DE3018200A1 - Steuerung fuer ein hubschrauber-hoehenruder - Google Patents

Steuerung fuer ein hubschrauber-hoehenruder

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Description

on 1οοππ
JU E oZUU
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Hubschraubersteuerung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Es ist bekannt, Hubschrauber-Leitwerksträger mit feststehenden, unverstellbaren Höhenrudern zu versehen. Ferner ist bereits ein Hubschrauber bekannt (Beil-Modell 214), bei dem der Anstellwinkel des Höhenruders veränderbar ist. Dabei verbindet ein mechanisches Gestänge die Hubschrauber-Taumelscheibe mit einem Verstellarm des Höhenruders, der zur Veränderung des Anstellwinkels um eine Schwenkachse proportional zu den Blattlängsverstellbefehlen veränderbar ist. Dies stellt zwar eine Verbesserung gegenüber unverstellbaren Höhenrudern dar, besitzt jedoch weiterhin Nachteile.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Hubschrauber-Höhenruderverstellung zu schaffen, die verschiedenen Faktoren Rechnung trägt und nicht nur lediglich einen Kompromiß darstellt, wobei der Höhenruder-Anstellwinkel für die jeweiligen Flugzustände optimiert ist.
Zur Lösung dieser Aufgäbe'dient eine Hubschraubersteuerung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs. Demnach liefert ein Blattlangsverstellsensor ein erstes Ausgangs-
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signal. Ein gemeinsamer Blattverstellsensor liefert ein zweites Ausgangssignal. Ein Luftgeschwindigkeitssensor erzeugt ein drittes Ausgangssignal. In einer Zusammenfassungsschaltung werden die Ausgaben der drei Sensoren zu einem Summensignal zusammengefaßt. Das Summensignal wird dann mit einem Faktor beaufschlagt, der sich umgekehrt mit der Ausgabe des Luftgeschwindigkeitssensors ändert. Das veränderte Summensignal wird dann als Eingangssignal an den Höhenruder-Servoverstellarm gelegt. Vorzugsweise ist das System redundant aufgebaut, um eine ausfallsichere Steuerung zu bilden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert; es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Hubschraubers mit verstellbarem Höhenruder;
Figur 2 ein die Abhängigkeit von Anstellwinkel, dynamischem Druck, Auftrieb und Rücktrieb darstellendes Diagramm;
Figur 3 die Anbringung einer Höhenrudersteuerung;
Figur 4 einen Schnitt durch das Höhenruder-Stellglied gemäß Figur 3;
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Figur 5 eine Rückansicht der Antriebe für das Höhenruder-Stellglied gemäß Figur 4;
Figur 6 ein Schemaschaltbild einer Schaltung zur Ansteuerung der Höhenruderantriebe;
Figur 7 eine Fehler/Anzeige-Schaltun-g zur Verarbeitung von in der Schaltung gemäß Figur 6 erzeugten Signalen; und
Figur 8 eine Fehler/Abschalt-Schaltung, die ein Teil der Schaltungen gemäß Figur 6 und 7 bildet. .
Figur 1 zeigt einen Hubschrauber 10 mit einem Leitwerksträger 11, der an seinem Hinterende seitlich vorstehende Höhenruder 12 und 13 aufweist. Der Anstellwinkel der Höhenruder 12 und 13 ist durch ein mechanisches Gestänge 14 verstellbar. Das Gestänge 14 ist mit einer Taumelscheibe 15 gekoppelt. Das Höhenruder ist wahlweise verstellbar, um die Flugeigenschaften des Hubschraubers zu verbessern. Der Anstellwinkel des Höhenruders beeinflußt nämlich die Flugeigenschaften des Hubschraubers.
Figur 2 zeigt einzelne aerodynamische Kennlinien für einen Beil-Hubschrauber Modell 214ST. Auf der Abszisse ist der Anstellwinkel aufgetragen, während die Ordinate den Staudruck für Auftrieb und Rücktrieb angibt. Die
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" 20 " 3013200
Kurve 16 zeigt die Abhängigkeit des Rücktriebs vom Angriffswinkel. Die Kurve 17 zeigt die Abhängigkeit des Auftriebs vom Angriffswinkel.. Der Kurvenabschnitt 16a zeigt die nachteilige Beeinflussung der Flugeigenschaften durch auch nur kleine negative Anstellwinkel. In diesem Bereich der Rücktriebskurve 16 ist nämlich der Rücktrieb wesentlich erhöht. Diese Rücktriebserhöhung bedeutet einen größeren Brennstoffverbrauch und damit eine Verringerung des Flugradius.
Figur 3 zeigt ein Höhenruder-Verstellglied 20, das bei 21 schwenkbar montiert ist und eine mit einem Blattverstellarm 23 gekoppelte Schubstange 22 aufweist. Durch Verschiebung der Schubstange 22 wird das Höhenruder 13 um einen Zapfen 24 geschwenkt. Das Höhenruder-Verstellglied 20 ist vorzugsweise elektromotorisch betätigbar.
