DE2254013A1 - Anordnung zur pruefung eines in einem luftfahrzeug installierten traegheitsgeraets - Google Patents

Anordnung zur pruefung eines in einem luftfahrzeug installierten traegheitsgeraets

Info

Publication number
DE2254013A1
DE2254013A1 DE2254013A DE2254013A DE2254013A1 DE 2254013 A1 DE2254013 A1 DE 2254013A1 DE 2254013 A DE2254013 A DE 2254013A DE 2254013 A DE2254013 A DE 2254013A DE 2254013 A1 DE2254013 A1 DE 2254013A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
output signal
inertial
aircraft
axis
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2254013A
Other languages
English (en)
Inventor
John C Stuelpnagel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of DE2254013A1 publication Critical patent/DE2254013A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/166Mechanical, construction or arrangement details of inertial navigation systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/183Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects
    • G01C21/188Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects for accumulated errors, e.g. by coupling inertial systems with absolute positioning systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Description

DlPL-ING. KLAUS NEUBECKER
-;,-··- Patentanwalt
4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9
Düsseldorf, 2. Nov. 1972
Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa,, V. St. Ä.
Anordnung zur Prüfung eines in einem Luftfahrzeug installierten Trägheitsgeräts
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Instrumente für Luftfahrzeuge, insbesondere auf ein System und ein Verfahren sur Montage, Prüfung und Eichung von Instrumenten für die Erfassung von Trägheits- und Richtungsänderungen eines Luftfahrzeugs.
Zur Erfassung von Trägheits- und Richtungsänderung©» eiae® Luftfahrzeugs werden für die Luftfahrzeuginstrumentierung im allgemeinen Trägheitsvorrichtungen wie Bezugslagen-Kreisel, Trägheits-Plattformen und Beschleunigungs-Triaden verwendet. Solche Einrichtungen werden zur Zeit fest am Flug^eugaufbau angebrachti Die Prüfung solcher Einrichtungen erfolgt üblicherweise vor der Montage im Luftfahrzeug. Eine weitere Oberprüfung der bereits installierten Einrichtung wurde bisher in der Weise vorgenommen, daß ein besonderer Testflug durchgeführt und das Verhalten der Einrichtung in Verbindung mit einer Testausrüstung geprüft wurde. Die Instrumente mußten dann zur Eichung ausgebaut und erneut im Luftfahrzeug montiert werden. Infolge dieses teuren und mühsamen Ablaufs findet selten eine Eichung dieser Einrichtungen nach der Montage der Instrumentierung im Luftfahrzeug statt»
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, eine Einrichtung su schaffen, um eine Trägheitsanordnung oder ein Instrument am Luft-
309819/0 328
Telefon (0211) 32 08 58 Telegramme Custopat
fahrzeugaufbau befestigen zu können, die eine einfache überprüfung des Trägheitsgerätes an Bord des Luftfahrzeugs gestattet.
Zur Lösung dieser Aufgabe 1st eine Anordnung zur Prüfung eines in einem Luftfahrzeug installierten Trägheitsgeräts für die Anzeige der Ausrichtung des Luftfahrzeugs in bezug auf einen Trägheitsraum erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur selektiven Ausrichtung des Trägheitsgerätes mit mindestens einer Bezugsachse des Luftfahrzeugs und zur Änderung der Lage des Gerätes im Verhältnis zu der Bezugsachse; eine Einrichtung zur Erfassung der Lage des Gerätes im Verhältnis zu einer Bezugslage auf der Achse und zur Erzeugung eines dafür repräsentativen Ausgangssignals; sowie einen auf das Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung ansprechenden Rechner zur Berechnung eines theoretischen Ausgangssignals des Trägheitsgerätes als Funktion der Lage relativ zu der Bezugslager wobei der Rechner einen Vergleicher umfaßt, der das berechnete Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal des Gerätes vergleicht und ein Fehlersignal entsprechend der Differenz zwischen dem berechneten Ausgangssignal und dem Ausgangssignal des Gerätes erzeugt.
Zwecknäßig wird das Fehlersignal dazu verwendet, eine Test-Wiedergabe zu betätigen, um das Maß der Abweichung (Fehler) des Trägheitsinstruments anzugeben oder anzuzeigen, ob das Instrument innerhalb vorgegebener Grenzen arbeitet. Statt dessen oder in Verbindung mit dem PrüfVorgang kann das Fehlersignal dazu dienen, das Trägheitsinstrument zu eichen. Der Rechner ermittelt ein Korrektursignal für den Ausgang des Trägheitsinstruments und beaufschlagt das Ausgangssignal mit dem Korrektursignal, so daß ein korrigiertes Ausgangssignal erhalten wird, wenn das Trägheitsinstrument in seine Bezugslage zurückgeführt worden ist und normal in seiner Zuordnung zu dem Luftfahrzeug arbeitet.
