DE2531799C3

DE2531799C3 - Vorrichtung zur automatischen Betätigung der Auftriebsklappen von Flugzeugen

Info

Publication number: DE2531799C3
Application number: DE19752531799
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Dr. 1000 Berlin Schuster
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-14
Filing date: 1975-07-14
Publication date: 1980-07-17
Also published as: DE2531799B2; DE2531799A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eiac Vorrichtung zur automatischen Betätigung der Auiiriebsklappcn von Flugzeugen sowohl beim Slart als auch bei der Landung, bei der als Schaltelement ein mittels Staudruck gesteuertes Organ Anwendung findet.

Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt, die beim Flugzeugstart zur Verminderung der Startstrecke und zur Verminderung der Anhaitcstrecke des Flugzeuges im Falle eines zurückgenommenen Starts insofern vorteilhaft ist, als durch Benutzung von automatischen Steuerorganen für die Betätigung von Einrichtungen zur Auftriebserhöhung die Nachteile rein manuell arbeitender Apparaturen wenigstens teilweise vermieden werden können. Der Start des Flugzeuges auf eine verminderte Strecke wird dadurch bewirkt, daß das Flugzeug mit eingefahrenen Flügclklappen längs des Bodens vor dem Abheben bewegt wird und die Klappen automatisch erst in ihre wirksame Stellung ausfahren, wenn die Abhebegeschwindigkeit erreicht ist. Hierbei wird automatisch, ohne Aufmerksamkeit des Flugzeugführers, durch den dynamischen Druck während der wenigen Sekunden, unmittelbar bevor sich das Flugzeug erhebt, die gewünschte Wirkbedingung vorgegeben. Als Steuereinheit hierfür wird ein gccignelcs luftdichtes Gehäuse verwendet, welches einen Balg enthält und mittels einer Leitung einen Steuerschalter zu betätigen vermag. Es wird ein elektrischer Kontakt der Steuereinheit geschlossen, wenn der dynamische Druck der Abhebegeschwindigkeit entspricht (DE-RS 9 47 672).

Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch lediglich geeignet, eine Klappenbetätigung beim Startvorgang vorzunehmen, während das Einfahren der Klappen nach dem Start noch von Hand auszuführen ist. Die Möglichkeit des Finfahrens der Klappen unter Ausnutzung der Profilumströmung oder mittels einer Rückholfeder nach Abschalten der Automatik ist insofern mit Gefahren verbunden, als dieser Einfahrvorgang plötzlich ausgeführt wird, wobei eine plötzliche Profilveränderung auch die Möglichkeit des Strömungsabrisses

s nicht ausschließt.

Schließlich ist noch eine Steuervorrichtung für Flugzeuge zur Betätigung der Auftriebsklappen bekannt (US-PS 23 50 751), bei der jedoch das Ausfahren der Klappen vor dem Start von Hand erfolgen muß, während das Einfahren nach dem Start unter Ausnutzung des bekannten Staudruckprinzips automatisch erfolgen kann. In gleicher Weise muß bei dieser bekannten Vorrichtung vor der Landung dis Klappenautomatik wiederum manuell auf Landung geschaltet -.verden, denn erst dann folgt ein automatisches Ausfahren der Klappen bei entsprechender Verringerung der Fluggeschwindigkeit. Nach erfolgtem Landevorgang muß wiederum von Hand der Klappeümechanismus betätigt werden, um die Auftriebsklappen einzufahren.

Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Vorrichtung zur automatischen Betätigung der Auftriebsklappen von Flugzeugen sowohl beim Start als auch bei der Landung, und zwar in vollautomatischer Weise für jeden Augenblick des Startvorganges und der Landung zu schaffen, die zwar die im Notfall oder dergleichen gegebenenfalls erforderliche manuelle Eingriffsmöglichkeit in die Automatik nicht ausschließt, dennoch aber zu keinem Augenblick den Eingriff von. Hand und damit die besondere Aufmerksamkeit des Piloten erforderlich macht.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen dieser Aufgabenlösung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der vorliegenden Vorrichtung ist vorteilhaft, daß von dem an sich bekannten funktu. ^sicheren Prinzip

■to der Staudruckmessung ausgegangen wird, wobei sich der Staudruck bekanntlich proportional zur Fluggeschwindigkeit verändert. Bekannte Staudruckmesser werden als Fahrtmesseranzeiger verwendet, wobei diese praktisch den jeweiligen Staudruck, wie er einer bestimmten Fluggeschwindigkeit immanent ist, mißt und in Geschwindigkeitseinheiten anzeigt. Ein solcher Staudruckmesser läßt sich als staudruckabhängiger Schalter besonders vorteilhaft verwenden, der von einem bestimmten Staudruck an einen Stromkreis schließt beziehungsweise öffnet.

