DE2502003A1 - Flugzeugsteuervorrichtung - Google Patents

Description

United Aircraft Corporation Patentanwalt

400 Main Street Dipl.-Ing. Rolf Meng©»

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East Hartford/ Connectxcut 06108 Hubertusstr.20 ■ Tei.oaioe/ai?e

Vereinigte Staaten von Amerika -

Anwaltsakte U 239

17. Jan. 1975

Flugzeugsteuervorrichtung.

Die Erfindung betrifft eine Flugzeugsteuervorrichtung und insbesondere eine Steuervorrichtung, welche noch betriebsfähig ist nachdem ein hydraulischer Servomotor in der Steuervorrichtung sich infolge einer Betriebsstörung oder einer Beschädigung durch ein Geschoss festgesetzt hat.

man

In Flugzeugen macht/jeden möglichen Versuch, um einen sicheren Betrieb der Steuervorrichtungen zu gewährleisten. Insbesondere in Flugzeugen zum Einsatz im Krieg ist die Steuervorrichtung ausgelegt zur Verminderung der Auswirkung einer Beschädigung von Treffern durch Granatsplitter, Kugeln, Raketen oder andere Geschosse. Es sind schon Steuervorrichtungen bekannt, die eine gewisse Steuerfähigkeit des Flugzeuges gewährleisten bei Festsitzen eines hydraulischen Servomotors oder nach einer Beschädigung der Steuervorrichtung durch Raketen oder andere Geschosse. Diese bekannten Ausführungen beruhen auf der Verwendung einer Ersatzvorrichtung oder benutzen Panzerplatten zum Abschirmen von empfindlichen Bauteilen. Diese bekannten Ausführungen sind zum grössten Teil teuer, haben ein grosses Gewicht sowie eine komplizierten Aufbau.

Die U.S. Patentschriften 2.389.274, 2.551.273, 2.819.030, 2.823.879 und 3.011.482 betreffen hydraulische Servomotore für Flugzeugsteuervorrichtungen und haben eine manuelle Ersatzvorrichtung, welche nach einer Beschädigung der hydraulischen Anlage in

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OPItQtNAL INSPECTED

; Betrieb zu nehmen ist.

'Die Erfindung schafft eine verbesserte Flugzeugsteuervorrichtung, ■ welche einen besseren Schutz gegen Festsitzen eines hydraulischen Servomotors infolge einer Betriebsstörung oder einer Beschädigung durch Raketen oder andere Geschosse gewährleistet.

Desweiteren schafft die Erfindung eine Flugzeugsteuervorr.ich.tung mit Bauteilen, welche die Steuerfähigkeit des Flugzeuges sogar bei Festsitzen oder Beschädigung eines oder mehreren hydraulischen Servomotoren gewährleistet.

Entsprechend der Erfindung hat ein Betätiger mit Servounterstützung in einer Flugzeugsteuervorrichtung eine Eingangsstange und eine Ausgangsstange, welche jeweils an den Servomotor über eine Hebelanordnung angeschlossen sind, die zwei, üblicherweise durch einen Scherzapfen miteinander verbundene, Teile aufweist. Bei einem Festsitzen des Servomotors kann der Pilot die Scherstifte abscheren, so dass die Eingangsbewegung der Steuervorrichtung um den Servomotor herum geführt und über eine Umgehungsstange die Ausgangsstange der Steuervorrichtung betätigt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden ausführlicher beschrieben, es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, eines hydraulischen Servomotors und dem zugeordneten Gestänge entsprechend der Erfindung.

Figur 2 eine Schnittansicht der Ausgangshebelanordnung längs der Linie 2-2 nach Figur 1.

Entsprechend Figur 1 hat der hydraulische Servomotor 10 ein Steuerventil 12 und einen Kolben 14. Die Eingangsstange 16, Teil einer Steuervorrichtung, ist schwenkbar über die Eingangshebelanordnung 18 an das Steuerventil und den Kolben angeschlossen während der Kolben schwenkbar über die Ausgangshebelanordnung 20 an die Ausgangsstange 22 angeschlossen ist. Die Verbindung der Eingangsund Ausgangsstange an den entsprechenden Hebslanordnungen ist ausgeführt, wie in der Patentanmeldung P 24 46 545.0 beschrieben ist.

Ein redundanter Lenker 24 verbindet die Eingangsstange unmittelbar

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mit der Ausgangsstange unter Umgehung des Servomotors 10, wie später beschrieben wird. Die Eingangsstange 16 und das linke Ende des redundanten Lenkers 24 sind schwenkbar am unteren Ende der Eingangshebelanordnung 18 durch den Bolzen 26 angelenkt. Die Ausgangsstange 22 und das rechte Ende des redundanten Lenkers 24 sind schwenkbar am unteren Ende der Ausgangshebelanordnüng -20 durch den Bolzen 28 angelenkt.