Figur 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 4-4 durch das Verstellglied gemäß Figur 2. Der Schwenkpunkt 21 ist mit einem Rahmenteil 30 der Verstellgliedes gekoppelt. Das Verstellglied besitzt einen MLttelzylinder 31. Eine motorgetriebene Schraube 32 ist in Lagern 33 gelagert und wird durch ein Zahnrad 34 gedreht, das von einem auf der Abgabewelle eines Motors 36a sitzenden Ritzel 35 angetrieben wird. Der Motor 36a ist vorzugsweise ein Zweiphasenumkehrmotor, beispielsweise ein Typ Nr. 05088-CU09609169 der Firma Singer Company.
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Wenn das Ritzel 35 mit dem Zahnrad 34 kämmt, dann wird die Schraube 32 des Verstellgliedes 20 gedreht. Dadurch wird eine Verstellmutter 37 in axialer Richtung im Mittelzylinder 31 verschoben und bewegt somit die Schubstange 22. Mit dem Blattverstellarm 23 ist die Schubstange 22 im Schwenkpunkt 38 gekoppelt. Das Verstellglied 22 weist lineare Lagefühler 39a und 39b mit linearen Potentiometern auf, die den Auszug der Schubstange 22 anzeigen.
In Figur 4 ist der Motor 36a zum Antrieb des Zahnrades 34 dargestellt. Vorzugsweise werden zwei derartige Motoren zur Steuerung des Stellgliedes 20 vorgesehen.
Figur 5 zeigt das Verstellglied 20 mit an einem ersten Arm 20a befestigtem erstem Motor 36a. An einem zweiten Arm 20b ist ein zweiter Motor 36b angebracht. Jeder der beiden Motoren 36a und 36b ist mit einem Paar Bremswicklungen versehen. Die Motoren arbeiten derart, daß bei der Abschaltung beider Bremswicklungen die Bremse angelegt ist und der Motor nicht drehen kann. Ist irgendeine der Bremswicklungen erregt, dann kann sich der Motor abhängig von seiner Anregungsenergie frei drehen. Dies wird später in Verbindung mit der Ausfallssicherheit der Erfindung näher erläutert.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt in der Steuerung der Art des zum Antrieb des Verstellgliedes 20 den Motoren zugeführten Signals. Figur 6 zeigt eine schematische Schaltung zur Erzeugung derartiger Signale, wobei das Verstellglied 20 zusammen mit den Motoren 36a und 36b angedeutet ist. Das Verstellglied 20 ist im Schwenkpunkt 21 angelenkt und dient zum Ausfahren sowie zum Zurückziehen der die Lage des Höhenruders verstellenden Schubstange 22.
Gemäß Erfindung wird die Längsblattverstellung des Steuerknüppels von einem ersten Wandler 40 gemessein. Von einem zweiten Wandler 41 wird ein der gemeinsamen Blattverstellung proportionales Signal erzeugt. Ein Luftgeschwindigkeitswandler 42 liefert ein der Luftgeschwindigkeit proportionales Signal. Die Ausgaben der drei Wandler 40, 41 und 42 werden dann an ein Summierglied " 43 gelegt. Die Ausgabe des Summiergliedes 43 führt in einen Signalvervielfacher 45. Die Ausgabe des Signalvervielfachers 45 wird an ein zweites Summierglied 46 gelegt, dessen Ausgang an einem dritten Summierglied 44 liegt. Die Ausgabe des dritten 'Summiergliedes 44 wird wieder als erste Eingabe für ein viertes
--Ί-Summierglied 47 herangezogen. Der Ausgang des vierten Summiergliedes 47 liegt über einen Leistungsverstärker 48 und einen Kanal 49 am Motor 36a.
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Der Ausgang des dritten Wandlers 42, nämlich des Luftgeschwindigkeitswandlers, wird an ein fünftes Summierglied 50 geführt. Die Ausgabe des fünften Summiergliedes 50 liegt wahlweise üben einen Schalter 51 am zweiten Eingang des Signalvervielfachers 45. Das fünfte Summierglied 50 erhält eine Vorspannung von einer Spannungsquelle 52. Diese Vorspannung ist ausreichend negativ, um eine sich vergrößernde Luftgeschwindigkeitsfühlerspannung derart zu verschieben, daß das fünfte Summierglied 50 eine Ausgangsspannung liefert, die sich bei zunehmender Größe der Ausgabe aus dem dritten bzw. Luftgeschwindigkeitswandler 42 Null annähert.
Die Ausgabe des ersten Wandlers 40 und des zweiten Wandlers 42 werden in einem sechsten Summierglied 53 zusammengefaßt. Der Ausgang des sechsten Summiergliedes 52 liegt an einem Schwerpunktintegrator 54, der auf einem Kanal 55 ein Ausgangssignal zum zweiten Eingang des zweiten Summiergliedes 46 liefert.
