DE2018555C3 - Steuereinrichtung für Schulflugzeuge mit mindestens einem Triebwerk zur Nachahmung eines Leistungsabfalls eines der Triebwerke bei Flugzeugen mit mindestens zwei Triebwerken - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Schulflugzeuge mit mindestens einem Triebwerk zur Nachahmung eines Leistungsabfalls eines der Triebwerke bei Flugzeugen mit mindestens zwei Triebwerken, die auf beiden Seiten des Flugzeugs angeordnet sind.

Während der Ausbildung zum Piloten muß der Flugschüler lernen, wie er bei Flugzeugen mit auf beiden Flugzeugseiten angeordneten Triebwerken mit der Situation eines einseitigen Leistungsabfalles, also eines Leistungsabfalles eines der Triebwerke, fertig wird. Bei Schulflugzeugen herkömmlicher Bauart, die mindestens zwei auf den beiden Seiten des Flugzeugs angeordnete Triebwerke aufweisen, kann eine derartige Situation leicht dadurch herbeigeführt werden, daß der Fluglehrer die Brennstoffzufuhr zu einem der Triebwerke verringen.

Bei Schulflugzeugen mit nur einem in der Flugzeugsymmetrieebene angeordneten Triebwerk ist es jedoch bisher nicht möglich gewesen, die Bewältigung der Situation eines einseitigen Leistungsabfalles bei Flugzeugen mit mindestens zwei Triebwerken in den Flugunterricht einzubeziehen.

Außerdem ist es auch bei Schulflugzeugen mit zwei auf den beiden Flugzeugseiten angeordneten Triebwerken bisher nicht möglich, im Flugunterricht den Fall nachzuahmen, daß bei einem Flugzeug, welches mehr Triebwerke als das betreffende Schulflugzeug aufweist, ein Leistungsabfall eines Triebwerks auftritt, dessen Abstand vom Rumpf vom Rumpfabstand der beim Schulflugzeug tatsächlich vorhandenen Triebwerke abweicht

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für Schulflugzeuge mit mindestens einem Triebwerk anzugeben, mittels welcher ein Leistungsabfall eines der Triebwerke bei Flugzeugen mit mindestens zwei auf den beiden Flugzeugseiten angeordneten Triebwerken nachgeahmt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des vorstehenden Patentanspruchs 1 angegebene Erfindunggelöst Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile ergeben sich aus der Aufgabe.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden Gegenstand der vorstehenden Ansprüche 2 und 3.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar

Fig.! eine Draufsicht auf eine Einrichtung nach der Erfindung in einem schematisch angedeuteten Flugzeug,

F i g. 2 eine Rückansicht des in F i g. 1 dargestellten Flugzeugs,

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der Ebene IH-III in Fig. 1.

F i g. 4 einen vergrößerten Schnitt entlang der Ebene IV-IV in F i g. 1 und

Fig.5 in perspektivischer Ansicht die Steuerhebel der erfindungsgemäßen Einrichtung.

In F i g. 1 ist ein Flugzeug 10 angedeutet, welches einen Flugschülersitz 11 und einen Fluglehrersitz 12 sowie ein einziges, in der Längsmittelebene angeordnetes Triebwerk 13 aufweist

Der Flugschülersitz 11 ist mit einer Steuereinheit 14 ausgestattet, welche zwei Steuerhebel 15Λ und 15ß aufweist Diese Steuerhebel 15/1 und 15B sind über Kuppelstangen 17 und 18 mit zwei ihnen zugeordneten Steuerhebeln 16Λ und 16B einer am Lehrersitz 12 befindlichen Steuereinheit 19 gekuppelt.

Mittels der Steuerhebel 16/4 und 16ß ist die dem Triebwerk 13 zugeführte Brennstoffmenge veränderbar und außerdem ein Schubablenker 23 verstellbar, was sich, wenn einer der beiden Steuerhebel 16/4 und 16ß eine andere Einstellung als der jeweils andere dieser beiden Steuerhebel aufweist, so auswirkt, als würden zwei fiktive, auf der Backbordseite und der Steuerbordseite des Flugzeugs angeordnete Triebwerke 13Λ und 13ß mit unterschiedlichen Brennstoffmengen versorgt.

Der Steuerhebel 15/\ ist gemäß F i g. 3 an einer Welle 20 befestigt, die über eine elektromagnetische Kupplung 22 mit einemi Hebel 21 verbunden ist. An diesem Hebel 21 ist die Stange 17 angelenkt. Die Kupplung 22 ist normalerweise eingerückt und kann vom Fluglehrer durch einen am Fluglehrersitz 12 angeordneten Schalter 24Λ ausgerückt werden. Eine gleiche Anordnung ist dem Steuerhebel 15Ö zugeordnet, und die zu diesem Steuerhebel gehörende Kupplung ist über einen Schalter 24ß ausrückbar. Durch Betätigung eines der Schalter 24Λ und 24ß kann der Fluglehrer dem Flugschüler die Steuerung über einen der beiden Hebel 15/4 und 15ß entziehen.