Erfindungsgemäß ist weiter ein Verfahren zur Prüfung eines Trägheitsinstruments unmittelbar in seiner montierten Lage an Bord des Luftfahrzeuges o. dgl. vorgesehen. Danach wird das Trägheitsinstrument an Bord des Luftfahrzeugs beweglich um eine Achse
3098 19/0328 BADORiGiNAL
montiert, die winkelmäßig gegenüber einer Trägheits- oder Bezugsachse des Luftfahrzeugs versetzt ist, so daß eine Bewegung des Instruments die Lage des Instruments gegenüber der Trägheitsachse ändert. Das Instrument wird aus einer Bezugslage auf der Montageachse bewegt und erzeugt ein Ausgangssignal, das repräsentativ für die Verschiebung des Luftfahrzeugs gegenüber einer Bezugslage ist. Das Maß der Bewegung des Instruments gegenüber der Bezugslage wird erfaßt und zur Berechnung eines theoretischen Ausgangssignals der Trägheitseinrichtung ausgewertet. Das berechnete theoretische Ausgangssignal wird dann mit dem tatsächlichen Ausgangssignal des Instruments verglichen und daraus ein für die Differenz repräsentatives Fehlersignal erzeugt, wobei das Fehlersignal benutzt wird, um die Genauigkeit des Instruments zu bestimmen und/oder das Instrument in seinem normalen Betriebszustand zu eichen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Wiedergabe des Systems nach der Erfindung;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1; und
Fig. 3 schematisch die Zuordnung der Drehachsen der Lagerung für die Trägheitseinrichtung und der Achsen des Luftfahrzeugs.
Im einzelnen lassen Fig. 1 und 2 ein System zur Montage eines Trägheitsgerätes mit Ausgangsleitungen 14 und 16 erkennen. Das Gerät ist mittels Wellen 18 und 20 gelagert, die in Lagern 22 und sitzen, wobei die Lager 22, 24 ihrerseits über Zwischenstücke 23 bzw. 25 am Luftfahrzeugaufbau festgelegt sind. Das Trägheitsgerät ist dann mittels der Wellen 18, 2O drehbar gelagert. Das Trägheitsgerät 12 ist als kastenartiger Aufbau wiedergegeben, wobei der Trägheitsmechanismus, etwa ein Kreisel, innerhalb des Kastens untergebracht ist. Solche Mechanismen sind allgemein bekannt und be-
3 0 9819/0328
dürfen hier keiner weiteren Erläuterung. Wie in Fig, I gezeigt, sind die Wellen 18 und 20 an diagonal gegenüberliegenden Eckpunkten des Kastens angebracht, so daß die Drehachse diagonal durch den Kasten verläuft.
An dem Kasten sind senkrecht zu der durch die Wellen 18 und 20 verlaufenden Drehachse Führungsplatten 26 und 28 angebracht. Die Führungsplatten 26 und 28 laufen in Führungsbahnen 30 bzw. 32, um das Trägheitsgerät 12 in einer geeigneten Lage festzulegen. Die Führungsbahnen 30 und 32 stehen gegenüber dem Luftfahrzeugaufbau fest. Jede der Führungsplatten 26, 28 hat mehrere Ausnehmungen 34, wie das am besten mit Fig. 2 verdeutlicht ist. Solenoidbetätigte Vorsprünge 36 sind um die Außenseite der Führungsbahnen 3O und 32 herum angeordnet, um in die Ausnehmungen 34 einzugreifen, wenn das Trägheitsgerät 12 in der richtigen Weise in bezug auf das Luftfahrzeug ausgerichtet ist und normal arbeitet.
Der Kasten ist normalerweise im Verhältnis zu den Bezugsachsen des Luftfahrzeuges ausgerichtet. Zur Veranschaulichung repräsentiere die Achse "X" die Flugrichtung des Luftfahrzeugs und verlaufe dabei durch die Vorderseite des Luftfahrzeugs, während die Achse "Y" die Richtung nach außen durch den rechten Flügel des Luftfahrzeugs und die Richtung "Z" eine Richtung vertikal nach unten repräsentiere. Das Trägheitsgerät 12 ist im Verhältnis zu den Bezugs- oder Trägheitsachsen des Luftfahrzeugs ausgerichtet, wenn seine drei Kanten, die in der Welle 18 zusammenlaufen, mit der Vorwärts-, Rechter-Flügel- bzw. vertikalen Richtung des Flugzeugs ausgerichtet sind.