Eine Triggerschaltung 56 liefert immer nur dann ein Ausgangssignal auf einer Leitung 57, wenn die Luftgeschwindigkeit über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt. Gemäß Figur 6 ist dieser Schwellenwert für einen BeIl-Hubschreiber Modell 214ST 45 knots (72 km/h). Der Schwerpunktintegrator 54 ist normalerweise abgeschaltet
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und spricht bei kleinen Luftgeschwindigkeiten nicht auf Ausgangssig'nale vom sechsten Summierglied 53 an. Erscheint ein Ausgangssignal von der Triggerschaltung 56 auf der Leitung 57, dann wird der Schwerpunktintegrator aktiviert und spricht auf die Ausgangssignale vom sechsten Summierglied 53 an. Vor dem Erreichen des vorgegebenen Schwellenwertes der Luftgeschwindigkeit ist das auf einer Leitung 55 auftretende Signal daher Null. Anschließend ist dieses auf der Leitung 55 auftretende Signal die Summe der beiden an das sechste Summierglied 53 gelegten Eingangssignale.
Die Leitung 57 ist mit einem Schalterbetätigungselement 58 verbunden, um den Schalter 51 zu schließen, wenn die Luftgeschwindigkeit den vorgewählten Schwellenwert erreicht.
Die Ausgaben des Signalvervielfachers 45 sind daher für alle Luftgeschwindigkeiten Null, die unter dem vorgewählten Schwellenwert liegen. Anschließend wird die Stellung des Höhenruders in Abhängigkeit von den aus dem zweiten Summierglied 46 stammenden Signalen gesteuert.
Das Verstellglied 20 arbeitet in einer lageabhängigen Servoschleife, welche den Servolägefühler 39b, der
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seinerseits an das dritte Summierglied 44 zurückgekoppelt ist, heranzieht. Der Lagefühler 39b liefert somit die Lagekomponente für die Verstellgliedsteuerung. Die Geschwindigkeitskomponente für die Verstellgliedsteuerung wird von einem Tachometer 61 erhalten, der eine dritte Eingabe für das vierte Summierglied 47 liefert. Durch einen Lageanzeiger 60 wird dem Piloten die Stellung des Höhenruders angezeigt.
Eine Stellbefehlseinheit 62 liefert ein Vorspannungssignal an das. vierte Summierglied 47, um das Höhenruder dann auf einen vorgewählten Anstellwinkel zu bringen, wenn vom dritten Summierglied 44 keine Ausgangsspannung zugeführt wird.
Die Stellung des Höhenruders hängt demnach von der Signalausgabe aus dem zweiten Summierglied 46 ab. Die drei elektronischen Wandler 40, 41 und 42 messen die longitudinale Blattverstellung, die gemeinsame Blattverstellung und die Luftgeschwindigkeit. Die dabei erhaltenen Signale werden zur Einstellung des . Höhenruders herangezogen, welches:
a) den Schwerpunktseffekt auf den Hubschrauber-Blattverstellwinkel beim Vorwärtsflug beeinflußt;
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b) die statische Längsstabilität des Hubschraubers vergrößert;
c) die mit äer zugeführten Leistung auftretenden Trimmveränderungen minimiert; und
d) die dynamische Blattverstellwinkelstabilität erhöht.
Figur 7 zeigt schematisch den Antrieb für einen der beiden Motoren 36a in verständlicherer Darstellung als Figur 6. Dieses Schaltbild wird als System 1 bezeichnet. Zum Antrieb des Motors 36b dient demnach ein System 2.
Das System 1 weist zwei im wesentlichen identische elektronische Schaltungen 70 und 71 auf. Die elektronischen Schaltungen 70 und 71 enthalten die in der Umrandung 69 in Figur 6 dargestellten Elemente. Die Ausgaben der elektronischen Schaltung 70 werden an eine Summiereinheit 47a angelegt. Die elektronische Schaltung 71 ist mit der Summiereinheit 47b verbunden. Zwei Verstärker 48b dienen zum Treiben der Steuerphase 72 des Motors 36a, und zwar von einer maximal 15 Volt Wechselspannung liefernden Quelle. Der Motor 36a hat eine feststehende Phase oder Wicklung 73, die von 115 Volt Wechselstrom gespeist werden. Die feststehende Phase 73
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ist an der Klemme 74 an eine 115 Volt Wechselspannungsquelle und über einen Anzeigewiderstand 75 an eine Erdklemme 76 angeschlossen. Die Wandler 40, 41 und 42 sind an beide elektronischen Schaltungen 70 und 71 angeschlossen und liefern die zum Antrieb der Steuerphase oder Steuerwicklung 72 des Motors 36a erforderlichen Signale. Der Lagefühler 39a ist ferner an beide elektronischen Schaltungen 70 und 71 angeschlossen, so daß seine Lagesignale bereits in den an den Ausgängen der Summiereinheiten 47a und 47b auftretenden Summensignalen eingeschlossen sind. Der Tachometer 61 liefert seine Ausgabe an beide Summiereinheiten 47a und 47b. Ferner wird die Ausgabe des Tachometers 61 einem Abrutschmonitor 80 und einem Tachomonitor 81 zugeführt. Als zweites Eingangssignal empfängt der Abrutschmonitor 80 die Ausgabe der Summiereinheit 47a. Die zweite Eingabe für den Tachomonitor 81 wird unmittelbar vom Lagewandler 60 erhalten. Die Luftgeschwindigkeit wird von einem Luftgeschwindigkeitsmonitor 82 angezeigt. Ein System-1-Monitor 83 erhält als Eingaben Signale von der Summiereinheit 47a, ein System-2-Einschaltsignal und die Ausgabe einer Summiereinheit des zweiten Systems, welcher der Summiereinheit 47a entspricht. Daher vergleicht der System-1-Monitor 83 die Ausgaben der Summiereinheit 47a mit den Ausgaben des entsprechenden Elements im System 2, und zwar dann und nur dann, wenn das System 2 eingeschaltet ist.