Die Steuerhebel 16/4 und 16ß sind gemäß F i g. 4 an Wellen 25 und 26 befestigt, die mit einem Summendifferential 27 in Verbindung stehen. Dieses Summendifferential 27 weist ein mit der Welle 25 verbundenes Eingangszahnrad 28, ein mit der Welle 26 verbundenes Eingangszahnrad 29 und in einem Gehäuse 31 angeord-

nete Zahnräder 30 auf. Das Gehäuse 31 ist auf den Wellen 25 und 26 drehbar angeordnet und bildet mit einem Hebel 312 ein gemeinsames TeH. Die Anordnung ist so ausgelegt, daß die Verstellung des Hebels 32 gleich dem Mittelwert der WinkeJverstellungen der Steuerhebel 16A und 16ßist

Der Steuerhebel 32 ist über eine Stange 33 mit einem Hebel 34 verbunden, der ein Ventil 35 der Brennstoffversorgung des Triebwerks 13 betätigt. Die Anordnung ist so getroffen, daß skh die maximale Brennstoffzufuhr zum Triebwerk 13 nur dann einstellen kann, wenn die beiden Steuerhebel 16A und 16ß beide um den größtmöglichen Weg bzw. Winkel verstellt sind. Das entspricht demjenigen Zustand, in welchem die beiden fiktiven Triebwerke 13/4 und 13ß beide ihre volle Leistung abgeben. Ist einer der beiden Steuerhebel 16A und 16ß um einen geringeren Weg verstellt als der jeweils andere dieser beiden Steuerhebel, so entspricht die Brennstoffzufuhr dem Mittelwert der beiden Hebelstellungen. Wenn also einer der beiden Steuerhebel 16A und 16ß in seiner Nullstellung steht, ist die Brennstoffzufuhr zum Triebwerk 13 halbiert, was einem vollständigen Ausfall eines der beiden fiktiven Triebwerke 13 A und 13ß entspricht

Die Wellen 25 und 26 stehen außerdem mit einem Differential 36 in Verbindung, welches ein direkt mit der Welle 26 verbundenes Eingangszahnrad 37, ein über ein Umsteuergetriebe 39 mit der Welle 25 verbundenes Eingangszahnrad 38 sowie in einem Gehäuse 4! angeordnete Zahnräder 40 aufweist. Das Gehäuse 41 ist in Lagern 42 drehbar gelagert und an einem Hebel 43 befestigt. Die Anordnung ist dabei so gewählt, daß die Winkelverstellung des Hebels 43 gleich der Differenz zwischen den Winkelversteliungen der Steuerhebel 16/t und 160 ist

Die erwähnte Steuereinheit 19 stellt also ein den beiden vom Lehrersitz aus unabhängig voneinander verstellbaren Steuerhebeln 16Λ und 16ß gemeinsames Getriebe dar, das über den Hebel 32 sowohl ein der Summe der jeweiligen Winkelverstellungen der beiden Steuerhebel proportionales Signal als auch über den Hebel 43 ein der Differenz der jeweiligen Winkelverstellungen der Leiden Steuerhebel proportionales Signal erzeugt

Der Hebel 43 ist über eine Stange 44 mit dem Schubablenker 23 verbunden, der einen ringförmigen Mantel 45 und darin vertikal angeordnete, fest angebrachte Leitschaufeln 46 aufweist Dieser Schubablonker 23 ist mittels Drehzapfen 47 um eine vertikale Achse schwenkbar am Flugzeugrumpf angelenkt. Ein am Ringmantel befestigter Hebel 48 setzt die Verschiebebewegung der Stange 44 in eine Verschwenkung des Schubablenkers 23 um.

Weisen die Steuerhebel 16A und 16ß gleiche Winkelstellungen auf, so befindet sich der Schubablenker 23 in seiner neutralen Stellung, in welcher er koaxial mit der Schubdüse 49 des Triebwerks 13 verläuft. Sind die Stellungen der beiden Steuerhebel 16/1 und 165 verschieden, so ist gemäß F i g. 1 der Schubablenker 23 aus seiner Neutralstellung heraus verschwenkt, so daß er den aus dem Triebwerk 13 austretenden Düsenstrahl 51 aus der Triebwerksachse 50 beispielsweise in eine Richtung 50A ablenkt Bei dieser Ablenkung des Düsenstrahls erzeugen die auf die Leitschaufeln 46 ausgeübten Gaskräfte ein Seitenmoment welches dem Betrag der Winkelverstellung des Strahlablenker 23 und folglich der Differenz der Winkelsteüungen der Steuerhebel 16A und 16ß entspricht

Während des Schulfluges steuert der Flugschüler normalerweise mittels der Steuerhebel 15A und 15ß.