Ein Drehmomentmotor 38, etwa ein Servomotor, greift an der Welle 18 an, um das Trägheitsgerät 12 auf den Wellen 18 und 20 zu drehen. Leitungen 40 und 42 verbinden den Motor 38 elektrisch mit einem Rechner 44. Die Ausgangsleitungen 14, 16 des Trägheitsgeräts 12 sind elektrisch mit einem Vergleicher und einem Korrekturglied des Rechners 44 verbunden. Eine Winkelabtastvorrichtung 46, etwa eine Synchroeinheit, sitzt auf der Welle 18, um ein Ausgangssignal abzugeben, das auf der Winkellage der Welle 18 beruht, die diese
30981 9/0328
im Verhältnis zu einer Bezugslage einnimmt, wenn das Gerät zu den Bezugsachsen des Luftfahrzeugs ausgerichtet ist. Die Winke!abtasteinrichtung 46 steht über Leitungen 48 und 50 elektrisch mit einem Rechenglied des Rechners 44 in Verbindung. Das Rechenglied berechnet ein theoretisches Ausgangssignal für das Gerät 12 und beaufschlagt den Vergleicher mit einem dafür repräsentativen Signal. Ein für die Differenz zwischen dem theoretischen Ausgangssignal und dem tatsächlichen Ausgängssignal repräsentatives Fehlersignal speist einen Testindikator 58 sowie das Korrekturglied. Der Testindikator 58 hat eine Skala oder eine Lichtanzeige, die die Größe des Fehlersignals wiedergibt. Das Korrekturglied kompensiert das Ausgangssignal des Trägheitsgeräts 12, so daß ein korrigiertes Ausgangssignal für das Trägheitsgerät 12 an den Ausgängen 52 und 54 erscheint.
Mit Fig. 3 ist die Beziehung zwischen den Bezügsachsen des Trägheitsgeräts 12, der Drehachse 56 des Geräts und den Bezugsachsen des Luftfahrzeugs veranschaulicht. Bei Normalbetrieb ist das Trägheitsgerät 12 mit der Vorwärtsrichtung des Luftfahrzeugs ausgerichtet, wie sie durch die Achse "XH repräsentiert wird, ferner mit einer Richtung aus dem rechten Flügel des Luftfahrzeugs entsprechend der "Y" Achse sowie mit der Richtung vertikal nach unten entsprechend der "Z" Achse. Wie Fig. 3 das zeigt, bildet die Drehachse 56 des Trägheitsgeräts 12 einen spitzen Winkel mit den Achsen x, Y und Z. Daher führt eine Drehung des Geräts 12 um die Drehachse 56 zu einer Änderung der Lage des Trägheitsgeräts 12 in bezug auf jede der drei Achsen des Luftfahrzeugs. Diese winkelmäßige Zuordnung ermöglicht die Prüfung des Trägheitsgeräts 12 in bezug auf alle drei Achsen des Luftfahrzeugs.
Soll das Gerät nur in bezug auf eine oder zwei Achsen des Luftfahrzeugs überprüft werden, so braucht die Drehachse des Trägheitsgeräts winkelmäßig nur gegenüber der speziellen Testachse bzw. den speziellen Testachsen versetzt zu werden.
Bei Betrieb wird das Trägheitsgerät 12 mittels der Wellen 20 und 18 in dem Luftfahrzeug gelagert, so daß die Bezugskanten des Träg-
309819/0328
heitsgeräts 12 in der richtigen Weise mit der Vorwärts-, Rechter-Flügel- bzw. der Abwärtsrichtung des Luftfahrzeugs ausgerichtet werden. Der Rechner und das Trägheitsgerät werden eingeschaltet und so gelassen, bis alle zugehörigen Geräte sich in der erforderlichen Weise erwärmt haben. Es wird davon ausgegangen, daß die Trägheitsvorrichtung sich anfänglich in einer Nenn-Ausgangsstellung befindet und beispielsweise in bezug auf die örtliche Vertikale ausgerichtet ist. Der Rechner tastet dann die Ausgangssignale der Trägheitsvorrichtung aus, und diese Ausgangssignale können mit bekannten Eichungen verglichen oder im Hinblick auf vorgegebene Werte überprüft werden, wenn dies gewünscht wird. Beispielsweise kann ein geeignetes Eingangssignal vorgesehen werden, das anzeigt, daß das Flugzeug die richtige Horizontallage hat, etwa durch Einstellung entsprechender Abstützungen, und diese Anfangs-Abtastung ermöglicht dann eine Prüfung der anfänglichen Ausrichtung und der statischen Genauigkeit einer Trägheitsvorrichtung wie einem Vertikal-Gyroskop. Es ist natürlich wichtig, daß das System in bezug auf die örtliche Vertikale arbeitet oder daß mindestens die Abweichung von der Örtlichen Vertikalen bekannt ist, um die Prüfung durchführen und Eichungen vornehmen zu können.
