DE2452642A1 - Pannensichere steuereinrichtung fuer tragfluegelboote - Google Patents

Pannensichere steuereinrichtung fuer tragfluegelboote

Info

Publication number
DE2452642A1
DE2452642A1 DE19742452642 DE2452642A DE2452642A1 DE 2452642 A1 DE2452642 A1 DE 2452642A1 DE 19742452642 DE19742452642 DE 19742452642 DE 2452642 A DE2452642 A DE 2452642A DE 2452642 A1 DE2452642 A1 DE 2452642A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
boat
signal
control
roll
movement
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.)
Granted
Application number
DE19742452642
Other languages
English (en)
Other versions
DE2452642C2 (de
Inventor
Andrew D Tweeddale
Willard E Wright
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.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
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 Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of DE2452642A1 publication Critical patent/DE2452642A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2452642C2 publication Critical patent/DE2452642C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/16—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
    • B63B1/24—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type
    • B63B1/28—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type with movable hydrofoils
    • B63B1/285—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type with movable hydrofoils changing the angle of attack or the lift of the foil
    • B63B1/286—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydrofoil type with movable hydrofoils changing the angle of attack or the lift of the foil using flaps
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0055—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements
    • G05D1/0077—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements using redundant signals or controls
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0875—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted to water vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Jib Cranes (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Description

1 BERLIN 33 8MÜNCHEN
Auguste-Viktoria-StraBeKi . n n||Qr|j|/r « DADTMCD PienzenauerstraBe2
Pat.-Anw. Dr. Ing. Ruschke Ur, KUbLrHKb Ot Γ AK I NcK Pat-Anw Dipt Ing
οΑΑ1·-1119· PATENTANWÄLTE Ha"sΕ·««*<*** '
TSiefon:030/ »g»* BERLIN - MÖNCHEN TeIafom li
Telegramm-Adresse: Telegramm-Adresse: Quadratur Berlin Qudadratur München TELEX: 183786 TELEX: 522767
B 1068
The Boeing Company, Seattle / Washington (V,St»veAo)
Pannensichere Steuereinrichtung für Tragflügelboote
Die !Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Tragflügelboote.
Bei Tragflügelbooten wird bekanntlich der Schiffsrumpf von Tragflügeln aus dem Wasser herausgehoben, welche Tragflügel von Stützen getragen werden und normalerweise sichcüEöhdas Wasser unterhalb des Wasserspiegels bewegen. Bei einer ausreichenden Fahrgeschwindigkeit erzeugen die Tragflügel hierbei einen Auftrieb, der zum Herausheben des Schiffsrumpfes aus dem Wasser ausreicht, wobei der normale Fahrwiderstand des Bootsrumpfes entfällt .
Die vorderen und rückwärtigen Tragflügel sind normalerweise mit Steuerklappen wie bei Flugzeugen ausgestattet, obwohl in einigen Fällen die\gesamfce.n,Tragflügel drehbar angeordnet sind und als Steuerflächen benutzt werden· Das andere wesentliche
509843/0237
Steuerelement besteht aus dem Steuerruder, das in das Wasser eintauoht, und das je nach, den Umständen vor oder hinter dem Boot angeordnet wird. Bei den meisten Tragflügelbooten werden die Steuerklappen in erster Linie zum Hochheben oder Absenken des Bootes und zum Steuern des Bootes um dessen Quer- und Längsachse benutzt. Diese Steuerklappen können jedoch auch zusammen mit dem Steuerrüder zum Ausführen einer Wende benutzt werden und ebenso zum Stabilisieren des Bootes während der Fahrtauf dem Wasser, so dass die Stampf- öder Rollbewegungen durch entsprechende entgegenwirkende Bewegungen der Steuerklappen gering gehalten werden können. Die Erfindung ist für diesen Fall besonders gut geeignet, hierauf jedoch nicht beschränkt.
Bei jeder Tragflügelbootsteuerung ist Sicherheit von überragender Bedeutung, besonders im Steuerkanal für die Hollbewegung, In diesem Kanal sind Sensoren vorgesehen, die die Bewegung des Bootes um die Kollachse ermitteln, sowie Mittel, die aufgrund der von den Sensoren erzeugten Signale die Steuerklappen so bewegen, dass dieser Rollbewegung entgegengewirkt und das Boot um dessen Rollachse stabilisiert wird«Falls dieser Steuerkanal versagt oder ausfällt, kann ein Unsicherheitszustand eintreten, in dem die Bewegung des Bootes unstabil wird mit der Folge, dass das Boot auf das Wasser aufschlägt und hierbei die Besatzung sowie das Boot selbst gefährdet.