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Ein Phasenanzeiger 84 zeigt an, ob der Strom der festgelegten Phase den richtigen Wert hat. Der Phasenanzeiger 84 stellt Abweichungen von der Stromamplitude fest, die über vorgegebene untere und obere Grenzwerte hinausgehen. Ein Strom- und Spannungsanzeiger 85 mißt die Spannungsabfälle über einen Anzeigewiderstand 86, um übermäßige Unterschiede zwischen den Ausgaben der Leistungsverstärker 48a und 48b festzustellen.
Die Leistungsverstärker 48a und 48b liefern Wechselstrom-Treibbefehle, die von den Eingangssignalen amplitudenmoduliert sind. Die Ausgaben des Leistungsverstärkers 48a sind gegenüber den Ausgaben vom Leistungsverstärker 48b invertiert, so daß Signale entgegengesetzter Polarität an die Steuerphase 72 des Motors 36 gelegt werden.
Ein Signalanzeiger 87 dient zur Anzeige, ob die Wandler 40, 41 und 60 zur Lieferung von Ausgangssignalen für das System arbeitsfähig sind. Der Signalanzeiger 87 stellt einen Kurzschluß oder eine Schaltkreisöffnung für jeden Wandler, oder jede Wandlerverdrahtung fest.
Die in Figur 5 dargestellten Anzeigeeinheiten liefern folgende Ausgaben:
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Ausgaben 1
A 1
B 1
C 1
D 1
E 1
F 1 .
G
Anzeigeeinheit
87 85 81 84 82 83 80
In der vorstehenden Tabelle bezeichnen die Indizes "1" das System 1. Für das System 2 wären Indizes "2" zu wählen.
Figur 7 zeigt, daß drei Luftgeschwindigkeitswandler 42, 42a und 42b vorgesehen sind. Diese dienen zur Erzielung eines zuverlässigen Betriebes der Höhensteuerung. Die Ausgaben vom dritten Wandler 42 versorgen das System 1, die Ausgaben vom Wandler 42a das System 2 und die Ausgangssignale vom Luftgeschwindigkeitswandler 42b wei— den an eine Anzeige geführt. Der Luftgeschwindigkeitsmonitor 82 vergleicht die Ausgaben der Luftgeschwindigkeitswandler 42, 42a und 42b und bestimmt daraus, ob einer oder mehrere der Wandler schadhaft sind. Liefern zwei der Wandler gleiche Ausgaben, während der dritte davon abweicht, dann wird das das abweichende Signal aufnehmende System, also entweder das System 1 oder das System 2 ausgeschaltet, während das verbleibende System das Verstellglied 20 steuert. Stimmen die Ausgaben von
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keiner Kombination zweier Wandler überein, dann werden beide. Systeme 1 und 2 ausgeschaltet und das Höhenruder in der Stellung verriegelt, in -der es sich bei der Feststellung der Signalabweichung befand. Dieses Vergleichen erfolgt durch Vergleichen der Spannungsamplituden der Ausgangssignale der Wandler sowie durch Erzeugung eines Fehlersignals für jeden Wandler, der kein mit den anderen Wandlern vergleichbares Signal liefert.
Figur 8 zeigt eine Fehler/Abschalt-Schaltung, die die
Ausgaben der System-1-Anzeigeeinheiten in Verbindung
mit ähnlichen Ausgaben der System-2-Anzeigeeinheiten verarbeitet.
Die in der vorstehenden Tabelle angegebenen Monitor-.Signale A.-E. sowie G^ werden einer System-1-Anzeigeeinheit 100 zugeführt. Das Signal F. ist nicht an die Einheit 100 angelegt, jedoch als erste Eingabe in ein ODER-Gatter 101 geführt. Die Anzeigeeinheit 100 ist ebenfalls an den Eingang des ODER-Gatters 101 angeschlossen, das als dritte Eingabe das Monitorsignal F„ vom System 2 aufnimmt. In Abhängigkeit von einem der drei Eingangssignale F., Fp bzw. des Signals von der Anzeigeeinheit 100 schaltet das ODER-Gatter 101 ein Leistungsrelais 102, das die Antriebsspannung vom Motor wegschaltet.