Der Rechner erzeugt dann ein Befehlssignal für den Drehmomentmotor 38, so daß dieser die Welle 18 und damit das Trägheitsgerät 12 um einen bestimmten Winkel "t" weiter dreht, wobei t die Anfangslage repräsentiert. In der folgenden Untersuchung wird weiter angenommen, daß ein Drehwinkel "t" in positiver Uhrzeigerrichtung und in Richtung der Achse von der Welle 18 zur Welle 20 gesehen gemessen wird. Die genaue Winkeldrehung der Welle 18 wird durch die Winke1-abtastvorrichtung 46 erfaßt, und ein für die Winkeldrehung der Welle 18 repräsentatives Signal wird dem Rechner 44 über die Leitungen 48 und 50 zugeführt.
Die die Lage des Gerätes im Verhältnis zur Lage bei der Winkeleinstellung "t * 0" beschreibt, ergibt sich aus der folgenden Gleichung :
+ ) Drehmatrix oitWNAL INSPECTED
309819/0328
1 4 2 cos t 1+2 cos (t+l2O°) 1+2 cos (t-12Q°?
■ ■■■ ■ 3 - -■· ' 3 ■'■"■■■ ■ - ' 3 ■
(1) A„ = 1 +2 cos (t-l2Q°) 1+2 cos ,t 1+2 cos (t+12O°)
c .-■■-■ 3 — - - J —^ . * — 3 "
1+2 cos (t+12O°) 1+2 cos (t-12OQ) 1+2 cos t
3 3 3
Aus dieser Information können die theoretischen Ausgangssignale des Trägheitsgeräts 12 für Kurs, Steigung sowie seitliche Neigung dann mittels des Rechners bestimmt werden.
Das Ist-Ausgangssignal des Trägheitsgeräts 12 wird durch den Rechner 44 erfaßt und mit den berechneten Werten verglichen. Genauer ausgedrückt, sollte,- wenn man herkömmliche Bezeichnungen verwendet, wobei ψ ο, θο, 0o die Euler-Winkelausgangssignale für Kurs, Neigung bzw. Seitenneigung für t = O sind, fortlaufend die Beziehung gelten
(2) Ad = ac (0)x <e)y
Mit anderen Worten, der Wert A, gibt die Ausrichtung des Trägheitsgeräts wieder, wie sie durch das Gerät selbst gemessen wird, während der Wert A_ aus der Gleichung (1) die mathematisch berechnete Lage des Instruments in bezug auf die Lage bei t = 0 ist. Nimmt man eine einwandfreie Funktion des Trägheitsgeräts an, so müssen die Werte für Ac und Ad über den ganzen Bereich der "t"-. Werte/einander korrespondieren.
Dementsprechend kann eine in dem Ausgangssignal des Trägheitsgerätes enthaltene Abweichung im Verhältnis zu dem mathematisch genauen und berechneten Wert dafür durch folgende Matrix-Beziehung für den Wert E wiedergegeben werden:
(3) ε = ac (0o)x <eo)y ifo)Λ - (0)x te)y φ2.
In den vorstehenden Gleichungen gibt der Index "o" jeweils die Werte für t = O an, während das Fehlen eines Index den Wert für einen beliebigen Winkel Mt" angibt. In Gleichung (3) gibt der zweite (negative) Summand die Ausgangssignale des Trägheitsgeräts
""" £>c/" 3098 19/03 28
bei einem beliebigen Winkel "t" an, während der zweite Summand die Ausgangssignale in der Anfangslage bzw. für den Winkel "t" « O multipliziert (herkömmliche Matrixmultiplikation) mit dem berechneten Wert A (geliefert vom Rechner und definiert und ermittelt in Übereinstimmung mit der obigen Gleichung (I)) für die Korrektur einer Verschiebung gegenüber der örtlichen Vertikalen angibt.
Ein Maß für die Abweichung der Arbeitsweise des Gerätes von der
τ idealen Arbeitsweise läßt sich dann liefern, indem die Größe TrE E
abgeleitet wird, worin in herkömmlicher Weise Tr den Spur-Operator und der Exponent "T" die transponierte Matrix E bezeichnet und E in jedem Fall aus der Gleichung (3) abgeleitet wird. Wie allgemein bekannt, stellt der Spur-Operator die Summe aus den Diagonalelementen des Produkts der Matrix E mit der transponierten Matrix dar, wobei er die Summe aus den Quadraten der Ausdrücke dieser Matrix E enthält. Allgemein umfaßt die Berechnung einen einzigen numerischen Wert, der einen Vergleich mit einem einzigen vorgegebenen Wert ermöglicht, der die erforderlichen Arbeitsbedingungen festlegt.