Die Eingangshebelanordnung 18 hat einen Hebel 30, der das untere Ende der Anordnung bildet und ein oberer Hebel 32 bildet den oberen Teil dieser Anordnung. Die beiden Hebel sind um einen.Bolzen 34 schwenkbar der den mittleren Bereich der Eingangshebelanordnung an dem Gabelkopf 36 des ^.oübp-ns 14 befestigt. Der Hebel 30 und der obere Hebel 32 sind mittels eines ScherStiftes 38 aneinander befestigt und si- d als einstückiger Bauteil um den Bolzen 34 drehbar. Die Ausführung ist ähnlich als diejenige der Ausgangshebelanordnüng 20, welche in Figur 2 dargestellt und im folgenden ausführlicher beschrieben wird. Das obere Ende der Eingangshebelanordnung 18 ist schwenkbar mittels eines Bolzens 40 am Schaft 42 des Steuerventiles 12 angeschlossen.

Die Ausgangshebelanordnung 20 hat einen Hebel 44, der das untere Ende der Anordnung bildet und ein oberer Hebel 46 bildet den oberen Teil dieser Anordnung. Die beiden Hebel sind um einen Bolzen 48 schwenkbar, der den mittleren Teil der Hebelanordnung am Gabelkopf 50 des Kolbens 14 anschliesst. Der Hebel 44 und der obere Hebel . 46 sind miteinander über einen Scherstift 52 verbunden und sind als einstückiger Bauteil um den Bolzen 48 drehbar. Das obere Ende der Ausgangshebelanordnung 20 hat einen verhältnismässig festen Schwenkstift oder Bolzen 54 um welchen die Hebe!anordnung üblicherweise bei einer Bewegung des Kolbens 14 dreht, ^;

Die Figur 2 ist eine Schnittansicht durch die Ausgangshebelanordnung 20 längs der Linie 2-2 nach Figur 1. Der Hebel 44 hat einen Schlitz an seinem oberen Ende zur Aufnahme· des unteren Endes des oberen Hebels 46. Der Schlitz 56 in dem Hebel 44 nimmt den oberen Hebel 46 zwischen den Verlängerungen 58 und 60 auf. Die beiden Hebel sind durch den Scherstift 52 miteinander verbunden, welcher durch die Verlängerungen 58 und 60 und durch den oberen Hebel ragt. Die Hebelanordnung ist um den Bolzen 48 drehbar, der ebenfalls durch die beiden Vorsprün-je und den oberen Hebel sowie durch

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den Gabelkopf 50 des Kolbens ragt. Die beiden Hebel der Hebelanordnung können unabhängig voneinander um den Bolzen 48 drehen bei einer Bewegung des Kolbens 14 nachdem der Stift 52 abgeschert wurde. Das obere Ende des oberen Hebels 46 ist Y-förmig für die Verbindung mittels des Bolzens 54 an dem Grundstück 62, das einstellbar sein kann.

Der Scherstift 38 der Eingangshebelanordnung hat einen kleineren Durchmesser als der Scherstift 52 der Ausgangshebelanordnung da die Stifte für verschiedene Belastungen ausgelegt sind. Der Scherstift 52 ist grosser da er die übliche Betätigungskraft des Kolbens 14 übertragen muss. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Servomotor 10 ein Gerät mit kleiner Ausgangsbewegung zur Unterstützung des Piloten und überträgt keine Flugbelastungen. Zum Beispiel kann der Scherstift 38 für Abscheren bei einer Belastung von 68 kp und der Ausgangsscherstift 62 für eine Abscherung bei einer Belastung von 272 kp ausgelegt sein. Falls, durch das Gestänge der Steuervorrichtung, der Pilot eine mechanische Übersetzung von 5 hat, so wird der Stift 38 bei Ausübung einer Kraft von 13,6 kp und der Scherstift 52 bei Ausübung einer Kraft von 54,4 kp abgeschert. Diese beiden Kräfte kann der Pilot ohne Schwierigkeiten ausüben.

