DE3032918A1 - Anordnung, insbesondere fuer luftfahrzeuge zur uebertragung von steuersignalen - Google Patents

Description

• der zu den jeweiligen Stellgliedern führenden Kabeln
• mehrfach, z.B. vierfach ausführen. Somit ist ein Wirkungskreis z.B. auch dann noch betriebsfähig, wenn drei der zugenörigen Karel etwa durch Beschuß ausgefallen sind. Diese Konzeption weist jedoch u.a. tolgende Schwachpunkte aut: - Derartige Anlagen sind empfindlich gegen elextromagnetische Störfelder (Blitzschlag, Kurzscnluß) - Ein vermascntes Kabel netz ist infolge von Laufzeit-und Retlexionserfekten ohne active Elemente in den Knotenpunkten nicht realisierbar.
• - Infolge der vorgenannten EffeKte ist die Verkabelung nur in Form funKtionsbezogener Stränge ausführbar.
• Dies bedeutet bei Vierfachauslegung vier kabel füu jedes anzusteuernde Stellglied.
• - Diese Art der VerKabelung führt bei verwendung dämpfungsarmer Kabel zu einem erheblichen Leitungsgewicht.
• Aus der Zeitschrift "Elektronilpraxis", H.l1, 1979, S.34, ist es bereits bekannt1 Licntleiter zum Aufbau von Datenbussystemen zu verwenden und diese z.B. an Bord von Schiffen und Flugzeugen oder zur Steuerung von lndustriellen Prozessen einzusetzen. Unter einem Datenbus versteht man im engeren Sinne eine Leitung zur Weiterleitung von Informationen, an die alle Teilnehmer angeschlossen sind. Nacn obiger Quelle Können derartige systeme sowonl als Sternbus oder als T-Bus aufgebaut sein. Beim Sternrus lauren die Anschlußleitungen aller Teilnehmer in einem ScernKoppler zusammen. Beim T-Bus Anordnung, insbesondere für Luftfahrzeuge zur Übertragung von Steuersignalen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung der im Oberbegriff des Anspruchs l wiedergegebenen Art.
• Es ist allgemein bekannt, daß bei Flugzeugen die Übertragung von Steuerbewegungen vom Piloten z.B. auf die Ruder durch mechanische Einrichtungen wie Seilzüge, Gestänge, Drehwellen oder entsprechende Kombinationen daraus erfolgt. Je nach Anwendungsfall werden diese Einrichtungen durch hydraulische oder elelctriscne Antriebe unterstützt. Bei Großflugzeugen ist es auch bekannt, Servosteuerungen zu verwenden. Infolge der bei derartigen Steuerungen vorhandenen mechanischen Kopplung zwischen bestimmten Rudern sind z.B. folgende Betätigungesmuster zwangsläufig festgelegt. Betätigung der Höhenruder immer symmetrisch Querruder immer antisymmetrisch Landetlappen immer symmetrisch.
• Hieraus ergibt sich der Nachteil, dabei Ausfall eines bestimmten Ruders die verbleibenden intakten Ruder ggf.
• nicht zur Wiedernerstellung der Manövrierfähigkeit nerangezogen werden können. Bei Einbeziehung militärischer Aspekte ergibt sich ein weiterer Nachteil der vorgenannten mechanischen Steuerungen aus deren Verwundbarkeit. Für derartige Zwecke werden elektrische Servosteuerungen verwendet¼denen die Übertragung der Steuersignale über passive Leitungen, wie Koaxial-Kabel erfolgt. Hierbei lassen sich die einzelnen Wirkungskreise einschließlich ist jeder Teilnehmer über einen T-Koppler an den Datenbus angescnlossen. Obwohl die LichtleitertechniK im Hinblick auf deren Anwendung für Flugsteuerungen wesentlicne Vorteile z.B. bezüglich Gewicht und Zuverlässigkeit verspricnt, weisen sowohl das Stern- als auch das T-Bus-Konzept den Nachteil auf, daß jeder Teil nehmer über nur eine Leitung mit dem restlichen System in Verbindung steht. Daraus folgt, daß bei Ausfall einer derartigen Leitung auch die Funktion des betreffenden Teilnehmers ausfällt. Bei einer Flugsteuerung würde dies bedeuten, daß bei Ausfall einer entsprechenden Leitung - etwa durch eine örtliche Beschädigung infolge eines Versagens dritter Komponenten - evtl. eine lebenswichtige Steuerfunktion ausfallen würde.
• Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, für eine Anordnung, insbesondere für Luftfahrzeuge, zur Übertragung von Steuersignalen ein ohne Störungen durch Lauf zeigt Effekte, Reflexionen und elektromagnetische Störfelder arbeitendes passives vermaschtes Leitungsnetzwerk zu schaffen, welches im Falle des Versagens von Steuerelementen die Durchführun Xeuartiger vorprogrammierter Steuermaßnahmen ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils vpn Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung enthalten die Ansprüche 2 bis 10.