Die Prüfungen können, - was typischerweise auch der Fall ist für verschiedene Winkellagen der Welle 18 wiederholt werden, wobei sie im übrigen üblicherweise statisch vorgenommen werden. Allgemein wird ein Fehlersignal durch den Rechner erzeugt, das für die Differenz zwischen dem berechneten Wert und dem Ist-Ausgangswert repräsentativ ist. Das Fehlersignal beaufschlagt den Testindikator 58, der den vorgegebenen erforderlichen Genauigkeitswert berücksichtigen kann, um dann zu bestimmen, ob das Trägheitsgerät 12 in geeigneter Weise geeicht oder genau genug ist, um in dem Luftfahrzeug Einsatz zu finden.
Nach Abschluß der Prüfung wird die Achse 18 durch den Drehmomentmotor 38 in die Nullage zurückgebracht, und die Vorsprünge 36 werden betätigt, so daß sie in die Ausnehmungen 34 in den Führungsplatten 26 und 28 eingreifen.
OWQlNAL INSPECTED 309819/03 2 8
Wenn die Differenzen zwischen dem Ist-Ausgang des Trägheitsgeräts 12 und den berechneten Werten für die speziellen Winkellagen vorgegebene Werte überschreiten/ so kann das Trägheitsgerät 12 nach der Prüfung ausgebaut und repariert oder ersetzt werden. Wenn andererseits die Abweichung von den theoretischen Werten einer speziellen Funktion folgt, die von dem Rechner 44 berechnet werden kann, so kann der Rechner 44 das Ausgangssignal des Trägheitsgeräts 12 in Übereinstimmung mit der vorgegebenen Funktion über den Rechner 44 modifizieren, so daß an den Ausgängen 52 und 54 ein korrigiertes Äusgangssignal erscheint.
Das Trägjiheitsgerät 12 kann jedes Luftfahrzeug-Instrument sein, das die Lage, Neigung, Seitenneigung, Beschleunigung oder Trägheit des Luftfahrzeugs erfaßt. Beispiele für solche Vorrichtungen sind Lagen-Kreisel, Beschleunigungsmesser und Trägheitsplattformen.
Für den Fall einer Beschleunigungsmesser-Triade kann die Eichung unter Verwendung der Lagerung nach der Erfindung wie folgt verwirklicht werden. Wenn <> ein Einheitsvektor ist, der eine Beschleunigungsmesser-Achse repräsentiert, wenn "t" = O und ζ ein Einheitsvektor längs der Vertikalen ist, dann ist « A ζ der Ausgang in "g"-Werten, die sich für den Beschleunigungsmesser lesen lassen sollten, wenn dieser sich in einer durch die Matrix A festgelegten Lage befindet. Durch Vergleich des abgetasteten Wertes mit dem berechneten Wert kann zunächst ein "go/no-go"-Test durchgeführt werden, dem eine Eichung folgt, wenn die Abweichungen sich alle innerhalb aktzeptabler Grenzen halten.
Als Rechner 44 kommt jeder geebnete Computer in Frage, der die oben erwähnten Berechnungen und Vergleiche durchführen kann. Ein Beispiel für einen geeigneten Computer ist der Westinghouse Airborne Digital Signal Processor No. 1802, der von der Westinghouse Electric Corporation hergestellt wird.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß das System nach der Erfinr* dung eine Prüfung und Eichung des Trägheitsgerätes möglich macht, ohne daß ein Testflüg lediglich zum Zwecke der Eichung der
309819/0328
Instrumente durchgeführt werden muß. Die Eichung und Prüfung der Trägheitsgeräte erfolgt in sehr einfacher, zugleich jedoch genauer Weise, was bisher an Bord eines Luftfahrzeugs bzw. Flugzeugs ni:ht möglich gewesen ist. Ein entscheidendes Merkmal der Erfindung ist dabei in dem Lagersystem zu sehen, mit dessen Hilfe die Lage eines Trägheitsgeräts im installierten Zustand modifiziert werden kann. Dementsprechend ist aber die Erfindung auch nicht auf die spezielle Art der beschriebenen Prüfung beschränkt, sondern sie ermöglicht auch die Durchführung weiterer ähnlicher Prüfungen.
