landeklappen wird der Sollwert des Geschwindigkeitsreglers bo verateilt, daß das Flugzeug bei jeder Landekloppenatellung mit der sich ao ergebenden zugehörigen Geschwindigkeit fliegt. Das stellt natürlich eine unerwünschte zusätzliche Belastung für den Piloten dar, der bei der Landung naturgemäß schon mit anderen Aufgaben voll beschäftigt ist. Ein Ausfahren der Landeklappen ohne gleichzeitige Verstellung des Sollwertes des Geschwindigkeitsreglers wlirde zu einer höchst unerwünschten Triebwerkaunruhe führen. Wenn die Landeklappe ohne gleichzeitige Verminderung des Geschwindigkeitsregler sollwertes auegefahren wird, so wird durch den Geschwindigkeitsregler ein erhöhter Schub eingeleitet, da der Geschwindigkeitsregler die eingestellte Pluggeschwindigkeit trotz des erhöhten Strömungswiderstandes durchdie weiter ausgefahrenen Klappen des Flugzeuges zu halten suchte Erfolgt dann eine Herunterverateilung des Vortrieba reglerSollwertes, so wird z.B. die Brennstoffzufuhr zunächst stark gedrosselt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geschwindigkeitsregler für Flugzeuge mit ausfahrbaren Landeklappen zu schaffen, bei welchem eine automatische Einstellung des Gaschwindigkeitsregler-Sollwertea beim Ausfahren der Landeklappen erfolgt.

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Der Erfindung liegt die speziellere Aufgabe augrunde, einen Geschwindigkeitsregler der vorerwähnten Art so auszubilden, daß eine Berücksichtigung des Flugzeug-" gewichts und damit der !Landegeschwindigkeit bei voll ausgefahrenen Landeklappen erfolgen kann«

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Geschwindigkeitsregler der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß der Sollwertgeber eine erste Sollwertgebereinheit enthält* durch welche ein erstes Signal nach Maßgabe der gewünschten laufgeschwindigkeit fest einstellbar ist, eine zweite Sollwertgebereinheit., welche automatisch mit den Landeklappen verstellbar ist-, zur Erzeugung eines von der Landeklappensteilung abhängigen zweiten Signals und Mittel zum additiven (oder subtraktiven) Überlagern der besagten Signale zur Darstellung des Sollwertes für den Geschwindigkeitsregler.

Gemäß der Erfindung kann also an einer ersten Sollwertgebereinheit die gewünschte Landegeschwindigkeit eingestellt werden, also die Geschwindigkeit, die sich ale Mindestgeschwindigkeit (plus eventuelle Sicherheitszu*« schläge) für das jeweilige Gewicht des Plugzeuges ergibt«. Zu dem so einmal zu Beginn des Landevorganges eingestellten Wert werden durch die zweite Sollwertgebereinheit automatisch die Zuschläge hinzugefügt, die sich durch die Stellung der Landeklappen ergeben und die sich auf null vermindern, wenn die Landeklappen voll ausgefahren. Bind·

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INSPECTED

Einer weiteren Sollwerteinstellung seitens des Piloten bedarf es dazu nicht. Der erfindungsgemäße Geschwindig- - keitsregler gestattet also während des Lande Vorganges" einerseits eine Berücksichtigung dee jeweiligen Plugzeuggewichtes, andererseits aber eine automatische laufende Anpassung des Geschwindigkeitsreglersollwertes an die Landeklappenstellung oder Landeklappenfiguration des Flugzeuges.

Der zweite Sollwertgeber kann eine Folge von Potentiometern enthalten, die parallel an einer Spannung anliegen, und von denen jedes einer Landeklappenatellung zugeordnet ist» Die Abgriffe der Spannungsteiler können über je . einen Kontakt parallel zu einen Eingang eines Miachver~ stärkers anliegen, und es kann synchron mit der Einstellung eines Landeklappenschalters jeweils ein Kontakt geschlossen werden. Der Mischverstärker kann einen Motor mit Stellungerückführung auf den Eingang dee Mischverstärkers speisen. Die Stellung der Motorwelle ist dann proportional zu den an Eingang des Miachverstärkerβ anliegenden Signalen.