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In ähnlicher Weise nimmt eine Anzeigeeinheit 103 die zuvor bezeichneten Signale des Systems 2 auf und liefert ein Abschaltsignal an den Eingang eines ODER-Gatters 104, falls eines der Anzeigesignale einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Die Signale F1 und F2 werden ebenfalls dem ODER-Gatter 104 eingegeben. Wird einer der drei Eingänge des ODER-Gatters 104 angesteuert, dann öffnet ein Leistungsrelais 105, und die Spannungsversorgung zum Motor 36b wird unterbrochen.
In dem in Figur 8 dargestellten System 1- ist eine Bremsstromquelle 106 über das Leistungsrelais 102 und einen Schalter 110 mit einer Motorbremswicklung 111 verbunden. Über einen Schalter 112 wird ferner eine Bremswicklung 113 des Motors 36b mit der Bremsstromquelle 106 des Systems 1 verbunden. Die Motorstromquelle 107 des Systems 1 ist über eine Leitung 114 an den Motor 36a angeschlossen. Auf ähnliche Weise ist die Bremsstromquelle 108 des Systems 2 über einen Schalter 115 mit der zweiten Bremswicklung 116 des ersten Motors 36a verbunden. Die Bremsstromquelle 108 des Systems 2 ist ferner über einen Schalter 117 mit einer zweiten Bremswicklung 118 des zweiten Motors 36b verbunden. Über eine Leitung 119 wird dem zweiten Motor 36b Spannung von der Motorstromquelle 109 des Systems 2 zugeführt.
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Die Schalter 110, 112, 115 und 117 werden beim Auftreten der Signale F.. und F„ betätigt. Tritt das Signal F. auf, dann öffnet der Schalter 110 und schaltet die Motorbremswicklung 111 ab. Der Schalter 112 öffnet, um die Bremswicklung 113 abzuschalten. Tritt das Signal F„ auf, dann öffnet der Schalter 115 die Leitung zur Bremswicklung 116. Der Schalter 117 öffnet und trennt die zweite Bremswicklung 118. Der Motor 36a ist dann betriebsfähig, wenn Spannung zugeführt wird und wenn entweder die Wicklung 111 oder die Wicklung 116 stromdurchflossen ist. Auf ähnliche Weise arbeitet der Motor 36b, wenn ihm Spannung zugeführt wird und wenn entweder \v_. die Bremswicklung 113 oder die Bremswicklung 118 stromdurchflossen ist. Tritt hingegen ein Fehler im Stabilisationsantrieb auf, dann wird das Höhenruder in seiner letzten Stellung verriegelt und nicht ungesteuert belassen. Aufgrund der in Figur· 8 dargestellten Schaltung wird sichergestellt, daß der Stabilisator in einer bestimmten Lage verriegelt wird und nicht aufgrund von aerodynamischen oder Trägheitskräften frei beweglich ist.
h u: b ü
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Claims (30)

UEXKÜLC & 3.TXDO-KE1RTS . ."*. Γ professional representatives - THE EUROPEAN PATENT OFFICE BESELERSTRASSE 4 D-20O0 HAMBURG 52 DR JD. FRHR. von UEXKULL OR ULRICH GRAF STOLBERQ DIPL-ING JÜRGEN SUCHANTKE DIPL-ING ARNULF HUBER OR. ALLARD von KAMEKE DR.KARL-HEINZ SCHULMEYER Textron Inc. (Prio: 17. Mai 1979 US 039 943 - 16726) Westminster Street Providence, Rhode Island 02903 V.St.A. Mai 1980 Steuerung für ein Hubschrauber-Höhenruder Ansprüche
1. / Steuerung für ein Hubschrauber-Höhenruder, gekenn- ■ ^ zeichnet durch
einen ersten Wandler (40) zur Anzeige der longitudinalen Blattverstellung;
einen zweiten Wandler (41) zur Anzeige der gemeinsamen Blattverstellung;
einen dritten Wandler (42) zur Anzeige der Luftgeschwindigkeit;
eine Einrichtung zur Zusammenfassung der Ausgangssignale der Wandler (41, 41, 42) zur Bildung eines Summensignals;
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- eine Einrichtung zur Veränderung des Summefisignals mit einem sich invers zur Luftgeschwindigkeit ändernden Faktor, und
- Einrichtungen zum Anlegen des veränderten Summensignals an das Höhenruder. ■
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
- Einrichtungen zum Zusammenfassen der Ausgangssignale des ersten Wandlers (40) und des dritten Wandlers (42) zur Bildung eines zweiten Summen— signals,
- Einrichtungen zum Integrieren des zweiten Summensignals, und
- Einrichtungen zum Zusammenfassen der Ausgabe der Veränderungseinrichtung mit der Ausgabe der Integrationseinrichtung sowie zur Anlegung dieses Signals als Eingabe für das Höhenruder.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Abschalteinrichtung für die Integrationseinrichtung für den Fall, daß die Ausgabe des dritten Wandlers (42) für die Luftgeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt.