Patentansprüche: 309819/0328

Claims (17)

Patentansprüche ;
1.) Anordnung zur Prüfung eines in einem Luftfahrzeug installierten
·— y Trägheitsgeräts für die Anzeige der Ausrichtung des Luftfahrzeugs in Bezug auf einen Trägheitsraum, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur selektiven Ausrichtung des Trägheitsgeräts mit mindestens einer Bezugsachse des Luftfahrzeugs und zur Änderung der Lage des Geräts im Verhältnis zu der Bezugsachse, eine Einrichtung zur Erfassung der Lage des Geräts im Verhältnis zu einer Bezugslage auf der Achse und zur Erzeugung eines dafür repräsentativen Ausgangssignals sowie einen auf das Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung ansprechenden Rechner zur Berechnung eines theoretischen Ausgangssignals des Trägheitsgeräts als Funktion der Lage relativ zu der Bezugslage, wobei der Rechner einen Vergleicher umfaßt, der das berechneten Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal des Geräts vergleicht und ein Fehlersignal entsprechend der Differenz zwischen dem berechneten Ausgangssignal und dem Ausgangssignal des Geräts erzeugt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Änderung der Lage eine Einrichtung zur Drehung des Geräts um die Bezugsachse über einen gewünschten Winkel aufweist,
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsgerät eine Trägheits-Plattform ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsgerät ein Bezugs-Gyroskop ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsgerät eine BeschleunigungsmesserrTrlade ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerachse mit der Kurs-, Rachter-Flügel- und Vertikal-Achse dee Luftfahrzeugs einen spitzen Winkel einschließt.
309819/0328
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das berechnete Ausgangssignal bestimmt ist durch die Matrix-Gleichung:
1+2 cos t 1+2 cos (t+12O°) 1+2 cos (t-12O°)
3 3 3
2 cos (t-12O°) 1+2 cos t 1 + 2 CQi
3 3 3
2 cos (t+12O°) 1+2 cos (t-l2O°) 1 π
3 3 3
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch einen mit dem Vergleicher gekoppelten Testindikator zur Anzeige der Differenz zwischen dem berechneten Ausgangssignal und dem Ausgangssignal des Geräts.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Testindikator eine Einrichtung zur Abgabe einer visuellen Anzeige der Differenz zwischen dem berechneten Ausgangssignal und dem Ausgangssignal des Geräts aufweist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-9, gekennzeichnet durch eine auf das Fehler-Ausgangssignal des Vergleichers und das Instrument-Ausgangssignal ansprechende Einrichtung zur Korrektur des Gerät-Ausgangsignals und damit zur Abgabe eines korrigierten Ausgangssignals des Trägheitsgeräte.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 10, gekennzeichnet durch eine senkrecht zur Lagerachse an dem Trägheitsgerät angebrachte Führungseinrichtung, um das Trägheitsgerät in einer festen Lage längs der Lagerachse zu halten.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur lösbaren Fixierung des Trägheitsgeräts in einer in Bezug auf die Bezugsachsen des Luftfahrzeugs ausgerichteten Lage, so daß das Trägheitsgerät normal arbeitet.
309819/032 8
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner weiter ein Korrekturglied aufweist, das auf das Fehlersignal und das Gerät-Ausgangssignal änw spricht und ein korrigiertes Ausgangssignal für das Trägheitsgerät erzeugt»
14. Verfahren zur Prüfung und Eichung eines in einem Luftfahrzeug ο. dgl. angeordneten Trägheitsgeräts unmittelbar an Bord des Luftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsgerät drehbar um" eine Drehachse, die winkelmäßig zu einer Trägheitsachse des Luftfahrzeugs versetzt ist, montiert wird, wobei eine Achse des Instruments in einer Ausgangslage mit einer Trägheitsachse des Luftfahrzeugs ausgerichtet wird, daß das Instrument aus seiner Ausgangslage gedreht wird, um so eine von der Bezugslage im Trägheitsraum abweichende Lage des Luftfahrzeugs zu simulieren, wobei das Instrument ein seiner Verdrehung aus der Anfangslage entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, daß die Drehlage des Instruments um die Achse in Bezug auf die Ausgangslage erfaßt, daß das theoretische Ausgangssignal des Trägheitsinstruments für die erfaßte Lage im Verhältnis zu dessen Ausgangslage berechnet und abschließend das theoretische Ausgangssignal mit dem tatsächlichen Ausgangssignal des Instruments verglichen und dabei ein,Fehlersignal erzeugt wird, das repräsentativ für die Differenz zwischen dem berechneten theoretischen Ausgangssignal und dem tatsächlichen Ausgangssignal des Instruments ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird, um zu ermitteln, ob das Trägheitsgerät innerhalb zulässiger Grenzen arbeitet.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Korrektursignal für das Instrument-Ausgangssignal berechnet wird in Übereinstimmung mit Fehlersignalen, die bei dessen Drehung in eine Anzahl Relativlagen im Verhältnis zur Ausgangslage erzeugt werden, daß sodann das Trägheitsgerät in
3098 19/0328
2 2 5 4 Π 1 3
die Ausgangslage zurückgebracht und in Bezug auf die Trägheitsachse des Luftfahrzeugs ausgerichtet und schließlich das Ausgangssignal des Trägheitsgeräts durch das Korrektursignal korrigiert wird, um so ein korrigiertes Ausgangssignal für das Trägheitsgerät zu erzeugen.