ίο Wenn der Fluglehrer einen einseitigen Triebwerksausfall nachahmen möchte, unterbricht er die Kupplungsverbindung eines der beiden Hebel 15A und 15ß und stellt den zugehörigen Steuerhebel 16A bzw. 16ß auf Null. Der Flugschüler sieht sich sodann dem Flugzustand gegenüber, der einem Ausfall eines der beiden fiktiven Triebwerke entspricht, und muß die Flugzeugsteuereinrichtungen, beispielsweise das Seitenruder, so betätigen, daß das Flugzeug seinen Gleichgewichtszustand beibehält Abhängig von den Flugbedingungen kann es auch vorkommen, daß der Flugschüler die Verstellung des noch wirksamen Steuerhebels der beiden Steuerhebel 15A und 15ß vergrößern muß, damit er mehr Leistung zur Verfügung hat. Zu diesem Zweck ist die Verstellung der Steuerhebel 15 A und 15ßnormalerweise nur bis zu einer einem Teil des maximalen Triebwerksschubes entsprechenden Stellung möglich. Im Falle eines nachgeahmten Triebwerksausfalls kann dann der eine noch wirksame Steuerhebel über diese Grenzstellung hinaus verstellt werden, so daß die Notleistung zur Verfugung steht

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform finden zur Erzeugung des der Summe der jeweiligen Winkelversteüungen der Steuerhebef 16A und 16ß proportionalen Signals (Hebel 32 bzw. Stange 33) und zur Erzeugung des der Differenz der jeweiligen Winkelverste!- lungen der Steuerhebel proportionalen Signals (Hebel 43 bzw. Stange 44) mechanische Mittel Anwendung. Es können dazu selbstverständlich auch äquivalente elektrische oder hydraulische Einrichtungen verwendet werden.

Die Einrichtung ist bei sämtlichen Arten von Triebwerksanlagen anwendbar. Elei Propellertriebwerken kann als Einrichtung zur Erzeugung eines Seitenmomentes auf das Flugzeug beispielsweise ein Ruder oder Windbremsen benützt werden. Bei Gasturbinentriebwerken kann die Erzeugung des Seitenmoments durch jede beliebige Einrichtung zur Ablenkung des Düsen Strahls erfolgen.
Außer zur Nachahmung eines einseitigen Trieb-Werksausfalls ist die Einrichtung auch zur Nachahmung eines einseitigen Ausfalls einer Bremsanlage, beispielsweise eines Schubumkehrers, anwendbar. Dazu wird das Flugzeug vom Flugschüler mit gedrosseltem Triebwerk geflogen, und der Fluglehrer trennt die Kupplungsverbindung eines der Steuerhebel 15A und 15ß und stellt den zugeordneten Steuerhebel 16A bzw. 16ß auf volle Leistung. Der Flugschüler macht dann die Erfahrung des Seitenmoments auf Grund der im Falle eines Schubumkehrerausfalls auftretenden einseitigen Leistungsrückgewinnung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für Schulflugzeuge mit mindestens einem Triebwerk zur Nachahmung eines Leistungsabfalls eines der Triebwerke bei Flugzeugen mit mindestens zwei Triebwerken, die auf beiden Seiten des Flugzeugs angeordnet sind, gekennzeichnet durch zwei vom Lehrersitz aus unabhängig voneinander verstellbare Steuertebei (16Λ 16ß) zur Verstellung eines gemeinsamen Getriebes (19), das sowohl ein der Summe ihrer jeweiligen Winkelverstellungen proportionales Signal (33) als auch ein der Differenz ihrer jeweiligen Winkelverstellungen proportionales Signal (44) .erzeugt «5 und durch eine proportional zu dem Summerisigrrs! gesteuerte Einrichtung (35) zur Änderung der Triebwerksleistung und durch eine proportional zu dem Differenzsignal gesteuerte Einrichtung (23) zur Ausübung eines Seitenmoments auf das Flugzeug.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerhebel (16A bzw. 16ß) jeweils über eine Kupplung (22) mit zwei weiteren, vom Flugschülersitz aus zu betätigenden Steuerhebeln (15A bzw. 15J3) lösbar verbunden sind.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für ein Flugzeug mit Gasturbinentriebwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23) zur Ausübung eines Seitenmoments auf das Flugzeug aus schwenkbaren Leitschaufeln (46) am Triebwerksausgang besteht, welche den Austrittsstrahl des Triebwerks nach rechts oder links abzulenken gestatten.