DE3032918C2 - Passives Leitungssystem, insbesondere für Luftfahrzeuge, zur Übertragung von Steuersignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Leitungssystem der im Oberbegriff des Patentanspruchs wiedergegebenen Art

Es ist allgemein bekannt, daß bei Flugzeugen die Übertragung yon 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 elektrische Antriebe unterstützt Bei Großflugzeugen ist es auch bekannt, Servosteucrungen zu verwenden. Dabei ist von Nachteil, daß bei Ausfall des betreffenden Übertragungselementes die entsprechende Steuerbewegung nicht mehr ausgeführt werden kann. Bei Einbeziehung militärischer Aspekte ergibt sich ein weiterer Nachteil der vorgenannten mechanischen Steuerung aus deren Verwundbarst. Da!' ,r werden für derartige Zwecke elektrische Servosteuerungen verwendet, bei denen die Übertragung der Steii ,signale über passive Leitungen, wie Koaxial-Kabel erfolgt. Hierbei lassen sich die einzelnen Wirkungskreise einschließlich der zu den jeweiligen Stellgliedern führenden Kabel mehrfach, z. B. vierfach ausführen. Somit ist ein Wirkungskreis z. B. auch dann noch betriebsfähig, wenn drei der zugehörigen Kabel etwa durch Beschüß ausgefallen sind. Diese Konzeption weist jedoch u. a. folgende Nachteile auf:

— Derartige Anlagen sind empfindlich gegen elektromagnetische Störfelder (Blitzschlag, Kurzschluß).

— Ein vermaschtes Kabelnetz ist infolge von Laufzeit- und Reflexionseffekten ohne aktive Elemente in den Knotenpunkten nicht realisierbar.

— Infolge der vorgenannten Effekte ist die Verkabelung nur in Form funktionsbezogensr Stränge ausführbar. Dies bedeutet bei Vierfachauslegung vier Kabel für jedes anzusteuernde Stellglied.

— Diese Art der Verkabelung führt bei Verwendung dämpfungsarmer Kabel zu einem erheblichen Leitungsgewicht.

Aus der Zeitschrift »Elektronikpraxis«, H. 11, 1979, S. 34, ist es bereits bekannt, Lichtleiter zum Aufbau von Datenbussystemen zu verwenden und diese z. B. an Bord von Schiffen und Flugzeugen oder zur Steuerung von industriellen Prozessen einzusetzen. Unter einem Datenbus versteht man eine innerhalb einer Datenverarbeitungsanlage zur Übertragung von Informationen dienende Leitung, über die alle Funktionseinheiten der Anlage im getakteten Telegrammverkehr miteinander korrespondieren. Derartige Datenbusse können sowohl als Sternbus oder als T-Bus aufgebaut sein. Beim Sternbus laufen die Anschfußleitungen aller Funktionseinheiten (Teilnehmer) in einem Sternkoppler zusammen. Beim T-Bus ist jeder Teilnehmer über einen T-Koppler an den Datenbus angeschlossen. Obwohl die Lichtleitertechnik im Hinblick auf deren Anwendung für Flugsteuerungen wesentliche Vorteile z. B. bezüglich Gewicht und Zuverlässigkeit verspricht weisen sowohl das Stern- als auch das T-Bus-Konzept den Nachteil auf, daß jeder Teilnehmer 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 Bei* Schädigung infolge eines Versagens dritter Komponenten — evtl. eine lebenswichtige Steuerfunktion ausfallen würde.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein passives Leitungssystem, insbesondere für Luftfahrzeuge, zur Übertragung von Steuersignalen zu schaffen, welches trotz des Versagens fast beliebiger Leitungsteile die Durchführung der notwendigen Steuermaßnahmen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Leitungssystem durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst

Mit dem Leitungssystem nach der Erfindung werden die Vorteile der Lichtleitertechnik genutzt, wobei jedoch gleichzeitig die vorbeschriebenen Nachteile bekannter Datenbus-Systeme überwunden werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand der Beispielbeschreibung näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Übersicht über eine denkbare Anordnung zur Übertragung und Verarbeitung von Steuersignalen für ein Flugzeug F. Das Flugzeug Fweist die üblichen Steuerflächen auf, und zwar zwei Höhenruder 1, Γ, 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 andeuten soll. Das eigentliche Leitungssystem zur Übertragung der Steuersignale besteht im wesentlichen aus einer Anzahl von Lichtleitern, die als Längsleitungen 11 sowie Querleitungen 12 verlegt und in Knotenpunkten 13 derart miteinander verbunden sind, daß eine Vielzahl von Maschen gebildet wird. Die Knotenpunkte 13 bestehen dabei aus Verzweigungen bekannter Art, z. B. in Form von Stern- oder T-Kopplern. An das derart gebildete mehrfach vermaschte Netzwerk sind mehrere Signalprozessoren 10 sowie Servoeinheiten 14 angeschlossen. 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 Längsleitungen 11 abgeben. Der zwischen den Signalprozessoren 10 und den über die Längsleitungen 11 angeschlossenen peripheren Geräten ablaufende Datenverkehr wird zyklisch durchgeführt, d. h. die Signalprozessoren 10 geben in festem Abfragetakt adressierte Informationssignale z. B. an die Servo-Einheiten 14 ab, die diese wiederum mit adressierten Informationssignalen beantworten. Der hierbei ablaufende Datenverkehr ist in Form von

Telegrammen mit fester Wortlänge definiert. Diese Telegramme sind einer Trägerfrequenz in Form einer digitalen Frequenzmodulation aufgeprägt, wobei das Lichtsignal letztlich eine der Trägerfrequenz entsprechende Amplitudenmodulation aufweist. 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-Einheit 14 gelangt, wodurch die Zuverlässigkeit des Systems weiter erhöht wird. Das dargestellte System ist dreifach ausgeführt, d. h. im Rumpf, im Flügel sowie in den Leitwerken sind drei Längsleitungen 11 mit entsprechenden Querleitungen 12 angeordnet und pro Ruder, Steuerfläche oder dgl. sind drei Servo-Einheiten 14 vorgesehen. Die Signalprozessoren 10 enthalten den Hauptsteuerkreis der gesamten Anordnung. Auch diese Einheit ist zur Steigerung der Zuverlässigkeit dreifach ausgeführt.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Passives Leitungssystem, insbesondere für Luftfahrzeuge, zur Übertragung von Steuersignalen zwischen Steuerorganen zur Erzeugung von Steuerbefehlen und Steuerflächen oder dgl. betätigenden Servoeinheiten, wobei das Leitungssystem aus verzweigten Lichtleitern besteht, durch die digitale Lichtsignale übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (11, 12) zu einem Netzwerk mehrfach vermascht sind.