• Mit der Anordnung nach der Erfindung wird eine im Vergleich zu mechanischen, hydraulischen oder elektrischen oder daraus kombinierten Lösungen wesentlich gesteigerte Sicherheit gegen Ausfall erreicht. Weiterhin ist aufgrund der Erfindung die Möglichkeit gegeben, daß in bestimmten gefährlichen Situationen die Steuerflächen neuartige Kombinationen von Aus schlägen ausführen.
• Hierdurch wird bei Ausfall eines Ruders die Manövrierfähigkeit eines Flugzeuges erhalten.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Übersicht über eine Anordnung nach der Erfindung für ein Flugzeug; Fig. 2 eine Schaltung eines Hauptsteuerkreises; Fig. 3 eine optische Einrichtung zur Stellungsabtastung,einer Steuersäule; Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Kraftsimulators; Fig. 5 eine Schaltung einer Mischereinheit; Fig. 6 ein Blockschaltbild eines optronischen Informationssystems; Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Servo-Einheit; Fig. 8 ein Anzeige- und Bediengerät und Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Dialog-Gerätes.
• Anordnung Fig. 1 zeigt eine Übersicht über dieser Ubertragung von Steuersignalen für ein Flugzeug F. Das Flugzeug F weist die üblichen Steuerflächen auf, und zwar zwei Höhenruder 1, 1', ein Seitenruder 2, zwei Langsamflug-Querruder 3,3', zwei Schnellflug-Querruder 4,4' Landeklappen 5,5', Nasenklappen 6,6' und eine Höhenflosse 7.
• Zum Flugzeug F gehören u.a. die Triebwerke 8,8' sowie die Steuerorgane 9, wobei die schematische Darstellung die Steuersäulen 9a und Pedale andeutet. Das Leitung system zur Übertragung von Steuersignalen weist hauptsächlich mehrere Signal pro zessoren lo und ein aus Längsleitungen 11 und Querleitungen 12 bestehendes mehrfach vermaschtes Netzwerk aus Lichtleitern auf, das mit adressierbaren Servo-Einheiten 14 in Verbindung steht.
• Knotenpunkte 13 bestehen dabei aus Verzweigungen bekannter Art, z.B. in Form von Stern- oder T-Kopplern.
• Die Steuerorgane 9 sind derart ausgeführt, daß sie ein dem Steuerbefehl entsprechendes digitales Lichtsignal liefern. Die an der Peripherie des Netzwerkes angeordneten Servo-Einheiten 14 verfügen über Einrichtungen zur Umwandlung des ankommenden Lichtsignals in eine Steuerbewegung. Außerdem weisen sie Einrichtungen auf, die die momentane Stellung z.B. eines Ruders ermitteln und ein entsprechendes Lichtsignal an die Längs leitungen 11 abgeben. Der zwischen den Signalprozessoren lo und den über die Längs leitungen 1 angeschlossenen peripheren Geräten ablaufende Datenverkehr wird zyklisch durchgeführt, d.h. die Signalprozesseren 1o geben in festem Abfragetakt adressierte Informationssignale z.B.
• an die Servo-Einheiten 4 ab, die diese wiederum mit adressierten Informationssignalen beantworten. Der hierbei ablaufende Datenverkehr ist in Form von Telegrammen mit fester Worrtlänge definiert. Diese Telegramme sind einer Träherfrequenz in Form einer digitalen Frequenzmodulation aufgeprägt, wobei des Lichtsignal letztlich eine der Trägerfrequenz entsprechende Amplitudenmodulation aufweist0 . Hierdurch wird eine sehr hohe Störsicherheit gegenüber eventueller fremdlichteinstreuung erreicht.
• Aufgrund der Vermaschung ist sichergestellt, daß das Signal auf vielen Wegen von den Signalprozessoren 10 zu der angesprochenen Servo-Einneit 14 gelangt, wodurch die Zuverlässigkeit des Systems weiter ernönt wird. Das dargestellte System ist dreifach ausgerünrt, d.h. im Rump@, im Flügel sowie in den Leitwerken sind drei Längsleitungen 11 mit entsprechenden uerleitungen 12 angeordnet und pro Ruder Steuerfläche oder dgle sind drei Servo-Einhe@ten 14 vorgesehen. Die Signalprozessoren 10 enthalten den Hauptsteuerkreis der gesamten Anordnung Auch diese Einneit ist zur Steigerung der Zuverlässigkeit dreitach ausgerünrt.