Die Erfindung sieht eine die Rollbewegung des Bootes beeinflussende Steuereinrichtung für Tragflügelboote vor unter Verwendung von doppelten Backbord- und Steuerbord-steuerklappen zusammen mit drei Rollbewegungssteuerkanälen, von denen der eine Kanal zum Betätigen der außenbordseitigen Steuerbordsteuerklappe dient, während der andere Kanal zum Betätigen der außenbordseitigen Backbordsteuerklappe und der dritte Kanal zum Betätigen der Innenbordsteuerklappen dient· Die Erfindung beruht auf dem Umstand, dass die außenbordseitigen Backbord- und Steuerbordsteuerklappen wegen des größeren Momentarmes stärker wirksam sind als die Innenbordsteuerklappen· Infolgedessen führt ein Versagen beider Innenbordsteuerklappen zu einem Ergebnis, das ungefähr gleich dem Versagen einer der Außenbordsteuerklappen ist, so dass die drei Steuerkanäle mit einer hohen Zuverlässigkeit benutzt werden können,
509843/0237
■während andererseits der Grad der erforderlichen Redundanz herabgesetzt werden kann.
Insbesondere ist nach der Erfindung eine Rollbewegungskreiselvorrichtung vorgesehen, die die Bewegung des Bootes um die Rollachse ermittelt und ein entsprechendes elektrisches Signal erzeugt. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mindestens zwei solcher Kreiselvorrichtungen verwendet, von denen die eine Vorrichtung mit einem ersten Außenbordrollbewegungskanal und die andere Vorrichtung mit dem zweiten Außenbordrollbewegungskanal verbunden ist, wobei die vereinigten Ausgänge dem Rollbewegungskanal für beide Innenbordsteuerklappen zugeführt werden. Andererseits kann für den letztgenannten Kanal auch eine gesonderte dritte Kreiselvorrichtung vorgesehen werden·
Auch bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ein Wenden des Tragflügelbootes dadurch bewirkt werden, dass das Boot anfangs um dessen Rollachse bewegt wird, wonach das Steuerruder betätigt und das Boot gewendet wird. Bei dieser Anordnung werden die Ausgänge aus zwei oder mehr Steuersynchronisierungsvorrichtungen mit den Rollbewegungssignalen in den verschiedenen Steuerkanälen verglichen um das Verschwenken zu Beginn einer Wende einzuleiten. Zu diesem Zweck werden zwei oder drei solcher Vorrichtungen verwendet.
Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben· In den beiliegenden Zeichnungen ist die
Figei eine Seitenansicht eines typischen Tragflügelbootes, bei dem die Steuereinrichtung nach der Erfindung verwendet werden kann,
Fig.2 eine TJnteransicht des in der Fig,1 dargestellten Bootes,
Fig.3 eine Übersicht über die Vorrichtungen, die bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, und die
Fig,4 eine Übersicht über die bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung verwendeten Vorrichtungen.
Das in der Fig»1 dargestellte Tragflügelboot weist den herkömmlichen Bootsrumpf 10 auf und ist mit einer Schiffsschraube oder dergleichen für"die Fahrt auf dem Wasserspiegel als normales
609843/1237
Wasserverdrängungsboot sowie mit einem Innenbordmotor ausgestattet. Am Bootsrumpf ist eine vordere Stütze oder Ruder 12 verschwenkbar und um eine senkrechte Achse drehbar angebracht und dient zum Steuern des Bootes während der Fahrt auf den Tragflügeln. Das Ruder 12 kann in Richtung des Pfeiles 14 auch nach oben verschwenkt werden und ist dann vom Wasserspiegel entfernt gelegen, wenn das Boot als normales Wasserverdrängungsboot fährt. Bas Ruder 12 trägt am unteren Ende einen vorderen !Tragflügel 16 (Fig,2), an dessen rückwärtiger Kante Steuerklappen 18 angebracht sind, die mit einander verbunden sind und synchron wirken. Andererseits kann der gesamte vordere Tragflügel zum Steuern gedreht werden. Ss liegt daher eine einzelne vordere Steuerfläche vor, die entweder aus einer Klappe oder aus dem gesamten Tragflügel bestehen kann.
Am rückwärtigen Teil des Bootes sind am Bootsrumpf 10 die Stützen 20 und 22 um eine Achse 21 verschwenkbar angebracht und können für die Fahrt auf den Tragflügeln nach unten in die in der Fig.1 mit Vollinien dargestellte Stellung verschwenkt werden oder nach rückwärts in Richtung des Pfeiles 24- in die mit unterbrochenen Linien dargestellte Stellung, wenn das Boot als normales Verdrängungsboot fährt. Zwischen den unteren Enden der Stützen 20 und 22 ist ein rückwärtiger Tragflügel 26 angebracht, der an der rückwärtigen Kante mit zwei Steuerbordklappen 28, 30 und mit zwei Backbordklappen 32, J4- ausgestattet ist. Andererseits können die Steuerbord- und Backbordklappen insgesamt verschwenkt werden und dienen dann als Steuerflächen. Beide Steuerbordklappen und beide Backbordklappen wirken normalerweise synchron.