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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Anlegung einer vorgegebenen Vorspannung an das Höhenruder, falls die Ausgabe des dritten bzw. Luftgeschwindigkeitswandlers (42) unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt.
5. Steuerung für ein von einer Servoanlage betätigtes Hubschrauber-Höhenruder mit einem Zweiphasenmotor, gekennzeichnet durch
- einen longitudinalen Blattverstellwinkelsensor,
- einen gemeinsamen Blattverstellwinkelsensor,
- einen Luftgeschwindigkeitssensor,
- Einrichtungen zum Zusammenfassen der Ausgaben der Sensoren zur Bildung eines ersten Summensignals ,
- Einrichtungen zum Verändern des ersten Summensignals mit einem Faktor, der sich invers wie die Luftgeschwindigkeit ändert,
- Einrichtungen zum Zusammenfassen der Ausgaben der Sensoren zur Bildung eines zweiten Summensignals,
- Einrichtungen zur Veränderung des zweiten Summensignals mit einem Faktor, der sich invers zur Luftgeschwindigkeit ändert,
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-A-
- Einrichtungen zum Anlegen eines konstanten . Leistungssignals an die erste Phase des Servomotors,
- Einrichtungen zum Anlegen . des zweiten . Summerv-. signals als Eingabe für die Servoanlage zum Antreiben einer ersten Klemme der zweiten Phase des Servomotors, und -
- Einrichtungen zum .Anlegen des zweiten Summensignals als Eingabe an die Servoanlage zum Antreiben einer zweiten Klemme der zweiten Phase des Servomotors.
6. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Anlegen eines Vorspannungssignals an die Servoanlage für eine Einstellung des Höhenruders unter einen vorgewählten Anstellwinkel, falls die Ausgabe des Luftgeschwindigkeitssensors unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt.
7. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Stromsensor zur Anzeige des Stromflusses durch die erste Phase und durch Einrichtungen zum Abschalten der zum Servomotor zugeführten elektrischen . Leistung, falls die Amplitude des Stromes außerhalb eines vorgewählten Bereichs liegt·.
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8. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Spannungs- und Stromsensor zur Anzeige der Spannung und des Stroms, die der zweiten Phase des Servomotors zugeführt werden, und durch Einrichtungen zur Unterbrechung der elektrischen Stromzufuhr für den Antrieb des Servomotors, falls das Verhältnis der Spannung und des Stromes außerhalb vorgegebener Grenzen liegt.
9. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Feststellung eines Fehlers in einem der Sensoren und durch Einrichtungen zur Unterbrechung der elektrischen Stromzufuhr zum Antrieb des Servomotors, falls ein Sensorfehler erkannt ist.
10. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
- einen zweiten Luftgeschwindigkeitssensor,
- einen dritten Luftgeschwindigkeitssensor,
- Einrichtungen zur Feststellung, wann die Ausgabe des ersten Luftgeschwindigkeitssensors nicht den Ausgaben der zweiten und dritten Luftgeschwindigkeitssensoren entspricht, und
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- Einrichtungen zur Unterbrechung der elektrischen Stromzufuhr für den Antrieb des Servomotors, falls die Ausgabe des ersten Luftgeschwindigkeitssensors nicht mit den Ausgaben der zweiten und dritten Luftgeschwindigkeitssensoren übereinstimmt . .
11. Steuerung für ein Hubschraubei—Höhenruder, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
(a) ein erstes System mit
- einem ersten longitudinalen Blattverstellsensor,
- einem ersten gemeinsamen Blattverstellsensor,
- einem ersten Luftgeschwindigkeitssensor,
- Einrichtungen zum Zusammenfassen der Ausgaben der ersten Sensoren für die Bildung eines ersten Summensignals,
- Einrichtungen zum Verändern des ersten Summensignals durch einen Faktor, der sich invers wie die Luftgeschwindigkeit ändert,
- Einrichtungen zum Zusammenfassen der Ausga-" ben der ersten Sensoren für die Bildung eines zweiten Summensignals,
- Einrichtungen zum Verändern des zweiten Summensignals mit einem Faktor, der sich in bezug auf die Luftgeschwindigkeit invers ändert,
- einen ersten Servomotor, der von einer elektrischen Stromquelle über einen ersten Lei-
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stungsschalter beaufschlagt ist und zum Antrieb des Höhenruders dient, wobei er eine Steuerwicklung mit ersten und zweiten Anschlüssen aufweist,
- Einrichtungen zum Anlegen der veränderten ersten und zweiten Summensignale an die ersten bzw. zweiten Anschlüsse des ersten Servomotors;
(b) ein zweites System mit
- einem zweiten longitudinalen Blattverstellsensor ,
- einem zweiten gemeinsamen Blattverstellsensor ,
- einem zweiten Luftgeschwindigkeitssensor,
- Einrichtungen zum Zusammenfassen der Ausgaben der zweiten Sensoren zur Bildung eines dritten Summensignals,
- Einrichtungen zum Verändern des dritten Summensignals durch einen Faktor, der sich umgekehrt wie die Luftgeschwindigkeit ändert,
- Einrichtungen zum Zusammenfassen der Ausgaben der zweiten Sensoren zur Bildung eines vierten Summensignals,
- Einrichtungen zum Verändern des vierten Summensignals durch einen Faktor, der sich umgekehrt wie die Luftgeschwindigkeit ändert,
- einen zweiten Servomotor, der von einer elektrischen Stromquelle über einen zweiten Leistungsschalter versorgt und an das Höhenruder angeschlossen ist, wobei der Servomotor eine Steuerwicklung mit einem ersten
und zweiten Anschluß aufweist, und
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- Einrichtungen zum Anlegen der veränderten ersten und zweiten Summensignale an die erste bzw. zweite Klemme des zweiten Servomotors.
12. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch
- eine Anzeigeeinrichtung für die ersten Sensoren zur Feststellung einer fehlerhaften Ausgabe an den Sensoren, und
- Abschalteinrichtungen, die den ersten Leistungsschalter öffnen und die elektrische Leistungszufuhr zum ersten Servomotor unterbrechen, wenn an einem der ersten Sensoren eine fehlerhafte Ausgabe erkannt ist.
13. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch .
- Anzeigeeinrichtungen für die zweiten Sensoren zur Feststellung einer fehlerhaften Ausgabe der Sensoren, und
- Abschalteinrichtungen für den zweiten Leistungsschalter zur Unterbrechung der elektrischen Leistungszufuhr zum zweiten Servomotor, falls eine fehlerhafte Ausgabe an einem der zweiten Sensoren erkannt ist.
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14. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch
- einen dritten Luftgeschwindigkeitssensor,
- Einrichtungen zum Vergleichen der Ausgabe des ersten Luftgeschwindigkeitssensors mit der Ausgabe des zweiten und dritten Luftgeschwindigkeitssensors, und
- Einrichtungen zum Öffnen des ersten Leistungsschalters für eine Trennung der elektrischen Leistungszufuhr zum ersten Servomotor, falls die Ausgabe des ersten Luftgeschwindigkeitssensors von den Ausgaben der zweiten und dritten Luftgeschwindigkeitssensoren abweicht.
15. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch
- Einrichtungen zum Vergleichen der Ausgabe des zweiten Luftgeschwindigkeitssensors mit der Ausgabe des ersten und dritten Luftgeschwindigkeitssensors, und
- Einrichtungen zum Öffnen des zweiten Leistungsschalters für ein Unterbrechen der elektrischen Leistungszufuhr zum zweiten Servomotor, falls die Ausgabe des zweiten Luftgeschwindigkeitssensors von der Ausgabe des ersten und dritten
abweicht.
u . 030048/0707
Luftgeschwindigkeitssensors a
16. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch
- Einrichtungen zum Vergleichen des veränderten ersten Summensignals mit dem veränderten zweiten Summensignal zur Feststellung einer Differenz der beiden Signale, und -
- Einrichtungen zum Öffnen des ersten Leistungsschalters für eine Unterbrechung der elektrischen Leistungszufuhr zum ersten Servomotor und zur Öffnung des zweiten Leistungsschalters für eine Unterbrechung der elektrischen Leistungszufuhr zum zweiten Servomotor, falls eine Differenz zwischen dem ersten veränderten Summensignal und dem zweiten veränderten Summensignal festgestellt ist.
17. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 11, dadurch gek.ennzeichnet, daß jeder der Servomotoren mit einer Bremse zur Verriegelung des Servomotors bei aktivierter zugehöriger Bremse vorgesehen ist, wobei jede Bremse durch Erregung einer ersten oder einer zweiten Bremswicklung ausgeschaltet ist und wobei erste Wicklungen zur Stromzufuhr über einen ersten Bremsschalter und zweite Wicklungen zur Stromzufuhr über einen zweiten Bremsschalter angeschlossen sind.
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18. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
- Einrichtungen zum Vergleichen des veränderten ersten Summensignals mit dem veränderten zweiten Summensignal zur Feststellung einer Differenz der beiden Signale, und
- Einrichtungen zum Öffnen der Schalter für eine Unterbrechung der elektrischen Leistungszufuhr zu den Servomotoren und zum Verriegeln der Servomotoren durch die Bremsen, falls eine Differenz zwischen dem modifizierten ersten Summensignal und dem modifizierten zweiten Summensignal festgestellt ist.
19. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
- Einrichtungen zur Feststellung eines Fehlers an einem der ersten Sensoren, und
- Einrichtungen zum Öffnen des ersten Bremsschalters für eine Abschaltung der ersten Bremswicklungen beim Erkennen eines Fehlers an einem der ersten Sensoren.