Diese Anordnung kann unmittelbar zur Addition der beiden Komponenten des Sollwertes von der ersten und der zweiten Sollwertgebereinheit dienen, indem an einem . dritten Eingang des Miechverstärkere das besagte erste» der Lendegeschwindigkeit entsprechende Signal anliegt· In dieseja Falle ist die Drehung der Motorwelle proportional zu der Summe dee ersten Signale und des an dem einen Spannungeteiler abgegriffenen zweiten Signal·

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Es kann aber auch von dem Motor der Rotor eines DifferentialeynchroB verstellbar sein, und der Stator des Differentialaynchroa ein dreiphasiges Signal von einem nach Maßgabe der Landegeschwindigkeit manuell verdrehbaren Synchro erhalten.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann das dreiphasige Auegangssignal des Differentialsynchros dem Stator eines zweiten Synchros zugeführt werden, dessen Rotor nach Maßgabe der Istgeschwinöigkeit des Plugzeuges verdrehbar ist, und der ein Ausgangssignal nach Maßgabe der Regelabweichung lieferte

Es ist wünschenswert, daß der Pilot die Langeschwindigkeit schon einstellen kann, während das Flugzeug noch mit Reisegeschwindigkeit fliegt, und dem Geschwindigkeitsregler ein entsprechender Sollwert gegeben werden muß. Das kann dadurch erreicht werden, daß zwischen dem Differentialsynchro und einem Synchro ein Umschalter vorgesehen ist, durch welchen wahlweise statt des Signals von dem ersten Dlfferentialsynchro ein dreiphasiges Signal von einem weiteren manuell verstellbaren, Synchro auf einen zweiten Synchro aufschaltbar ist. Dann kann der besagte weitere Synchro während des Reiseflugea dem Geschwindigkeitsregler einen der Reisegeschwindigkeit entsprechenden Sollwert vorgeben. Während dessen kann der Pilot an dem ersten manuell verdrehbaren Synchro die Landegeschwindigkeit einstellen, die jedoch noch nicht am Vortriebsregler als Sollwert wirksam wird·

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GRSGINAL INSPECTED

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Bei Einleitung des Landeanfluges braucht dann der Umschalter nur umgelegt zu werden, so daß die Steuerung von"dem ersten Differentialsynchro her erfolgt.

Ein Ausführungsbeiapiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beachrie- g

Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau des erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsreglers.

Figur 2 zeigt die Abhängigkeit der erforderlichen Hindestgeaclmindigkeit des Flugzeuges in Abhängigkeit von dem Ausfahrwinkel der Landeklappen für verschiedene Plugzeuggewichte.

Mit 10 ist ein Landeklappensehalter bezeichnet, der als Wählscheibe ausgebildet ist, dessen beweglicher Kontaktarm 12 auf einen von vier feststehenden Kontakten gestellt werden kann, die mit 0°, 14^Ö, 25°, 40° und 50° bezeichnet sind, entsprechend den jeweiligen Ausfahrwinkeln der Landeklappen. Die feststehenden Kontakte sind über Leitungen 14 mit Stellmotoren für die Landeklappenverstellung verbunden und bewirken über diese Leitungen ein entsprechendes Ausfahren der Landeklappen. Parallel dazu liegen die feststehenden Kontakte des Landeklappenschalters 10 an Relais, die mit A, B, 0, D und E bezeichnet sind.

109815/0882 ^,G₁NAL ,NSPKTgp.

An einer konstanten Spannung Ua liegen fünf Potentiometer, die mit 15, 16, 17, 18 und 19 bezeichnet .Bindο Die Abgriffe der fünf Potentiometer, die einzeln einstel-lbar sind, liegen über die Kontekte a, b, c, d, e gemeinsam an einem Eingang 20 eines Mischverstärkers 22, ™ Der Mischverstärker 22 treibt einen Motor 24, der über ein Getriebe 26 eine Abtriebewelle 28 verdreht. Mit der Abtriebswelle 28 iet der Schleifer eines Potentiometerβ 30 verstellbar, welchee ebenfalls an der Spannung Us anliegt. Der Abgriff dea Potentiometers 30 liegt an einem Eingang 32 des Mischverstärkers 22 und liefert eine StellungsrUckführung. Der Drehwinkel der Welle iat durch die StellungsrltckfUhrung proportional zu dem am Eingang 20 des Miechverstärkers 22 anliegenden Signal.

Bei der beschriebenen Anordnung wird mit jeder landefe klappeneinstellung an dem landeklappenachalter 10 eines der Relais A bis E zum Anziehen gebracht· Ea schließt der entsprechende Kontakt a bis e und legt die an dem zugehörigen Potentiometer 15 bis 19 abgegriffene Spannung an den Eingang dee Mlschverstärktre 22. Über Motor 24 und Getriebe 26 wird die Welle In eine dieser Spannung proportionale Winkelteilung verdreht.