Zwischen den Stützen 20 und 22 ist am Bootsrumpf 10 um eine Achse 21 verschwenkbar eine Gasturbinen-Wasserstrahlantriebsvorrichtung 33 angebracht, die den nach vorn gerichteten Sch;ub bei der Fahrt des Bootes auf den Tragflügeln erzeugt. Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung auch eine Schiffsschraube oder eine andere, einen Schub erzeugende Einrichtung benutzt werden·
Bei zurückgezogenem Ruder 12 und bei zurückgezogenen Stützen 20 und 22 kann das Boot auf dem Wasserspiegel als normales Verdrängungßboot fahren· Zum Fahren auf den Tragflügeln werden sowohl das Ruder 12 mit dem Tragflügel 16 als auch die Stützen 20 und
5098A3/0237
mit dem Tragflügel 26 nach unten in die in der Fig,1 mit Volllinien dargestellten Stellungen verschwenkt und in dieser Gebrauchsstellung verriegelt. Für die Fahrt auf den Tragflügeln stellt der Bootsführer die gewünschte Tragflügeltiefe in noch zu beschreibender Weise ein und setzt das Boot in Fahrt. Hierbei entfernt sich der Bootsrumpf vom Wasserspiegel und steigt weiter an, bis es sich bei der vorherbestimmten Tragflügeltiefe stabilisiert. Zum normalen Landen wird einfahr die Fahrgeschwindigkeit herabgesetzt , so dass das Boot auf dem Wasserspiegel aufsetzen kann.
Wie aus der Fig.2 zu ersehen ist, sind am Bootsrumpf Sensoren angebracht, die die Bootsfahrt anzeigende elektrische Signale erzeugen. So ist am Bug des Bootes ein Höhensensor 36 angebracht, der ein elektrisches Signal erzeugt, das der Höhe des Bugs über dem Wasserspiegel bei der Fahrt auf den Tragflügeln proportional ist· Am Bug des Bootes ist ferner ein vorderer Vertikalbeschleunigungsmesser 35 angebracht, der ein der Vertikalbeschleunigung proportionales elektrisches Signal erzeugt. Am oder nahe am Ruder 12 ist ein Laterialbesehleunigungsmesser 38 angebracht, der ein der seitlichen Beschleunigung des Schiffsbugs proportionales elektrisches Signal erzeugt. Im oder nahe am oberen Teil der Steuerbordstütze 20 ist ein rückwärtiger Steuerbord-Vertikalbeschleunigungsmesser 40 angebracht, während am oder nahe am oberen Teil der Backbordstütze 22 ein rückwärtiger Backbord-Vertikalbeschleunigungsmesser 42 angebracht ist· Ferner sind zwei Sensoren zum Ermitteln der Bootsbewegung um die Stampf- und Rollachsen vorgesehen. Zu diesem Zweck sind im Boot zwei Vertikalkreisel 44 und 45 vorgesehen, deren erzeugte Signale dem Winkel des Bootes in bezug auf die Senkrechte um die Stampf- und Rollachsen proportional sind. Die Kreiselvorrichtungen 44 und 45 bestehen vorzugsweise aus den gleichen Ausführungen und erzeugen normalerweise im wesentlichen gleiche Signale. SchlisBlich ist noch ein Kurskreisel 46. Die beschreibenen Beschleunigungsmesser und die Kreisel ermitteln daher Bewegungen des Bootes um dessen Rollachse, Stampfachse und Kursachse.
Eine Bewegung um die Sollachse wird daher von den Vertikalkreiseln 44 und 45 sowie von den rückwärtigen Beschleunigungsmessern 40 und 42 ermittelt. Die Kreisel 44 und 45 erzeugen gleiche Ausgangssignale, die dem Ausmaß oder dem Grad der
S03343/Ü237
Sollbewegung proportional sind9 während die Beschleunigungsmesser 40 und 42 Signale erzeugen, die dem Rollwinkel sowie der rückwärtigen Vertikalbeschleunigung proportional sind. Jede Bewegung um die Stampfachse wird von den Yertikalkreiseln 44 und 45 sowie von den vorderen und rückwärtigen Beschleunigungsmessern 35, 40 und 42 ermittelt. Schließlich wird eine Bewegung um die Kursachse vom Kurskreisel 46 ermittelt sowie vom Seitenbeschleunigungsmesser 38»
Bei der normalen Steuerung des dargestellten Tragflügelbootes wird die Fahrthöhe des Bottsrumpfes über dem Wasserspiegel allein von der vorderen Steuerklappe 18 bestimmte Zum Anheben des Bootsrumpfes während der Fahrt auf den Tragflügeln wird die vordere Steuerklappe nach unten verschwenkt und der von dieser Klappe 16 erzeugte Auftrieb erhöht, so dass der Bootsrumpf sich nach oben neigt und über den Wasserspiegel hinaus ansteigt» Um die Stampfbewegungen um die Querachse des Bootes zu kontrollieren, werden sowohl die vorderen als auch die rückwärtigen Steuerflächen verwendete Diese Steuerflächen wirken jedoch nach entgegengesetzten Richtungen bei der Korrektur von Kursabweichungen. Sine Kompensation von Rollbewegungen wird allein von den rückwärtigen Steuerflächen 28, 30, 32 und 34 bewirkt» In diesem Falle bewegen sich die Steuerbordklappen im entgegengesetzten Sinne wie die Backbordklappen bei der Korrektur unerwünschter Rollbewegungen· Zum Wenden des Bootes werden die rückwärtigen Steuerklappen anfangs so eingestellt, dass aas Bot eine Schwenkbewegung um die Rollachse ausführt, wonach das Steuerruder 12 zum Koordinieren der Wende verschwenkt wird. Hierbei wird die Wende besser und gleichmäßiger ausgeführt, da die korrekte Rollneigung erreicht wird, bei der der Gesamtbeschleunigungsvektor im wesentlichen senkrecht zum Bootsdeck gehalten wird. Bei der Ausführung einer vollkommen koordinierten lande.