• Fig. 2 zeigt die Scnaltung von einem der Signalprozesso ren 10, die im wesentlichen aus einem Mischer 15 und drei Inrormationssystemen 16, 17 und 18 besteht. Über dreifach ausgeführte Lichtleitungen 19 ist der Mischer 15 mit einem vermaschten Geber-Netzwerk 20 aus Lichtleitern verbunden0 Der drefache Ausgang des Mischers 15 ist mit je einer der Inrormations-Einheiten 16 bis 18 verbunden.
• Jede Einheit i6 bis 18 weist weiterhin je drei Anschiuß-Lichtleitungen 16a bis 18a aurS die jeweils mit dem Netzwerk 24 aus den Längs leitungen 11 und Querleitungen 12 in Verbindung steht. Der Mischer 15 übernimmt hier die Aufgabe die z.B. von der Steuersäule kommenden dngtalen Lichtsignale so aurzuereiten, daß diese unter logischer Berücksichtigung weiterer Informationen an die Informations-Systeme 16 bis 18 weitergeleitet werden.
• Werden dem Mischer 15 z.B. ein signal das einer vorgegebenen Soll-Flugnöhe entspricht und ein weiteres von einem Hönenmesser 22 geliefertes Signal, das der ist-Höne entspricht, zugerührt, so bildet der Miscner 15 ein zur Einsteliung der Soll-Flughöhe dienendes Differenz-Signal, das über die Inrormatlonssystetne 16 bis 18 in das Netzwerk 24 eingegeben wird. Dieses an die Servo-Einheit 14.01 des Höhenruders adressierte Telegramm wird nun von dieser einheit aurgenommen und in einen entsprecnenden Ausschlag ues puders 1 umgesetzt, der das Flugzeug ohne einvmrkung des Piloten wiederin die Soll-Flughöne zurückführt. Auf die gleiche Weise Können von einem Navigationsgerät 23 geli@@erte kurs-istwerte durch den Mischer 15 mit einem vorgegebener Soll-Kurs verylicnen werden. Das hierbei entstenende Differenz-Signal wird in einen an die Servo-Einheit 14.02 des Seitenruders 2 und an die Servo-Einheit/en 14.03 und 14.04 der Querruder 3 adressierten Steuerbefehl umgewandelt und über die Informationssysteme 16, 17 und 1 und weiter über das Netzwerk 24 den genannten Servo-Einheiten zugeführt. Diese antworten mit einem Ruderausschlag, der die erforderliche Kurskorrektur bewirkt.
• Ein über das Geber-Netzwerk 20 an den Mischer 15 angeschlossenes nicht dargestelltes Anzeige- und Bediengerät dient u.a. der graphischen Darstellung der Soll- und Istwerte unter Verwendung üblicher Sinnbilder. Wird die Anordnung auf manuellen Betrieb umgeschaltet, so entfällt der Soll-Istvergleich durch den Mischer und die über das Geber-Netzwerk 20 ankommenden Steuerbefehle werden direkt in Form entsprechender Telegramme an die betreffenden Servo-Einheiten weitergeleitet. An das Geber-Netzwerk 20 sind alle einen Steuerbefehl abgebenden Steuerorgane 9, wie Steuersäulen, Pedale, Trimmrad usw. über einen dreifach ausgeführten Lichtleiter angeschlossen. Bei den vorbeschriebenen Abläufen besteht die Aufgabe der Informationssysteme 16 bis 18 im wesentlichen darin, den Verkehr der in die Mischereinheit 15 ein- und auslaufenden Daten durch einen bestimmten Takt zu steuern und die Befehls- bzw. Abfragetelegramme mit den entsprechenden Adressen zu versehen.
• Fig. 3 zeigt die Prinzipdarstellung einer optronischen Einrichtung 25 zur Stellungsabtastung der Steuersäule9 a, die als Signalgeber funktioniert. Sie besteht im wesentlichen aus einem bog formigen festen Teil 25a mit auf dessen Innenseite anges,?neten Lichtempfänger-Dioden 26, die jeweils mit dem Eingany einer Codiermatrix 27 verbunden sind. Dem festen Teil 25a steht auf dessen Innenseite ein um einen Punkt 28 drehbares segmentförmiges Teil 29 derart gegenüber, daß der Punkt 28 mit dem Mittelpunkt der inneren Kontur des Teils 25a zusammenfällt und ein Bereich des drehbaren Teils 29 mit dem festen Teil 25a einen bogenförmigen Spalt mit dem Mittelpunkt 28 bildet.