Mit Hilfe des Staudruckschaltcrs läßt sich also in Abhängigkeit vom Staudruck und damit in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit eine elektrische Mechanik aus- und einschalten, die den Stromkreis der Klappcnmotore, durch welche die Auftriebsklappen des Flugzeuges aus- und eingefahren werden, schließt und umpolt.

Die Zeichnung zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel in schematisch vereinfachter Form, welches der näheren Erläuterung der Erfindung dienen soll.

Durch das Staudruckanzeigeinstrument 5/ wird in einem Hilfsstromkreis eine Spule, ein Elektromotor oder dergleichen Steuerschalter Sp\ betätigt, wodurch etwa eine Zahnstange .Zdie mit einem Klappcnschaltcr

«>5 U₁ verbunden ist, so bewegt wird, daß der Klappenschalter U, in die Stellung »Ausfahren« gebracht wird. Der Hilfsstromkreis über das Kontaktsegment Sch\ des Staudruckan/eigeinstrumentes St ist geschlossen.

In einer oder zwei weiteren Schaltstellungen des Staudruckanzeigeinstruments Si wird eine zweite Spule, ein weiterer Elektromotor oder dergleichen Steuerschalter Sp₂ betätigt, der gleichfalls auf die erwähnte Zahnstange Z arbeiten und so den Klappenschalter U₃ in die Stellung »Einfahren« bringt Der Hilfsstromkreis Ober den Steuerschalter Sp₂ wird über die Kontaktsegmente Scha oder ScH₂ geschlossen.

Das Staudruckanzeigeinstrument kann mit oder ohne erstes Kontaktsegment Scha ausgeführt werden beziehungsweise in seiner Funktion geändert werden.

Zur Sicherheit wird mit der Radwelle W des Hauptfahrwerks des Flugzeuges die Welle eines Fliehkraftreglers F oder eines Stromerzeugers verbunden. Mit Hilfe dieser Kraftquelle kann dann ein Schalter betätigt werden, der parallel zum Staudruckanzeigeinstrument Si den Stromkreis über den Steuerschalter Sp\ schließt, wodurch der Klappenschalter U₃ in die Stellung »Ausfahren« gebracht wird.

Damit ergibt sich für die Vorrichtung folgende Arbeitsweise:

Für den Startvorgang dreht sich mit der Beschleunigung des Flugzeuges der Zeiger Ze des Staudruckanzeigeinstruments St mit zunehmendem Staudruck im Uhrzeigersinn. Bei Erreichen des ersten Kontaktsegmentes Scha schließt der Zeiger Ze einen Kontakt, so daß der Stromkreis über den Steuerschalter Sp2 geschlossen wird, das heißt, daß der Klappenschalter auf »Klappe einfahren« gepolt wird.

Will man diese automatische Schaltung verhindern und zum Beispiel im Stand ausgefahrene Klappen ausgefahren lassen, kann der Hilfsstromkreis über das Kontakisegmeni Scha mit einem Schalter 5 vor dem Start von Hand unterbrochen wurden. Sollte der Pilol unbeabsichtigt den Stromkreis über das Kontaktsegment Scha eingeschaltet gelassen haben, so ist das dennoch unschädlich. Bei wachsender Geschwindigkeitszunahme verläßt der Zeiger Zc das Kontaktsegment Scho. Der Hilfsstromkreis wird stromlos. Danach erreicht der Zeiger Zc das Koniaktscgment Sch\ und schließt damit den Stromkreis über den Steuerschalter 5/>i, welcher den Stromkreis auf die Stellung »Klappen ausfahren« polt, wenn die Automatik eingeschaltet ist.

Parallel zum staudruckabhängigen Stromkreis wird über das Kontaktsegment Sch\ ein durch einen Fliehkraftregler F gesteuerter Slrot.ikrcis geschaltet. Dieser Fliehkraftregler F, der lediglich von der Umdrehungsgeschwindigkeit des Fahrwerks abhängig ist, schaltet auch im Fall des Versagens des Staudruckanzeigeinstrumenls den Stromkreis über den Steuerschalter Spi in dem Augenblick ein. in welchem der Zeiger Zc /lornulerweisc das Konlaktsegmcnt Sch\ erreicht. Damit ist gewährleistet, daß sogar im Fall des Versagens des staudruckgcsteucrtcn Stromkreises die automatische Funktionsweise zum Ausfahren der Klappen beim Start gesichert ist.

Der Steuerschalter Sp\ setzt mit Hilfe einer Zahnstange Z den Umschalter II, in Bewegung, wodurch die Klappcnglcichstrommolorc auf »Ausfahren« der Auftriebsklappen geschaltet werden. bo

Hat das Flugzeug von der Startbahn abgehoben, so schaltet sich zwar der Fliehkraftregler F aus, der Stromkreis über den Zeiger Zc und das Kontaktsegment Sch\ bleiben jedoch solange geschlossen, bis der Zeiger des Staudruckanzeigeinstruments St mit wachsender Fluggeschwindigkeit über das Kontakisegment Sch\ hinausgewandert ist. In diesem Augenblick wird der Steuerschalter Sp\ stromlos. Der Umschalter L/, bleibt in der Stellung »Klappen ausfahren« stehen.

Bei weiterem Anstieg der Fluggeschwindigkeit erreicht der Zeiger Ze das dritte Kontaktsegment Sc/ij, so dall der Steuerschalter Sp₂. den Klappenschalter U₁, auf »Klappen einfahren« schaltet

Steigt die Geschwindigkeit weiter an, so wird auch das Kontaktsegment Schi freigegeben, der Klappenschalter U₃ wird von Hand oder durch eine Rückholfeder, deren Kraft gegenüber derjenigen der Steuerschalter Sp₁,2 klein ist, in Null-Stellung gebracht Die Klappenmotore sind dann stromlos.

Für den Landevorgang befindet sich der Zeiger Ze oberhalb des Kontaktsegmentes Schi. Er bewegt sich mit abnehmender Fluggeschwindigkeit gegen den Uhrzeigersinn und erreicht zunächst r'as Kontaktsegment Schi, so daß die Abschaltautomatik eingeschaltet wird. Da die Auftriebsklappen ohnehin eingefahren sind, verändert sich am Profil nichts. Bei weiter fallender Fluggeschwindigkeit erreicht der Zeiger Ze das Kontaktsegment Sch\. Dadurch wird die Automatik, die den Klappenschalter U₃ in die Stellung »Klappen ausfahren« bringt, in Gang gesetzt.

Nach der Landung dreht sich der Zeiger Ze mn abnehmender Geschwindigkeit weiter gegen den Uhrzeigersinn, bis das Komaktsegment Sch\ freigegeben wird. Die Automatik gibt die Stellung »Klappen ausfahren« frei und der Klappenschaher U₁ bleibt in dieser Stellung stehen.

Mit weiter abnehmender Geschwindigkeit erreicht der Zeiger Zc das Kontakisegment Scho. der Steuerschalter Sp2 schaltet und der Klappenschalter U₁ geht in die Stellung »Klappen einfahren«. Danach wandert der Zeiger Ze weiter gegen den Uhrzeigersinn und gibt auch das Kontaktsegment Sehn frei. Damit ist der gesamte Hilfsstromkreis stromlos. Der Fliehkraftregler Fis' so geschaltet, daß er nur Kontakt gibt, solange sich der Zeiger Ze im Bereich des Kontaktsegmentes Sch] befindet.

Im Stand oder bei Rollgcschwindigkciten. dann wenn sich der Zeiger Zc noch unterhalb des ersten Kontaktsegmentes Scho befindet, ist es vorteilhaft, wenn die Klappenmotore wie bisher von Hand geschaltet werden. Um zu ermöglichen, daß die Auftriebsklappen vor dem Start bereits im Stand ausgefahren werden und der Stromkreis über das Kontaktsegment Scho beim Anrollen ausgefahren bleiben, kann dieser Stromkreis durch den Schalter Svon Hand unterbrochen werden.

In der Ausführung, bei der auf das erste Kontaktsegment Scho verzichtet wird, hat der Pilot die Auftriebsklappen ohnehin von Hand einzufahren und wird damit ständig an die Klappenmechanik erinnert

Schließlich besteht für einen hier eventuell noch auftretenden Notfall die weitere Sicherheitsmöglichkeit, daß der Pilot durc'i den Notschalter N die Automatik ausschalten kann, der unter Glasverschluß liegt, dessen Scheibe vom Piloten eingeschlagen werden muß. Damit wird erreicht, daß der Pilot nicht leichtfertig die Automatik ausschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur automatischen Betätigung der Auftriebsklappen von Flugzeugen sowohl beim Start als auch bei der Landung, bei der als Schaltelement ein mittels Staudruck gesteuertes Organ Anwendung findet, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Staudruck gesteuerte Organ ein an sich bekanntes Staudruckanzeigeinstrument (St) ist, dessen umlaufender Zeiger (Ze) mit einer elektrischen Stromquelle verbunden und als Kontaktgeber ausgebildet ist und dessen Skalenfläche in eine Vielzahl voneinander getrennter, verschiedener Schaltkreise über den Kontaktgeber schließender Kontaktsegmente (Scha, Sch\, ScIh) unterteilt ist und daß die Kontaktsegmente (Scha, Sch\, Schi) mit Steuerschaltern (Spy, Sp₂) zur Steuerung des Klappenmotors (/C^ verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft der den Kontaktgeber bildende Zeiger (Ze)a\s Schieitkon takt ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem als Staudruckschalter ausgebildeten Staudruckanzeigeinstrument (St) ein gleichfalls als Schalter wirkender Fliehkraftregler (F; zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fliehkraftregler (F) mit der Fahrwerkswelle verbunden ist.