Die Fig»3 zeigt eine Übersicht über die Steueranlage nach der Erfindung. Wie zu ersehen ist, wird das der tatsächlichen Höhe des Bootes über dem Wasserspiegel proportionale Signal aus dem Höhensensor 36 verglichen mit einen Höhensignal aus dem Tiefenregler 50 im Steuerhaus in einem Tiefenabweichungsverstärker 52· Sind die dem Verstärker 52 zugeführten Signale einander nicht
509843/0237
gleich, dann wird auf dem Leiter 54 ein Abweichungssignal erzeugt und einer vorderen Klappenservovorrichtung 56 zugeführt, die eine Drehung der vorderen Klappe 18 nach unten oder nach oben bewirkt, je nachdem, ob der Bootsrumpf ansteigen oder absinken soll«,
Der vordere Beschleunigungsmesser 38 ermittelt die entweder nach oben oder nach unten gerichtete Beschleragung am Bug des Bootes und erzeugt ein elektrisches Signal zum Steuern der vorderen Klappe 18 derart, dass der Bewegung des Bootfcs um dessen Querachse entgegengewirkt wird· Der Ausgang aus dem vorderen Beschleunigungsmesser 35 wird jedoch in einem integrierenden Verstärker 58 mit einem Signal vereinigt, das dem Quadrat des Rollbewegungssignals proportional ist, das in noch zu beschreibender Weise abgeleitet wird, bevor das kombinierte Signal der vorderen Klappenservovorrichtung 56 zugeführt wird. Dies erfolgt aus dem Grunde, weil während der normalen Rollbewegung, oder während das Boot während einer Wende geneigt wird, eine Verminderung der senkrechten Komponente des Iragflügelauftriebs erfolgt, der durch einen von der Klappe induzierten Auftrieb wieder hergestellt werden muss.
Aus den Vertikalkreiseln 44 und 45 wird ein Signal abgeleitet, das dem Winkel des Bootes um dessen Querachse proportional ist· Diese beiden Kreisel sind im wesentlichen einander gleich, und die von den beiden Kreiseln erzeugten Stampfsignale werden in einem Mischer 60 mit einander vereinigt und zu einem Ableitungsverstärker 62 geleitet, der ein Ausgangssignal erzeugt^ das sich als Funktion des Stampfbewegungswinkels in bezug auf die Waagerechte sowie des Ausmaßes der Änderung des Stampfbewegungswinkels verändert· Der Ausgang des Ableitungsverstärkers 62 wird zu allen rückwärtigen Klappenservovorrichtungen sowie in invertierter Form über einen Inverter 63 zur vorderen Klappenservovorrichtung 56 geleitet, wobei eine unterschiedliche Steuerung bewirkt wird. Dieses Signal dient zur Erhöhung der Stabilität, zu einer gleichmäßigen Fahrt bei Seegang und zu einer selbsttätigen Stampfausgleichskontrolle.
Führt das Boot eine Eollbewegung um die Rollachse aus, so werden aus den Vertikalkreiseln 44 und 45 Signale abgeleitet, die
5098A3/0237
normalerweise einander gleich sind sowie proportional dem Neigungswinkel des Bootes in bezug auf die Senkrechte um die Hollachse· Die beiden Signale werden in einem Mischer 64- mit einander vereinigt, wobei ein Signal erzeugt wird, das zur Rollbewegungsquadrierungsschaltung 66 geleitet wird, in der das Signal mit dem Signal aus dem vorderen Beschleunigungsmesser kombiniert wird, wie bereits beschrieben. Außerdem wird das Rollsignal aus dem Vertikalkreisel 44 zu einem Außenbord-Steuerbord-Ableitungsverstärker 68 geMtet, während der Ausgang aus dem Kreisel 4-5 zu einem Außenbord-Backbord-Ableitungsverstärker 70 geleitet wird. Bei dem Schwanken des Bootes um die Rollachse wachsen die diesen Verstärkern zugef+hrten Signale natürlich in der einen Richtung oder Polarität an, sinken dann auf den Wert Hull ab und steigen dann wieder in der anderen Richtung oder Polarität an. Der Ausgang aus dem Mischer 64· wird ferner dem Eingang eines Innenbord-Ableitungsverstärkers 71 zugeführt, der für beide Innenbord-Backbord- und Steierbordklappen wirksam ist. Ferner werden den Ableitungsverstärkern 68. 70 und 71 Signale aus zwei zusätzlich vorgesehenen Steuerrudersynchronisierungsvorrichtungen 80 und 81 zugeführt. Der Ausgang aus der Synchronisierungsvorrichtung wird dem Außenbord-Backbordableitungsverstärker 70 sowie dem Innenbordableitungsverstärker 71 zugeführt, während der Ausgang aus der Synchronisierungsvorrichtung 81 dem Innenbordableitungsverstärker 71 sowie dem Außenbord-Steuerbordableitungsverstärker 68 zugeführt wird.