• In der bogenförmigen Randfläche des drehbaren Teils 29 sind Lichtsender-Dioden 30 derart angeordnet, daß das von diesen abgegebene Licht direkt von den Dioden 26 aufgenommen wird. Die Lichtsender-Dioden 30 stehen mit einer Schaltmatrix 31 in Verbindung, die vom Bordnetz mit Strom versorgt wird, es sind jedoch drei Pufferbatterien 32,33 und 34 vorgesehen. Die Schaltmatrix 31 liefert ein bestimmtes elektrisches Impulsmuster, wodurch die Dioden 30 bestimmte digitale Lichtimpulse aussenden. Das bewegliche Teil 29 ist derart mit der Steuersäule 9a verbunden, daß es deren Bewegungen in fester Abhängigkeit folgt. Dabei nehmen die Empfänger-Dioden 26 ein Lichtsignal auf, das der jeweiligen Stellung der Steuersäule entspricht. Dieses Signal wird von der Codiermatrix 27 in ein digitales Lichtsignal umgewandelt, das durch den Mischer 15 laufend abgefragt wird. Falls die bordnetzabhängige Stromversorgung der Dioden ausfallen sollte, wird die entsprechende Energie durch die Pufferbatterien 32 bis 34 geliefert. Der Signalgeber arbeitet um so genauer, je mehr Dioden pro Bogeneinheit untergebracht sind. Eine Steigerung. der Genauigkeit ist weiterhin dadurch erreichbar, daß das bewegliche Teil 29 über ein Übersetzungsgetriebe bekannter Art angetrieben wird. Durch eine logische Schaltung kann erreicht werden, daß die Ablesung durch die Codiermatrix auch dann noch eindeutig ist, wenn eine der drei Lichtsender-Dioden 30 während des Betriebes ausfallen sollte. Nach der Erfindung können auch die anderen Steuerorgane wie Pedale, Trimmrad usw. mit optronischen Einrichtungen 25 der vorbeschriebenen Art ausgerüstet sein.
• Die Vertauschung der Lichtsender- und Empfängerdioden ergibt eine weitere Variante der optronischen Einrichtung 25.
• Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Kraftsimulators 35.
• Derartige Einrichtungen zur Simulation der Ruderkräfte sind an sich bekannt und basieren meist auf recht komplizierten mechanischen Getrieben. Die hier gezeigte Lösung arbeitet elektromagnetisch und wird über Lichtleiter angesteuert.
• Der Kraftsimulator 35 besteht im wesentlichen aus einer Steuer-Einheit 36, einer elektronischen Simulator-Einheit 37 und einem Elektromotor 38. Der vorbeschriebene Mischer 15 liefert per Lichtleiter an den Kraftsimulator 35 adressierte Signale, die der Fluggeschwindigkeit entsprechen.
• Diese Signale werden von der Steuereinheit 36 selektiv empfangen und als elektrische Digital-Signale an die elektronische Simulator-Einheit 37 weitergeleitet. Diese gibt aufgrund einer flugzeugbezogenen fest programmierten Funktionsgleichung in Abhängigkeit von der Fluggeschwindigkeit und vom jeweiligen Ruderausschlag eine bestimmte elektrische Leistung an den Motor 38 ab. Diese liefert bei Stillstand über eine Welle 38a ein entsprechendes Drehmoment Md, das direkt z.B. auf die Steuersäule 9a derart einwirkt, daß hier eine für den Piloten fühlbare Kraft auftritt, die den Ruderkräften in sinnvoller Weise entspricht. Aufgrund des in der Simulator-Einheit37 abgespeicherten Programms wird die Richtung des Drehmomentes umgekehrt, wenn die Steuersäule 9a die Neutrallage durchfährt. Die der Fluggeschwindigkeit entsprechenden in den Mischer 15 eingegebenen Signale werden z.B. vom Meßergebnis eines nicht dargestellten Staurohres über einen Analog-Digital-Wandler abgeleitet und über eine zugeordnete adressierbare Steuer-Einheit in Form eines digitalen Lichtsignals in das Geber-Netzwerk 20 eingespeist.
• Fig. 5 zeigt die innere Schaltung eines Mischers 15 mit zwei je einer Steuersäule 9a zugeordneten Verbindungseinheiten 39 und 40 mit drei zentralen Prozessor-Einheiten 41,42 und 43, denen jeweils ein Speicher 44,45 und 46 zugeordnet ist. Der Mischer 15 weist weiterhin für jedes Organ, das einen Steuerbefehl abgeben kann, eine entsprechende, hier nicht gezeigte Verbindungseinheit auf.
• Der Mischer 15 weist weiterhin pro Speicher je eine vertikale Referenz 47,48,49 und eine horizontale Referenz 50,51, 52 auf. Zur Verbindung mit den Steuersäulen 9a und Kraftsimulatoren 35 dienen Lichtleiter. Die einzelnen internen Funktions-Einheiten des Mischers 15 sind entsprechend Fig.5 durch elektrische Leitungen miteinander verbunden. Die Verbindungen mit den Informationssystemen 16 bis -18 erfolgen ebenfalls über elektrische Leitungen. Die z.B. von der Steuersäule 9a kommenden codierten Signale gelangen in die Verbindungs-Einheit 39, die ihrerseits im wesentlichen aus Verstärkern und Codewandlern besteht. Hier werden die genannten Signale verstärkt sowie umkodiert und auf den mischerinternen Datenbus geleitet, der mit den zentralen Prozessor-Einheiten 41,42 und 43 in Verbindung steht. Eine Prioritätsschaltung innerhalb der Verbindungseinheiten sorgt darür daß die Signale der Steuersäule 9a solange Priorität haben bis durch Bedienung die Steuersäule 9ajl eingeschaltet wird und diese dann die Führung übernimmt.