Bei normalem Betrieb bewirkt eine Bewegung der Eingangssteuerstange 16 eine Rotation der Eingangshebelanordnung 18 um den Bolzen 34, d.h. um die Anlenkung der Hebelanordnung am Kolben 14 der in diesem Augenblick feststeht. Eine Rotation der Hebelanordnung 18 bewirkt eine Bewegung des Steuerventiles 12 zur Zuführung von hydraulischen Fluid aus dem Kanal 64 entweder durch den Kanal 66 oder den Kanal 68 auf die eine oder andere Seite des Kolbens. Der Schlitz 70 in dem redundanten Lenker 24 gestattet eine begrenzte Relativbewegung der Eingangshebelanordnung und des Bolzens 26, welcher die Eingangsstange 16 an der Hebelanordnung 18 verbindet, inbezug auf den redundanten Lenker. Eine Bewegung des Kolbens 14 infolge der Fluidströmung zu der einen oder anderen Seite des Kolbens dreht die Eingangshebelanordnung 18 um den Bolzen 26 und bewegt das Steuerventil 12 in seine Ausgangsstellung zurück. Zum gleichen Zeitpunkt wird durch die Bewegung des Kolbens die Ausgangshebelanordnung um den Bolzen 54 verschwenkt zur Verstellung der Ausgangssteuerstange 22 entsprechend der Bewegung der Stange

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Falls der Kolben 14 oder das Steuerventil 12 festsitzt infolge einer Betriebsstörung oder einer Beschädigung und die Rotation der Eingangshebelanordnung 18 als einstückiger Bauteil begrenzt ist, so kann der Pilot eine ausreichende Kraft zum Abscheren des Stiftes 38 ausüben. Nach einer solchen Äbscherung ist der Hebel 30 frei um den Bolzen 34, unabhängig von dem oberen Hebel 32, drehbar. Die Bewegung der Eingangsstange 16 und des Hebels 30 wird dann, nachdem der Bolzen 26 sich in dem Schlitz 70 bis zu seinem Endpunkt verschoben hat, auf den redundanten Lenker 24 und die Ausgangshebelanordnung 20 übertragen. Da die Ausgangshebelanordnung im wesentlichen feststeht durch das Festsitzen des Kolbens oder des Steuerventiles 12 kann durch Ausüben einer weiteren Kraft der Pilot den Stift 52 ebenfalls abscheren. Dadurch wird der Hebel 44 frei beweglich, so dass die Bewegung des redundanten Lenkers den Hebel 44 um den Bolzen 48 verschwenken und dementsprechend eine Bewegung auf die Ausgangsstange 22 übertragen kann. Infolge dieser Ausführung ist zumindest eine begrenzte Betätigung der Steuervorrichtung mit den Stangen 16 und 22 möglich, falls der Servomotor 10 ausser Betrieb ist.

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Claims (8)

— ο — PATENTANSPRUECHE .

1./Flugzeugsteuervorrichtung, mit einem hydraulischen Servomotor, einer Eingangssteuerstange sowie einer Ausgangssteuerstange, dadurch gekennzeichnet, dass Hebelanordnungen zwischen der Eingangssteuerstange und dem Servomotor und zwischen der Ausgangssteuerstange und dem Servomotor vorgesehen sind, dass ein Lenker (24) die Eingangssteuerstange (16), unmittelbar mit der Ausgangssteuerstange (22) verbindet, und dass den Hebelanordnungen (18, 20) Mittel (38,52) zugeordnet sind zum Betrieb der Steuervorrichtung.über den Verbindungslenker bei Festsitzen des Servomotors (10) .

2. Flugzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hebelanordnung (18, 2O) einen Stift (38,52) aufweist, der bei Ausübung einer Kraft auf die Steuervorrichtung bei Festsitzen der Servomotore (10) abzuscheren ist.

3. Flugzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Scherstift (38) der Eingangshebelanordnung

(18) bei einer anderen Kr _>.^rt als der Scherstift (52) der Ausgangshebelanordnung (20) abzuscheren sind.

4. Flugzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscherkraft für den Stift (38) der Eingangshebelanordnung (18) kleiner ist als die Abscherkraft für den Stift (52) der Ausgangshebelanordnung (20):,

5. Flugzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hebelanordrmng (18,2OJ zwei Hebel (30,32; 44,46) aufweist, die einen gemeinsamen Schwenkpunkt haben und die mittels der Scherstifte (38,52) aneinander befestigt sind.

6. Flugzeugstauervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor (10) einen Kolben (14) hat und dass der gemeinsame Schwenkpunkt (34,38) der Hebelanordnungen (18,20) am Kolben angelenkt ist.

7. Flugzeugsteuervorrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekenn-

ί ^lehnet, dass der Verbindungslenker (24)· eine Verbindung mit tot an Gang an der Eingangssteuerstange (16) oder an der Ausgangssteuerstange (22) aufweist.

8. Flugzeugsteuervorrichtung nach Anspruck 6, dadurch gekenn-

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zeichnet, dass der Servomotor ein Steuerventil (12) aufweist, an welchem die zwischen der Eingangssteuerstange (16) und dem Servomotor (10) vorgesehene Hebelanordnung (18) angelenkt ist»

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