Zu Beginn einer Bootswende und unter der Annahme, dass das Tragflügelboot durch ruhiges Wasser fährt, ist das Signal am Ausgang des Mischers 64- gleich UuIl oder im wesentlichen gleich Null· Die Rollbewegungsableitungsverstärker 68-71 vergleichen das Signal aus dem Mischer 64- mit dem Signal aus einer oder aus beiden Steuerruder-Synchronisierungsvorrichtungen 80 und 81, und unter der Annahme, dass beide Signale von einander verschieden sind, tritt an den Ausgängen der Verstärker 68-71 ein Ausgangssignal auf. Der Ausgang aus dem Außenbord-Backbordableitungsverstärker 70 wird der Außenbord-Backbordklappenservovorrichtung 72 zugeführt, während der Ausgang aus dem Ableitungsverstärker 68 der AuBenbord-Steuerbotfdservovorrichtung 76 zugeführt wird.
509843/0237
Der Ausgang des Innenbord-Ableitungsverstärkers 71 wird sowohl der Innenbord- Backbordklappenservovorrichtung 74 als auch der Innenbord-Steuerbordklappenservovorriehtung 78 zugeführt· Jedoch wird der Ausgang vor der Zuführung zur Servovorrichtung 78 im Inverter 82 umgepolt.
Unter der Annahme, dass das Boot keine Rollbewegungen ausführt, und dass die Ausgänge aus der Steuerrudersynchronisierungsvorriehtungen gleich SuIl sind, erzeugen die Ableitungsverstäxker 68-71 keine Ausgänge. Soll jedoch eine Wende ausgeführt werden,so wird das Steuerrad gedreht, so dass die Synchronisierungsvorrichtungen 80 und 81-Ausgänge erzeugen» so dass auch die Verstärker 68-71 Ausgänge erzeugen mit der Folge, dass ein Satz der rückwärtigen Klappen (backbord oder steuerbord) nach unten verschwenkt wird, während der andere Klappensatz nach oben verschwenkt wird, so dass das .Boot sich um die Rollachse neigt. Diese Wirkung setzt sich fort, bis der von den Kreiseln 44 und 4J? ermittelte Rollwinkel so groß geworden ist,, dass der Mischer 64 ein Ausgangssignal erzeugt, dass das Steuerrudersignal aus der Synchronisierungsvorrichtung 80 und/oder 81 auf den Wert Null zurückgeführt wird· Zugleich wird jedoch das dem Rollwinkel proportionale"Signal am Ausgang des Mischers 64 auf dem Leiter 84 zur Ruderservovorrichtung 86 geleitet mit der 3?olge, dass, das Ruder 12 verschwenkt wird, wenn das Boot sich um die Rollachse zu neigen beginnt und eine Wende in koordinierter Weise in der Neigungsrichtung aueführen kann. Wenn das Boot sich beispielsweise nach rechts neigt, als Folge der Zuführung eines oder mehrerer Signale aus den Steuerrudersynchronisierungsvorrichtungen 80 und 81, so wird das Ruder 12 nach rechts verschwenkt· Dreht der Bootsführer nach beendeter Wende das Steuerrad im entgegengesetzten Sinne, um das Boot auf den geraden Kurs zurückzuführen, so entsprechen die Signale aus den Synchronisierungsvorrichtungen 80 und 81 nicht mehr den Signalen aus den Kreiseln 44 und 45 und aus dem Mischer 64, Infolgedessen werden die rückwärtigen Klappen und das Ruder in entgegengesetzten Richtungen verschwenkt als bei dem Einleiten der Wende. Dies hat zur Folge, dass das Boot aus der Rollneigung in die Ruhelage zurückgeführt wird, wonach die Ausgänge der Rollbewegungskreisel wieder dem Ausgang der Steuerrudersynchronisierungsvor-
809843/0237
richtungen 80 tsnd 81 entsprachen®
Wenn das Boot eine Wende ausführt, so erzeugt der Kurskreisel 46 auf dem Leiter 84 ein Signal, das dem Ausmaß der Wende um die Kursaehse proportional ist, welches Signal in der Ruderservovorrichtung 86 zum Begrenzen der Wende "benutzt wird» Dasselbe gilt für den vorderen ßeitenbeselileunigungsmesser 38, der auf dem Leiter 88 ein der seitlichen Beschleunigung proportionales Signal erzeugt. Dieses Signal wird der Ruderservorrichtung 86 zum Begrenzen der seitlichen Beschleunigung zugeführt«, Wird das Boot in eine Lage geführt, in der es breitseits zu 'einem kräftigen Wind liegt sowie zu den entsprechenden Wellen, so wird der auf das Boot ausgeübte Schub vom Kurskreisel 46 und vom Seitenbeschleixaigungsmesser 38 ermittelt und das Ausmaß der Wendung begrenzt.