• In den Speichern 44,45 und 46 werden die von den Referenzen 41 bis 49 und 50 bis 52 gelieferten, der Istlage des Flugzeuges entsprechenden Daten gespeichert und über die Prozessor-Einheiten 41 bis 43 miteinander verglichen. Hierbei werden diejenigen Daten als richtig erkannt, die in der Mehrzahl der Prozessor-Einheiten 41 bis 43 übereinstimmend vorliegen. Die Prozessor-Einheit mit abweichender Information wird als fehlerhaft erkannt und über den mischerinternen Datenbus gesperrt.
• Dies geschient mittels eines speziellen Fenlercodesignals. Die Prozessor-Einheiten 41 bis 43 sind es auch, die die erforderlichen Operationen für die vorerwännte automatische Flugführung ausführen. Ein entsprechender Prozessor ist z.B. unter der Bezeichnung PDP 51/70 bekannt. Entsprechend Fig. 1 verfügt die gesamte Anordnung über drei Signal-Prozessoren 10 und damit auch über drei Mischer 15, was eine entsprechende Steigerung der Zuverlässigkeit bewirkt.
• Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild eines optroniscnen InformatlonssystemsS wie es in dreifacner Ausfünrung nacn Fig. 2 innerhalb des Signal-Prozessors 10 mit den Positionen i6,17 und 18 vorgesehen ist. Das dargestellte System weist drei Prozessoren D3s54s55 mit drei Speichern 56,57,58, drei Coder/Moduiatoren 59,60,61, drei Demodulator/Decodern 62,63,64, arei Sendern 65, 66, 67 und drei Empfängern 68,69,70 auf, die miteinander verbunden sind. Wesentlicner Bestandteil der Sender 65 bis 67 ist jeweils eine Laserdiode, die ein Licntsignal an das Netzwerk 24 abgeben kann. Die Empfänger bestehen im wesentlichen aus je einem Silizium-?ototransistor, der als Detektor für über das Netzwerk 24 ankommende Lichtsignal dient, d.h diese wieder in elektrische Signale umwandelt. Das gezeigte inrormationssystem besteht zur Steigerung der ZuverlässigKeit aus drei Zweigen, die in Parallelschaltung arbeiten. Zur Erläuterung der Wirkungsweise wird zunächst nur der links gezeigte Zweig bestehend aus dem Prozessor 53 mit dem Speicher 56 sowie dem Coder/Modulator 59, dem Demodulator/Decoder 62, dem Sender 65 und dem Empfänger 68, betrachtet. Diese Schaltung steuert den zwischen dem Netzwerk 24 und dem Mischer 15 ablaufenden Datenverkehr , wobei ein in den Prozessor 53 integrierter Oszillator als Taktgeber fungiert. Ein aus dem Mischer 15 zum Prozessor 53 gelangendes elektrisches Signal wird dem Coder/ Modulator 59 zugeführt. Innerhalb des Coder-Teils wird das Datentelegramm von der prozessorbezogenen in die peripheriebezogene Wort- und Adress-Struktur umgewandelt. Anschließend durchläuft das Telegramm den Modulatorteil, wo es einem hochfrequenten Träger in Form einer Frequenzmodulation aufgeprägt wird. Der entsprechende reine Dateninhalt wird dann in einem Zwischenschritt durch Demodulation zurückgewonnen und einem festen anderen Träger durch Amplitudenmodulation aufgeprägt.
• Das so entstandene Signal wird innerhalb des Senders 65 verstärkt und der Laserdiode zugeführt, die ein dem Diodenstrom analoges Lichtsignal an das Netzwerk 24 abgibt. In umgekehrter Richtung wird ein über das Netzwerk 24 ankommendes Lichtsignal vom Empfänger 68 aufgenommen und durch den eingebauten Fototransistor in ein amplitudenmoduliertes elektrisches Signal zurückverwandelt, das dann zum Demodulator/Decoder 62 gelangt. Am Ausgang des Demodulator/Decoders 62 liegt dann wieder ein Datentelegramm in prozessorbezogener Struktur vor, das nun durch den Prozessor 53 weiterverarbeitet wird. Die beiden anderen Zweige des Systems führen im gleichen Takt die gleichen Operationen aus, wobei der synchronisierende Impuls vom Taktgeber des Prozessors 53 ausgeht. Sollte dieser Taktgeber ausfallen, so wird der links dargestellte Zweig automatisch abgeschaltet und der nächst vorgesehene Taktgeber steuert die Synchronisation. Auch die weiterhin nach Fig. 2 vorgesehenen Informationssysteme 17 und 18 werden im Normalfall durch den Prozessor 53 synchronisiert. Der entsprechende Synchronisier-Impuls wird über das Netzwerk 24 geleitet.
• Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild einer Servo-Einheit 14, z.B. zur Betätigung des Höhenruders 1, die einen mechanischen und einen elektronischen Teil aufweist.
• Der mechanische Teil besteht hier im wesentlichen aus einem Stellzylinder 71 einer Schubstange 72 und zwei Servo-Ventilen 73. Der elektronische Teil umfaßt zwei Servoverstärker 79 und 802 eine Prozessor-Einheit 81, einen Modulator 82, einen Demodulator 83, einen Sender 84S einen Empfänger 85, einen Positionswandler 86, einen Speicher 87 und ein Stromversorgungsteil 88, die miteinander verbunden sind. Die vorgenanntenFunktionseinheiten bestehen vorwiegend aus integrierten Schaltkreisen und sind vorteilhaft in einer Elektronik-Kammer des Gehäuses vom Stellzylinder 71 angeordnet. Hierdurch bildet der eigentliche Stellzylinder 71 mit dem elektronischen Teil die neuartige zusammenhängende Servo-Einheit 14, die außer den hydraulischen Druck- (74,75) und Rücklauf- (76,77) Leitungen einen Anschluß 89 für die Stromversorgung und zwei Lichtleiter-Anschlüsse 90 und 91 aufweist. Ein über den Lichtleiter 11 ankommendes von den Informationssystemen 16,17,18 an den Stellzylinder 71 adressiertes Lichtsignal wird vom Empfänger 85 in ein elektrisches Signal umgewandelt und dem Demodulator 83 zugeführt, der von diesem Signal das ursprüngliche Datentelegramm ableitet und in die Prozessor-Einheit 81 eingibt, die über einen eingebauten Decoder verfügt, der das Telegramm auf den eigenen Abfragezyklus umsetzt und auf einen internen Datenbus schaltet. ImESpeicher 81 sind verschiedene, mögliche Betätigungsprogramme des Stellzylinders 71 abgespeichert.
• Aufgrund des Telegramms wird nun ein bestimmtes Programm aus dem Speicher 87 zur Steuerung der Servoverstärker 79 und 80 aufgerufen, die ihrerseits eine elektrische Ansteuerung der Servoventile 73 bewirken. Diese steuern den Zu- und Rückstrom der Druckflüssigkeit derart, daß die Schubstange 72 dem hier nicht dargestellten Höhenruder 1 den Bewegungsablauf erteilt, der dem abgerufenen Programm entspricht. Der Speicher 87 kann als Halbleiter oder magnetischer Blasenspeicher ausgeführt sein. Die adressierbaren Programme sind in Form mathematischer punktionen abgespeichert, die sowohl schnelle oder langsame als auch lineare oder nicntlineare Ruderausschläge erlauben. Mittels der abgespeicnerten FunK-tionen können unterschiedliche Steuerungsanforderungen erfüllt werden. So ist es beispielsweise mdglich, die Ruderausschläge der jeweiligen Fluggeschwindigkeit anzupassen. Weiternin ist es möglich, bestimmte Notprogramme abzuspeichern, wodurcn der Ausfall wichtiger Ruder ausgeglichen werden kann. So ist es z.B. denkbar, den Ausfall eines Querruders 3 dadurch auszugleichen, daß man antisymmetrische Höhenruderausschläge gibt oder den Ausfall des Seitenruders 2 dadurch auszugleichen, daß die auf der Innenseite der beabsichtigten Kurve liegenden Querruder 3 und 4 bzw. 3' und 4' gegensinnig ausgescnlagen werden. Eine andere aufgrund der Erfindung neuartige Möglichkeit besteht darin, daß z.B. eine auf den Tragflügel wirkende einseitige Böenlast durch einen scnnellen einseitigen Querruderausschlag kompensiert wird. Hierzu wird jeweils das Querruder herangezogen, das dem Lastangritt am nächsten liegt. Derartige Reaktionen können -.B. durch Signale von im Flügel angeordneten Beschleunigungsmessern üblicher Art eingeieitet werden. Die vorbeschriebenen Beispiele deuten nur an, welche vorteilhaften Wirkungen mit der Anordnung bei entsprechender Programmierung noch möglich sind.