Die Welle 28 verdreht den Rotor eines Differentialeynöhroe 34, dessen StatoC über eine leitung 36 ein dreiphasiges Signal zugeführt wird» das an einem Synchro 58 abgegriffen wird.

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Der Synchro 38 iat mittels eines Stellknopfee 40 von Hand einstellbar« Die Einstellung kann digital an einer digitalen Anzeigevorrichtung 42 abgelesen -werden· Bin Summensignal wird an einer dreiadrigen leitung 44 von dem Differentialsynchro 34 abgenommen.

Mittels des Stellknopfee 40 wird an dem Synchro und der digitalen Anzeigevorrichtung 42 diejenige Mindestgeschwindigkeit v_re£ eingestallt, die sich unter Berücksichtigung des jeweiligen Flugzeuggewicbtes fUr voll ausgefahrene landeklappeη ^\» ergibt, und die in dem Diagramm in Figur 2 duroh einen der Punkte 46 dargestellt ist· Dieses Diagramm in Figur 2 zeigt die Mindestgeschwindigkeit v_ref *ⁿ Abhängigkeit von dem Lendeklappenwinkel & für verschiedene Flugzeuggewiohte. Wie man sieht, sind die Kurven aueinander parallele Geraden. Gewichtsabhöngig wird die Landegeschwindigkeit entsprechend den Punkten 46 j

an den Stellknopf 40 eingestellt· Die Zuschläge zu dieter Landegeschwindigkeit, die eich für weiter eingefahrene lendeklappen bei.Stellung dee Landeklappen- * •ohaltere 10 auf 0°, 14°, 25° oder 40° ergeben, alnd Ton dieser Einstellung im wesentlichen unabhängig und werden elektriech durch dl« Spannungen dargestellt, die an den Potentiometern 15 bis 19 abgegriffen werden. Dieee Spannungen werden entsprechend der Steigung der Charakteristiken in Figur 2 an den Potentiometern 15 bis 19 eingestellt. Dnr Rotor des Differen&ialeynchroe 34 wird entsprechend verdreht·

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JO

An der Ausgangsleitung 44 des Differentialsynchros 34 ergibt sich ein dreiphasiges Signal, welches dem aus Landegeschwindigkeit und Zuschlagen gebildeten Geschwindigkeit ssollwert v_ref plus Zuschlägen entspricht. Dieses Signal kann Über einen Schalter 48 dem Stator eines Synchros 50 zugeführt werden. Der Rotor dieses Synchros ist nach Maßgabe der Istgeechwindigkeit des Plugzeugs (welches durch den Block 52 symbolisiert ist), verdrehbar· An dem Rotor des Synchros 50 wird über eine Leitung 54 ein Signal abgenommen_;proportional zu der Regelabweichung /^y, also der Differenz zwischen Fluggeschwindigkeit8-aollwert und tatsächlicher Fluggeschwindigkeit relativ zu der umgebenden Luft. Dieses Regelabweiohungssignal wird dem bier nicht näher dargestellten Rechner 56 zugeführt, welcher ein Signal liefert, das über einen Stellmotor oder Stellmotoren z.B. eine Veränderung des Triebwerk-BChubs durch Veränderung der Brennstoffzufuhr (Verstellung des Gashebels) bewirkt.

Ein weiterer Synchro 58 ist durch einen Stellknopf 60 ; verstellbar· Die Stellung des Synchros 53 ist an einer ■ digitalen Anzeigevorrichtung 62 ablesbar. Der Synchro : liefert ein dreiphaaigea Signal auf einer Leitung 64» welches über den Schalter 48 wahlweise anstelle des Sig- | nals von dem Differentialsynchro 34 auf den zweiten Synchro 50 gegeben werden kann. Das gestattet folgende Betriebsweise: Während dee Reisefluges liegt der Synchro 58 Über die Leitung 64 und den Schalter 48 in der dargestellten Weise am Eingang des Synchros 50. An dem Synchro 58 kann die Reisegeschwindigkeit ale Sollwert dee Qeaohwindigkeiteraglers eingestellt werden·

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Während der Regler so arbeitet, kann der Pilot schon mittels des Stellknopfes 40 an dera Synchro 38 und der Anzeigevorrichtung 42 die Landegeschwindißkeit bei vollausgefahrenen Landeklappen einstellen. Dieses Signal wird jedoch noch nicht wirksam. Wenn der Pilot dann den Landeanflug einleitet, so braucht er nur den Umschalter 48 umzulegen, so daß statt des Signals an der " Leitung 64 das Signal von der Leitung 44 an dem Synchro 50 und damit als Sollwert für den Vorschubregler wirksam" wird. Beim Ausfahren der Landeklappen verändert sich dann von Stufe zu Stufe automatisch der Sollwert des Vorschubreglers nach einer der Charakteristiken von Figur 2, je nach dem welcher der Punkte 46 an dem Stellknopf 40 und der Anzeigevorrichtung 42 eingestellt worden ist.

Statt der Einstellung der Landegeschwindigkeit an einem Synchro 38 und der Addition von Landegeschwindigkeit und Zuschlägen durch einen Differentialsynchro 54 ist auch i folgende alternative Lösung denkbar: Die Landegeschwindigkeit wird als.elektrische Spannung an einem Geber 66 eingestellt, der in Figur 1 gestrichelt eingezeichnet ist. Dieses Signal wird über einen weiteren Eingang 68 des nischverstärkers 22 auf diesen gegeben und dem Signal an Eingang 20 überlagert. Dann ist die Drehung der Abtriebswelle 28 proportional zu der Sumrie der beiden Signale von dem Geber 66 und einen der Potentiometer 15 bis 19.

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ORIG^AL JNSPECTED

Claims

Poteηtaneprüche

Geschwindigkeitaregler für Flugzeuge mit ausfahrbaren Landeklappen, durch den in Abhängigkeit von einem Geschwindigkeitsmeßwert^(z.B. Staudruck oder Anstellwinkel) eine Geschwindigkeitastellgröße zur Regelung der Pluggeschwindigkeit gegenüber der umgebenden Luft auf einen an einem Sollwertgeber einstellbaren Sollwert veränderbar ist,

gekennzeichnet dadurch,

daß der Sollwertgeber eine erste Sollwertgebereinheit (15 bis 19) enthält, durch welche ein erstes Signal nach Maßgabe der gewünschten Landegeschwindigkeit fest einstellbar ist, eine zweite Sollwertgebereinheit (38 bzw. 66), welche automatisch mit den Landeklappen verstellbar ist* zur Erzeugung eines von der Landeklappenstellung abhängigen zweiten Signale und Mittel (34 bzwt 22) zum additiven (oder subtraktiven) überlagern der besagten Signale zur !Darstellung dee Sollwertes für den Geschwindigkeitsregler.

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Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der zweite Sollwertgeber eine Folge von Potentiometern (15-19) enthält, die parallel an einer Spannung (Ua) anliegen und von denen jedes einer Landeklappen- ^ stellung zugeordnet iat,

daß die Abgriffe der Spannungsteiler (15-19) über je einen Kontakt (a^-e) parallel an einem Eingang (20) eines Mischverstärkere (22) anliegen und synchron mit der Einstellung eines Landeklappenschaltera (10) jeweils ein Kontakt geschlossen wird und

daß der Mischverstärker (22) einen Motor (24) mit Stellungsrückführung auf den Eingang des Mischverstärkers (22) speist.

3. Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß an einem dritten Eingang (68) des Miaohveretärkera (22) das besagte erste, der Landegeschwindigkeit entsprechende Signal anliegt.

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4. Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß von dem Motor (24) der Rotor eines Differentialsynchros (34) oder eines Differentialgetriebes verstellbar iat und der Stator des Differentialsynchros ein dreiphasiges ,Signal von einem nach Maßgabe der Landegeschwindigkeit manuell verdrehbaren Synchro (38) erhält. · ■ ' .

Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet»

daß das dreiphasige Ausgangssignal des Differentialsynchros (34) dem Stator eines Synchros (50) zugeführt wird» dessen Rotor nach Maßgabe der Istgeschwindigkeit (vjLat) des Flugzeugs (52) verdrehbar ist und der ein ^; Äusgangssignal (Av) nach Maßgabe der Regelabweichung liefert. ' , ■■"&

6· Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet»

daß zwischen dem ersten und dem zweiten Differentialsynchro (34 bzw. 50) ein Umschalter (48) vorgesehen ist, durch welchen wahlweise statt des Signale von den ersten Differentialsynohro (34) ein dreiphasiges Signal von einem weiteren manuell verstellbaren Synchro (58) auf den zweiten Differentialsynchro (50) auf- «oheltbar ist.

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