Die übrigen Steuervorgänge dienen hauptsächlich zum Beseitigen oder Abdämpfen von unerwünschten Stampf- und Rollbewegungen« Schwankt das Boot um dessen Hollachse, so werden an den Eingängen der Ableitungsverstärker 68-71 Signale erzeugt, die zuerst in der einen Sichtung oder Polarität anwachsens danach auf den Wert Null absinken und hiernach wieder in der anderen Richtung oder Polarität ansteigen und dann wieder auf den Wert lull absinkens wenn das Boot seitliche Rollbewegungen ausführt. Hierbei werden an den Ausgängen der Ableitungsverstärker 68-71 Signale erzeugt, die sich als eine Funktion sowohl des Rollwinkels als auch des Ausmaßes der Änderungen des Rollwinkels verändern» Die Signale aus den Ableitungsverstärkern 68-71 werden den rückwärtigen Backbord- und Steuerbordklappenservovorrichtungen zugeführt , wobei der Rollbewegung entgegengewirkt wird.
Der Ausgang aus dem Backbord-Yertikalbeschleunigungsmesser 42 wird sowohl der Innenbord- als auch der Außenbordklappenservovorrichtung 72 und 74 augeführt mit der Folge $ dass jeder senkrechten Beschleunigung oder einem Anheben an der Backbordseite entgegengewirkt wird«, Ebenso wird der Ausgang aus dem steuerbord- seitigen Vertikalbeschleuniguagsmesser 40 sowohl der Innenbordais auch der Außenbord-Steuexbordklappenservovorrichtung 76 und 78 zugeführt, um senkreehten Beschleunigungen an der Steuerbord-
S09843/8237
-■- 11 -
seite des Bootes entgegenzuwirken«
Wie bereits ausgeführt, und wegen der großen Momentarme der Außenbordklappen in bezug auf die Innenbordklappen, entspricht einem Versagen beider Innenbordklappen im wesentlichen einem Versagen einer Außenbordklappe· Wird für beide Innenbordklappen ein einzelner EoHbewegungssteuerkanal benutzt, so können bei der Einrichtung wesentliche Einsparungen erzielt werden, ohne dass die Zuverlässigkeit und die Sicherheit beeinträchtigt wird. Anstelle der Zuführung der Steuerrudersignale zu den Ableitungsverstärkern 68-71 können die genannten Signale auch direkt zu den Klappenservovorrichtungen 72 - 78 geleitet werden, in welchem Falle die Steuerung etwas anders, jedoch mit derselben Wirkung ausgeführt wird.
Die Fig.4 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung ' eine Steuereinrichtung mit nur drei Rollbewegungskanälen zusammen mit drei Steuerrudersynchronisierungsvorrichtungen und mit drei Eollbewegungskreiseln. Die vollständige Einrichtung enthält selbstverständlich auch die in der Fig.3 dargestellten übrigen Bauteile, wie Beschleunigungsmesser, Kurskreisel, einen Höhensensor und dergleichen. Bei der Einrichtung nach der Fig.4 sind drei Steuerrudersynchronisierungsvorrichtungen 100, 102 und 104 vorgesehen zusammen mit den drei Eollbewegungskreiseln 106, 108 und 110. Die Synchronisierungsvorrichtung 100 und der Eollbewegungskreisel 106 führt Signale einem ersten Außenbord-Backbordableitungsverstärker 112 zu, dessen Ausgang nur zu der Außenbord-Backbordservovorrichtung 114 geleitet wird, , ■ .
Ebenso werden die' Ausgänge aus der Steuerrudersynchronisierungsvorrichtung 104 und aus^ dem Rollbewegungskreisel 110 zum Außenbord-Steuerbordableitungsverstärker 116 geleitet, dessen Ausgang nur der Außenbord-Steuerbordservovorrichtung 118 zugeführt wird. Beide Innenbordservovorrichtungen sprechen jedoch nur auf Signale aus der Steuerrudersynchronisierungsvorrichtung 102 und aus dem Eollbewegungskreisel 108 an. Das heißt, die Ausgänge aus der Synchronisierungsvorrichtung 102 und aus dem Kreisel 108 werden zum Innenbordableitungsverstärker 120 geleitet, dessen Ausgang direkt zum Innenbord-Steuerbordservoverstärker 122 geleitet , im. Inverter 124 umgepolt und zur Innenbord-Backbordservo-
509843/0237
vorrichtung 126 geleitet wird, um eine unterschiedliche Wirkung zu erzielen· Die Einrichtung nach, der Fig.4 arbeitet natürlich etwas zuverlässiger als die Einrichtung nach der Fig.3, da drei Steuerrudersynchronisierungsvorrichtungen und Rollbewegungskreisel anstelle von nur zwei Elementen verwendet werden.