• Der Stellungsgeber 78 liefert ein der jeweiligen Stellung der :Schubstange 72 entsprechendes Signal an den Positionswandler 86, der im wesentlichen aus einem Analog-Digital-Wandler besteht. Die von diesem gelieferten Signale werden der i?rozessor-Einheit 81 zugerührt, wo sie zur Kontrolle des zu fahrenden Programms herangezogen werden. Weiterhin gelangen entsprechende ratentelegramme per Abfrage laufend über den Modulator 8d, den Sender 84 und den Licntleiter 51f12 zu den Informationssystemen 16,17,18, die somit die Betriebsfähigkeit der Servo-Einheit 14 kontrollieren können.
• Der Speicher 87 enthält nach obigem verschiedene vom Stellzylinder 71 (oder z.B. von einem elektrischen Servomotor) auszuführende Betätigungsprogramme und dient gleichzeitig aucn zu deren Uberwacnung aufgrund der vom Stellungsgeber 78 gerieferten Signale. Derartige Speicher werden auch "i@ elligente Spelcher" genannt. Als Prozessor-Einheit 81 ko mit z.B. der bekannte Baustein INTEL 8080 in Betracht.
• Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild eines Anzeige- und Bediengerätes 92. Das Gerät weist eine Prozessor-Einheit 93, eine elektronische Bild-Einheit 94, einen Bildschirm 95, eine Tastatur 95a, einen Coder 96, einen Sender 97, einen Decoder 98 und einen Empfänger 99 auf, die miteinander verbunden sind. Der Sender 97 und der Empfänger 99 stehen über Lichtleiter mit dem Geber-Netzwerk 20 in Verbindung.
• Über die alphanumerische Tastatur 95a, die z.B. nach ÅSCI-Code (American Standard Code for Information Interchange) arbeitet, erfolgt die Eingabe von Betriebsdaten in das Geber-Netzwerk 20. Für feste Betriebsarten stehen bestimmte mit entsprechenden Symbolen versehene Wahltasten zur Verfügung. Hier können z.B. die Grundbetriebsarten wie manuelle (MANOP), halbautomatische (SEMOP) oder automatische (AUTOP) Steuerung gewählt werden. Dabei hat die Prozessor-Einheit 93 u.a. die Aufgabe, die von der Tastatur 95a gelieferten Signale derart. aufzubereiten, daß diese in Form abgefragter Datentelegramme über den Coder 96 und den Sender 97 per Lichtleiter zu dem Mischer 15 gelangen. Der Bildschirm 95 steht über die elektronische Bild-Einheit 94 mit der Prozessor-Einheit 93 in Verbindung. Die Bild-Einheit 94 umfaßt im wesentlichen einen Signalgenerator und eine Codewandlermatrix, wie sie üblicherweise zur Bilddarstellung verwendet werden. Eine derartige Schaltung ist aus Klein: Mikrocomputersysteme, Francis Verlag, München, 1979, 2. Aufl. S. 32 bekannt. Der Bildschirm 95 ist als Halbleiter-Bildschirm ausgeführt und dient sowohl zur Darstellung der aktuellen Lage des Flugzeuges F als auch zur Darstellung vorgenommener Steuerkorrekturen. Der Signalgenerator der Bild-Einheit 94 dient hierbei zur Aufbereitung der sinnbildlichen Darstellung von Lage-und Kursinformationen (Balken, Kurszahlen), zur Anfertigung alphanumerischer Zeichen nach ASCI-Code und zur Aufbereitung der Symbole für die Steuerbefehle. Die Codewandlermatrix steuert die Punktmatrixfelder des Bildschirms 95, so daß die im Code des Signalgenerators vorliegenden digitalen Signale in die entsprechenden Darstellungen umgesetzt werden. Die gesamte Anordnung weist drei der vorbeschritenen Anzeige- und Bediengeräte 92 auf, die über das Geber-Netzwerk 20 mit den Mischern 15 korrespondieren. Dadurch verfügen beide Piloten und der Flugingenieur jeweils über ein eigenes Anzeige- und Bediengerät 92, wobei die jeweils gezeigten Darstellungen und ausgeführten Bedienungsmaßnahmen in der Regel infolge der unterschiedlichen Aufgaben der Bedienpersonen völlig verschieden sind. Auch hier sind die Möglichkeiten, die sich durch entsprechende Programmierung der gezeigten Schaltung ergeben, nur angedeutet.
• Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Dialog-Gerätes loo, mit dem sich eine sinnvolle Ausgestaltung der Anordnung ergibt. Das Dialog-Gerät loo besteht im wesentlichen aus einer Sprach-Analyse-Einheit lol, die mit einem Mikrofon in Verbindung steht und einer Sprach-Synthese-Einheit 102, die mit einem Lautsprecher verbunden ist. Das Dialog-Gerät loo korrespondiert mit der Prozessor-Einheit 93 des Anzeige- und Bediengerätes 92 nach Fig. 8 und erlaubt einen sprachlichen Dialog der Bedienperson mit der beschriebenen Anordnung. Hierbei werden die per Sprache über das Mikrofon eingegebenen Code-Wörter durch die Sprach-Analyse-Einheit anhand eines hier abgespeicherten Silbenschatzes erkannt und in Form entsprechender digitaler Telegramme in die Prozessor-Einheit 93 eingegeben. Dies geschieht unter Verwendung eines sog. PROM-Sprachdecoders (PROM = Programed read only memory). Umgekehrt kann jetzt eine für die Bedienperson wichtige Information über den Lautsprecher ausgegeben werden. Dabei erfolgt die Sprach-Synthese innerhalb der Einheit 1o2 durch einen PROM-Sprachcoder, der die von der Prozessor-Einheit 93 gelieferten Telegramme aufschlüsselt und die entsprechend auszugebenden Worte aufgrund eines hier abgespeicherten Silbenschatzes zusammenstellt und diese tonfrequenten Signale' dem Lautsprecher über einen hier nicht gezeigten Leistungsverstärker zuführt. Derartige Sprach-Coder bzw.
• -Decoder sind an sich bekannt und z.B. in der Zeitschrift ttElextronìk Heft 14, 1980, ab Seite 54 anhand von Anwendungsbeispielen beschrieben, Die bei der vorstehend beschriebenen Anordnung über die vermischte Lichtleiter-Netzwerke 20 und 24 ausgetauschten Lichtsignale sind nicnt auf die beschriebene Modulationsart beschränkt, vielmenr sind je nach Anwendung auch andere Modulationsarten wie Pulsfrequenz-Modulation (PFM) oder Pulscode-Modulation (PCM) möglich.

Claims (9)

1. Anordnung,insbesondere für Luftfahrzeuge zur Übertragung von Steuer signalen Patentansprüche Anordnung, insbesondere für Luftfahrzeuge, zur Übertragung von Steuersignalen auf Steuerflächen mit einem passiven Leitungssystem, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Leitungssystem durch ein Netzwerk (24), bestehend aus mehrfach vermaschten Lichtleitern (i1,12) , gebildet ist und Steuerorgane (9) zur Erzeugung von Steuerbefehlen in Form digitaler Lichtsignale über in Signal-Prozessoren (lo) eingebaute Mischer (15) und Informationssysteme (16,17,18) an das Netzwerk (24) angeschlossen sind und die Steuerflächen (1,2,3,4,5) sowie andere Steuerelemente durch über das Netzwerk (24) adressierbare Servo-Einheiten (14) anzusteuern und zu betätigen sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Steuerflächen (1,2,3, 4,5) durch in den Servo-Einheiten 614) vorhandene intelligente Speicher (87) und Prozessor-Einheiten (81) anzunehmen und zu betätigern sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Servo-Einheiten (14) Stellungsgeber (78) aufweisen, die auf ein entsprechendes Abfragesignal ein Signal liefern, das der momentanen Betriebsstellung einer Steuerfläche (1,2,3,4,5) entspricht.
4. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Signalaus tausch zwischen den Steuerorganen (9) und dem Mischer (15) ein cockpitseitiges aus vermaschten Lichtleitern gebildetes Geber-Netzwerk (20) angeordnet ist.
5. 5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Steuerorgane (9) optronische Einrichtungen (25) zur Stellungsabtastung aufweisen, wobei an einem beweglichen Teil (29) angeordnete lichtaussendende Dioden (3O) und auf einem festen Teil (25) angeordnete lichtempfindliche Elemente (26) sich über einen Luftspalt gegenüberstehen oder umgekehrt.
6. 6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuersäule (9a) einen mit einer elektrischen SimulatoreXnheit (36) adressierbaren Krafzsimulator (35) aufweist, bei dem der Ständer eines Elektromotors (38) fest mit dem Gestell der Steuersäule und-dessen Welle (38a) fest mit der Steuersäule selbst verbunden ist.
7. 7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens ein Anzeige- und Bediengerät (92) mit einem Bildschirm (95) und einer Tastatur (95a) vorhanden ist, das mit den Mischern über das Geber-Netzwerk (2O) verbunden ist.
8. 8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an das Anzeige- und Bediengerät (92) ein Dialog-Gerät (loo) angeschlossen ist, das eine Sprach-Analyse-Einheit (101) und eine Sprach-Synthese-Einheit aufweist'
9. 9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Informationssysteme (16, 17,18) je mindestens einen Speicher (56), Prozessor (53), Coder-Modulator (59), Demodulator-Decoder (62), Sender (65) und einen Empfänger (68) aufweisen.

   lo. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß alle im Netzwerk (24), Geber-Netzwerk (20) installierten Lichtleitungen sowie die Signal-Prozessoren (wo), Mischer (15) und Informationssysteme (16,17,18) dreifach parallel zueinander vorhanden sind.