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20. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
- Einrichtungen zum Feststellen eines Fehlers in einem der zweiten Sensoren, und
- Einrichtungen zum Öffnen des zweiten Bremsschalters für ein Abschalten der zweiten Bremswicklungen, falls ein Fehler in einem der zweiten Sensoren festgestellt ist.
21. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
- Einrichtungen zum Anzeigen der Spannung und des Stromes, die dem ersten Steuerwicklungsanschluß des ersten Servomotors zugeführt sind, um festzustellen, wann die Amplitude der Spannung oder des zugeführten Stromes über vorgegebene Grenzwerte hinausläuft, und
- Einrichtungen zum Öffnen des ersten Bremsschalters für ein Abschalten der ersten Bremswicklungen, falls die dem ersten Steuerwicklungsanschluß zugeführte Spannung oder der zugeführte Strom des ersten Servomotors, über vorgegebene Grenzwerte hinausgeht. .
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22. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
- Einrichtungen zum Anzeigen der Spannung und des Stromes, die dem ersten Steuerwicklungsanschluß des zweiten Servomotors zugeführt sind, um festzustellen, wann die Amplitude der zugeführten Spannung oder des zugeführten Stromes über vorgegebene Grenzwerte hinausgeht, und
- Einrichtungen zum Öffnen des zweiten Bremsschalters für ein Abschalten der zweiten Bremswicklungen, wenn die zum ersten Steuerwicklungsanschluß des zweiten Servomotors zugeführte Spannung oder der zugeführte Strom über vorgegebene Grenzwerte hinausgehen.
23. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
- Einrichtungen zum Anzeigen des über den ersten Leistungsschalter zum ersten Servomotor zugeführten Stromes zur Feststellung, wann die A.mplitude des zugeführten Stromes über vorgegebene Grenzwerte hinausgeht, und
- Einrichtungen zum Öffnen des ersten Bremsschalters für ein Abschalten der ersten Bremswicklungen, wenn die Amplitude des durch den ersten
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Leistungsschalter zum ersten Servomotor zugeführten Stromes über vorgegebene Grenzwerte hinausgeht.
24. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
- Einrichtungen zum Anzeigen des durch den zweiten Leistungsschalter zu dem zweiten Servomotor.zugeführten Stromes zur Feststellung, wann die Amplitude des zugeführten Stromes über vorgegebene Grenzwerte hinausgeht, und .
- Einrichtungen zum Öffnen des zweiten Bremsschalters für ein Abschalten der zweiten Bremswicklungen, wenn die Amplitude des durch den zweiten Leistungsschalter des zweiten Servomotors zugeführten Stromes über vorgegebene Grenzwerte hinausgeht.
25. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
- einen dritten Luftgeschwindigkeitssensor,
- Einrichtungen zum Vergleichen der Ausgabe des ersten Luftgeschwindigkeitssensors mit den Ausga-: ben der zweiten und dritten Luftgeschwindigkeitssensoren, und
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- Einrichtungen zum Öffnen des ersten Bremsschalters zum Abschalten der ersten Bremswicklungen, wenn die Ausgabe des ersten Luftgeschwindigkeitssensors von den Ausgaben der zweiten und dritten Luftgeschwindigkeitssensoren abweicht.
26. Hubschraubersteuerung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
- einen dritten Luftgeschwindigkeitssensor,
- Einrichtungen zum Vergleichen der Ausgabe des zweiten Luftgeschwindigkeitssensors mit den Ausgaben der ersten und dritten Luftgeschwindigkeitssensoren, und
- Einrichtungen zum Öffnen des zweiten Bremsschalters für ein Abschalten der zweiten Bremswicklungen, wenn die Ausgabe des zweiten Luftgeschwindigkeitssensors von den Ausgaben der ersten und dritten Luftgeschwindigkeitssensoren abweicht.
27. Verfahren zur Optimierung der Flugeigenschaften eines Hubschraubers durch Einstellung eines Leitwerkes, dadurch gekennzeichnet,
- die longitudinalen Blattverstellbefehle, die gemeinsamen Blattverstellbefehle und die Luftge-
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schwindigkeit zur Bildung von Sensorausgängssignalen gemessen werden,
- daß ein Steuersignal in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Kombination dieser Signale gebildet wird, und"
- daß die Lage des Stabilisators in Abhängigkeit von der Steuerfunktion verändert wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitwerk bei Luftgeschwindigkeiten festgelegt wird, die unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegen.
29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß Veränderungen des Anstellwinkels des Leit-
. werks unterhalb von Luftgeschwindigkeiten verhindert werden, die unter einem.vorgegebenen Schwellenwert liegen.
30. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitwerk in einer Stellung verriegelt wird, wenn einer von einer vorgegebenen Gruppe von Parametern falsch ist, die zur Erzeugung und.Verwendung der Steuerfunktion dienen.
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