An den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können von Sachkundigen im Rahmen des Erfindungsgedankens natürlich Änderungen, Abwandlungen und Ersetzungen vorgenommen werden. Die Erfindung selbst wird daher nur durch die beiliegenden Patentansprüche abgegrenzt.
Patentansprüche
509843/0 2 37

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1· ) Steuereinrichtung für Tragflügelboote, die mit innenbord- und außenbordseitigen Backbordsteuerklappen und mit innenbord- und außenbordseitigen Steuerbordsteuerklappen zum Beeinflussen der Rollbewegung des Bootes um dessen Rollachse ausgestattet sind, gekennzeichnet durch Mittel zum Ermitteln der Bewegung des Bootes um dessen Rollachse und zum Erzeugen eines dieser Bewegung proportionalen elektrischen Signals, durch mindestens drei Signalkanäle, die auf das der Rollbewegung proportionale elektrische Signal ansprechen und die backbord- und steuerbordseitigen Steuerklappen betätigen, wobei der Ausgang aus einem der genannten Kanäle eine Betätigung der außenbordseitigen Steuerbordsteuerklappe bewarkt, wahrend der Ausgang aus einem zweiten Kanal eine Betätigung der außenbordseitigen Backbordsteuerklappe bewirkt, und wobei der Ausgang aus dem dritten Kanal eine' Betätigung beider innenbordseitigen Steuerklappen bewirkt·
    2« Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel zum Ermitteln der Bewegung des Bootes um dessen Rollachse aus mehreren Rollbewegungskreiseln bestehen, die mehrere der Rollbewegung des Bootes proportionale elektrische Signale erzeugen.
    3· Steuereinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch drei Rollbewegungskreisel, von denen jeder Kreisel die Signale einem zugeordneten Signalkanal zuführt.
    4-, Steuereinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch - zwei Rollbewegungskreisel, durch Mittel, die den Ausgang eines Rollbewegungskreisels zum Eingang eines ersten Signalkanals leiten, durch Mittel, die den" Ausgang aus dem anderen Rollbewegungskreisel zum Eingang des zweiten Signalskanals leiten, und durch Mittel, die die Ausgänge aus den
    509843/0237
    Rollbewegungskreiseln mit einander vereinigen und den vereinigten Ausgang zum Eingang des dritten Signalkanals leiten.
    5» Steuereinrichtung nach Anspruch 1, 2( 3 oder 4·, gekennzeichnet durch Steuerrudersynchronisierungsvorrichtungen, die mindestens ein elektrisches Signal erzeugen, das der Drehung des Steuerruders aus der zentralen Nullstellung proportional ist3 und durch Mittel, die das genannte elektrische ■ Signal mindestens einem der genannten Signalkanäle zuführen»
    6· Steuereinrichtung nach Anspruch 55 dadurch gekennzeichnet, dass Jedem Signalkanal ein Steuerrudersignal zugeführt und mit dem Ausgang aus der die Bewegung ermittelnden Einrichtung verglichen wird«
    5098 4 3/0237
    AS
    Leerseite
DE2452642A 1974-04-10 1974-11-04 Steuereinrichtung für Tragflügelboote Expired DE2452642C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US459466A US3899987A (en) 1974-04-10 1974-04-10 Fail-safe control system for hydrofoil craft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2452642A1 true DE2452642A1 (de) 1975-10-23
DE2452642C2 DE2452642C2 (de) 1983-12-29

Family

ID=23824902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2452642A Expired DE2452642C2 (de) 1974-04-10 1974-11-04 Steuereinrichtung für Tragflügelboote

Country Status (17)

Country Link
US (1) US3899987A (de)
JP (1) JPS568788B2 (de)
BE (1) BE823295A (de)
BR (1) BR7409535A (de)
CA (1) CA1000121A (de)
CH (1) CH591984A5 (de)
DE (1) DE2452642C2 (de)
DK (1) DK594074A (de)
ES (1) ES432001A1 (de)
FR (1) FR2267582B3 (de)
GB (1) GB1458920A (de)
HK (1) HK52277A (de)
IT (1) IT1023235B (de)
NL (1) NL7415028A (de)
NO (1) NO144586C (de)
SE (1) SE396336B (de)
ZA (1) ZA746705B (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4524710A (en) * 1979-01-11 1985-06-25 The Boeing Company Automatic trim system for hydrofoil craft
JPS59143791A (ja) * 1983-02-04 1984-08-17 Hitachi Zosen Corp 水中翼船
US5408948A (en) * 1993-03-31 1995-04-25 Hitachi Zosen Corporation Twin-hull boat with hydrofoils and control system