17. Verfahren nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet/ daß das Trägheitsgerät nach seiner Rückkehr in die ausgerichtete Lage in dieser Lage fixiert wird.
KN/hs/me 3
30981 9/0328
DE2254013A 1971-11-05 1972-11-04 Anordnung zur pruefung eines in einem luftfahrzeug installierten traegheitsgeraets Pending DE2254013A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US19606771A 1971-11-05 1971-11-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2254013A1 true DE2254013A1 (de) 1973-05-10

Family

ID=22723998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2254013A Pending DE2254013A1 (de) 1971-11-05 1972-11-04 Anordnung zur pruefung eines in einem luftfahrzeug installierten traegheitsgeraets

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3782167A (de)
JP (1) JPS4857399A (de)
DE (1) DE2254013A1 (de)
FR (1) FR2158568B1 (de)
GB (1) GB1344404A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3111131A1 (de) * 1981-03-21 1982-09-30 Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg Betriebsverfahren fuer eine fahrzeugnavigationseinrichtung

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4488249A (en) * 1982-02-04 1984-12-11 Martin Marietta Corporation Alignment error calibrator and compensator
US4470199A (en) * 1983-02-24 1984-09-11 The Boeing Company Method and apparatus for aligning aircraft instruments bearing platforms
DE3734941A1 (de) * 1987-10-15 1989-04-27 Messerschmitt Boelkow Blohm Verfahren zur kalibrierung der kreisel eines dreiachsenstabilisierten satelliten
US6598455B1 (en) * 1999-06-30 2003-07-29 California Institute Of Technology Non-inertial calibration of vibratory gyroscopes
US20040257441A1 (en) * 2001-08-29 2004-12-23 Geovantage, Inc. Digital imaging system for airborne applications
US20030048357A1 (en) * 2001-08-29 2003-03-13 Geovantage, Inc. Digital imaging system for airborne applications
US7340344B2 (en) * 2004-09-10 2008-03-04 Honeywell International Inc. Spherical position monitoring system
US7366613B2 (en) * 2004-09-10 2008-04-29 Honeywell International Inc. RF wireless communication for deeply embedded aerospace systems
US7289902B2 (en) * 2004-09-10 2007-10-30 Honeywell International Inc. Three dimensional balance assembly
US7458264B2 (en) * 2004-09-10 2008-12-02 Honeywell International Inc. Generalized inertial measurement error reduction through multiple axis rotation during flight
US7274439B2 (en) * 2004-09-10 2007-09-25 Honeywell International Inc. Precise, no-contact, position sensing using imaging
US7617070B2 (en) * 2004-09-10 2009-11-10 Honeywell International Inc. Absolute position determination of an object using pattern recognition
US20060054660A1 (en) * 2004-09-10 2006-03-16 Honeywell International Inc. Articulated gas bearing support pads
US7295947B2 (en) * 2004-09-10 2007-11-13 Honeywell International Inc. Absolute position determination of an object using pattern recognition
US7698064B2 (en) * 2004-09-10 2010-04-13 Honeywell International Inc. Gas supported inertial sensor system and method
DE102005008331A1 (de) * 2005-02-23 2006-08-31 Airbus Deutschland Gmbh Einrichtung zur Bestimmung eines Rotationswinkels einer Welle in einem Luftfahrzeug
US7647176B2 (en) * 2007-01-11 2010-01-12 Honeywell International Inc. Method and system for wireless power transfers through multiple ports
US7425097B1 (en) 2007-07-17 2008-09-16 Honeywell International Inc. Inertial measurement unit with wireless power transfer gap control
US7762133B2 (en) * 2007-07-17 2010-07-27 Honeywell International Inc. Inertial measurement unit with gas plenums
US7671607B2 (en) * 2007-09-06 2010-03-02 Honeywell International Inc. System and method for measuring air bearing gap distance
FR2927418B1 (fr) * 2008-02-08 2011-09-23 Mbda France Procede et systeme de validation d'une centrale inertielle d'un mobile.
CN102224076B (zh) * 2008-09-23 2014-08-27 飞行环境公司 远程装置控制和电力供应
US9651399B2 (en) * 2015-03-25 2017-05-16 Northrop Grumman Systems Corporation Continuous calibration of an inertial system
US10228264B2 (en) * 2016-09-02 2019-03-12 Northrop Grumman Systems Corporation Self-calibration of an inertial system
US11525941B2 (en) 2018-03-28 2022-12-13 Halliburton Energy Services, Inc. In-situ calibration of borehole gravimeters
CN109238309B (zh) * 2018-10-31 2023-12-26 中航航空服务保障(天津)有限公司 一种捷联航姿安装板校准装置及其校准方法
CN112158356B (zh) * 2020-08-28 2022-01-25 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种应用于机载航炮地面热校靶的飞机姿态调整方法
CN113636100B (zh) * 2021-07-12 2023-08-08 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种飞机挂载物投射的校准方法
CN114104323B (zh) * 2021-11-12 2023-06-23 中航西安飞机工业集团股份有限公司 一种飞机壁板大角度旋转柔性调姿装置及调姿方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2954691A (en) * 1958-09-19 1960-10-04 Honeywell Regulator Co Control apparatus
US3164978A (en) * 1959-02-27 1965-01-12 Sharman Godfrey Alan Apparatus for testing gyroscopes
US3350916A (en) * 1961-06-01 1967-11-07 Bosch Arma Corp Accelerometer calibration on inertial platforms

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3111131A1 (de) * 1981-03-21 1982-09-30 Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg Betriebsverfahren fuer eine fahrzeugnavigationseinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
FR2158568A1 (de) 1973-06-15
GB1344404A (en) 1974-01-23
JPS4857399A (de) 1973-08-11
FR2158568B1 (de) 1976-08-20
US3782167A (en) 1974-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2254013A1 (de) Anordnung zur pruefung eines in einem luftfahrzeug installierten traegheitsgeraets
DE19858621C2 (de) Verfahren zum Verbessern der Meßwerte eines inertialen Meßsystems
EP1870669B1 (de) Verfahren zur Überprüfung einer inertialen Messeinheit von Fahrzeugen, insbesondere von Luftfahrzeugen, im stationären Zustand
DE3124082A1 (de) Aktivitaetsueberwachtes fuehlersystem
DE2555484C3 (de) Elektromagnetischer Kompaß
DE69202178T2 (de) Verfahren und System zum Abgleich der Einrichtungen an Bord eines Fahrzeugs unter Verwendung von Mitteln zur Messung des irdischen Schwere- und Magnetfelds.
EP1314985B1 (de) Luftdaten-Messvorrichtung und Luftdaten-Messsystem für Fluggeräte
EP4239294A1 (de) Verfahren zur kalibrierung eines portablen referenzsensorsystems, portables referenzsensorsystem und verwendung des portablen referenzsensorsystems
EP0457200B1 (de) Verfahren zur Messung von Winkeln und Winkelkennlinien mit Hilfe eines Kreisels
EP2581748B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von inertialen Messgrößen
DE102017011551A1 (de) Verfahren zur Messung einer Lenkradwinkelposition in einem Fahrzeug
DE102021133387B3 (de) Verfahren zur Kompensation von Sensortoleranzen
DE69206648T2 (de) Verfahren und System zum Abgleich der Einrichtungen an Bord eines Fahrzeugs, unter Verwendung von Mitteln zur Messung des irdischen Schwerefelds
EP1440289B1 (de) Navigationssystem zur kursbestimmung eines fahrzeugs
DE102008058866B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Lagebestimmung eines Objekts
DE102023122286B3 (de) Verfahren zum Betreiben eines Beschleunigungssensors und Sensorvorrichtung
DE102021205503A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung eines Messobjekts
DE1936406C1 (de) Verfahren und Einrichtung zur UEberwachung einer die Fluglage eines Flugkoerpers angebenden Messeinrichtung
DE102022200784A1 (de) Verfahren zum Überprüfen einer Hebelarm-Transformation
DE102022203935A1 (de) Genauigkeitsdiagnosevorrichtung und Genauigkeitsdiagnoseverfahren für eine Werkzeugmaschine, und System zur Reservierung der Genauigkeitseinstellung
DE4015800C2 (de)
DE102022202495A1 (de) Posenbestimmungsanordnung, Mobilteil mit der Posenbestimmungsanordnung, Verfahren zur Bestimmung einer Pose, Computerprogramm sowie Speichermedium
DE1923884C (de) Verfahren und Einrichtung zum Messen der wahren Nordgeschwindigkeit eines Korpers über Grund
DE2250747A1 (de) Flugzeugbordgeraet zur anzeige eines flugzustandes
DE1037304B (de) Automatisch arbeitende Einrichtung zur Bestimmung der Stabilitaet von Schiffen

Legal Events

Date Code Title Description
OHJ Non-payment of the annual fee