AU687029B2 (en) * 1994-01-10 1998-02-19 Kvaerner Fjellstrand A/S Device for reduction of wave-induced motion of a vessel
US6948441B2 (en) 2003-02-10 2005-09-27 Levine Gerald A Shock limited hydrofoil system
US7198000B2 (en) * 2003-02-10 2007-04-03 Levine Gerald A Shock limited hydrofoil system
DE102009002109A1 (de) * 2009-04-01 2010-10-14 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Überprüfen eines Spurwinkels bei den Rudern eines Schiffes
CN105836065A (zh) * 2016-05-23 2016-08-10 哈尔滨工程大学 一种全浸式水翼艇
CN105882915A (zh) * 2016-05-23 2016-08-24 哈尔滨工程大学 一种全浸式水翼艇的纵向运动控制装置
CN117270450B (zh) * 2023-11-22 2024-02-06 深圳市苇渡智能科技有限公司 一种水上飞行器的控制系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3137260A (en) * 1962-04-03 1964-06-16 Sperry Rand Corp Control system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3100861A (en) * 1960-12-23 1963-08-13 Sperry Rand Corp Fail-safe control systems for aircraft
US3156209A (en) * 1962-07-06 1964-11-10 United Aircraft Corp Autopilot for hydrofoil craft
US3379951A (en) * 1964-11-30 1968-04-23 Bendix Corp Fail operable servomechanism for an automatic flight control system
GB1131017A (en) * 1966-03-15 1968-10-16 Elliott Brothers London Ltd Improvements relating to multiple channel servo systems
US3800727A (en) * 1972-12-06 1974-04-02 Boeing Co Automatic landing system for hydrofoil craft

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3137260A (en) * 1962-04-03 1964-06-16 Sperry Rand Corp Control system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
In Betracht gezogene ältere Anmeldung: DE-AS 23 37 995 *

Also Published As

Publication number Publication date
IT1023235B (it) 1978-05-10
FR2267582B3 (de) 1977-09-16
ZA746705B (en) 1975-11-26
BE823295A (fr) 1975-06-12
HK52277A (en) 1977-10-20
JPS568788B2 (de) 1981-02-25
DE2452642C2 (de) 1983-12-29
GB1458920A (en) 1976-12-15
JPS50136886A (de) 1975-10-30
BR7409535A (pt) 1976-05-25
NL7415028A (nl) 1975-10-14
CH591984A5 (de) 1977-10-14
US3899987A (en) 1975-08-19
CA1000121A (en) 1976-11-23
SE7414164L (sv) 1975-10-13
NO144586C (no) 1981-09-23
ES432001A1 (es) 1976-10-16
NO744022L (de) 1975-10-13
SE396336B (sv) 1977-09-19
FR2267582A1 (de) 1975-11-07
NO144586B (no) 1981-06-15
DK594074A (da) 1975-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2337995C3 (de) Steuersystem für ein Tragflügelboot
US4100876A (en) Hydrofoil fixed strut steering control
DE1274908B (de) Einrichtung zur automatischen Steuerung und Stabilisierung von Tragflaechenbooten
DE3713176A1 (de) Segelboot mit fluegelkiel
DE2452642C2 (de) Steuereinrichtung für Tragflügelboote
DE2444178C2 (de) Steuersystem für ein Tragflächenboot
DE2337993C3 (de) Steuereinrichtung für die Tragflügel eines Tragflügelbootes
DE69401350T2 (de) Tragflügelboot mit segeln
DE60014245T2 (de) Wasserfahrzeug mit schwenkbarem Segel
DE2045915C3 (de) Stabilisierungseinrichtung für ein Tragflügelboot
DE2349915C3 (de) Sicherheitssteuereinrichtung für ein Tragflügelboot
EP3247621B1 (de) Segelboot
DE2644008A1 (de) Steuersystem zum verhindern des auftauchens der tragflaechen fuer ein tragfluegelboot
EP3318477A1 (de) Krängungsarmes segelboot
DE2431710A1 (de) Selbsttaetig einstellende vor- und auftriebsflaeche fuer wasserfahrzeuge
DE3404588A1 (de) Vorrichtung zur stabilisierung der wasserlage von segelbooten
DE2651233A1 (de) Segelboot mit mitteln zu dessen aufrichtung nach einer kenterung
DE19646961A1 (de) Segelbootsrumpf mit tetraederförmigem Unterwasserschiff, Ruder- und Steueranlage
DE102017004636A1 (de) Tragflügel-Steuer-/Regelsystem für ein Hydrofoil-Segelfahrzeug
DE1964205C3 (de) Lageregler für Strahlflugzeuge
DE3011642C2 (de) Segelfahrzeug
DE1118635B (de) Unterseeboot mit Tragflaechen
DE102022128856A1 (de) Wasserfahrzeug mit einer Tragflügelanordnung
DE311809C (de)
DE19533033A1 (de) Kombination von Vor- und Auftriebsflächen für Segelfahrzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8181 Inventor (new situation)

Free format text: TWEEDDALE, ANDREW D., ISSAQUAH, WASH., US WRIGHT, WILLARD E., BELLEVUE, WASH., US

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition