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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf Steuersysteme für einen Flugapparat9
insbesondere auf Einrichtungen zur Verhinderung einer Uberschreitung des zulässigen
Anstellwinkels durch einenFlugapparat.
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Die Erfindung kann bei verschiedenen Typen der Flugapparate, beispielsweise
bei Flugzeugen, Drehflüglern, angewendet werden.
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Es ist eine das Erreichen des zulässigen Anstellwinkels durch einen
Flugapparat signalisierende Einrichtung bekannt, die Anstellwinkel- und Überlastgeber,
die über Verstärker mit den Eingängen einer Logik- und Überwachungseinheit verbunden
sind, deren Ausgänge an einen Schall- und einen Lichtsignalgeber angeschlossen sind,
und einen auf einem in der Pilotenkabine des Flugapparates untergebrachten Instrumentenbrett
angeordneten Sichtanzeiger für die Anstell winkel und Vertikalbeschleunigung (siehe
z.B. "Tekhnicheskoe opisanis avtomata uglos ataki i peregruzok AUASP" Technische
Beschreibung ein Automaten für Anstellwinkel und Beschleunigungen AUASP (Automat
für Anstellwinkel und Beschleunigungs anzeige)/, 1973) enthält.
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Die obengenannte Einrichtung wird in Flugapparaten montiert und dient
im Flug zur Messung zulässiger Anstellwinkel und vertikaler Beschleunigungen und
zu deren Ausgabe auf den Sichtanzeiger für die Anstellwinkel und Vertikalbeschleunigungen
sowie
zur Betatigung einer warnenden Schall- und Lichtsignalgebung bei Annäherung an kritische
Anstellwinkel und Vertikalbeschleunigungen.
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Die Reaktionszeit des Flugzeugführers auf die Schall-und Lichtsignalgebung
ist recht gross (3 bis 5 s) in Abhängigkeit von der Beanspruchung des Piloten, und
diese Zeit kann zu lang sein, um die Erreichung überkritischer Anstell- und Abkippwinkel
durch den Flugapparat (ein überziehen kann in der Regel den Flugapparat ins Trudeln
bringen und eine katastrophale -Situation, besonders bei Flugapparaten mit einem
schlechten Überziehverhalten heraufbeschwbre n) zu verhindern.
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Bei der Ausführung verschiedener Manöver kann der Flugapparat nach
Ansprechen der Signalisation die kritischen Anstell- und Kippwinkel leicht und schnell
(im Laufe von I bis 2 s) erreichen.
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Die Schall- und Lichtsignalgebung sind also vorbeugende Mittel und
keine solchen, die einen ausreichenden Flugsicherheitsgrad beim Flug in einer turbulenten
Atmosphäre, bei Vorhandensein beträchtlicher Bojen und bei der Ausführung von heftigen,
auf die entstandene Fluglage zurückzuführenden Manöver durch den Piloten gewährleisfien.
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Zur Erhöhung des Flugsicherheitagrades ist eine Einrichtung zur Verhinderung
einer Uberschreitung des zulässigen Anstellwinkels durch einen Flugapparat vorgeschlagen,
die
Anstellwinkelgeber enthält, welche über Verstärker mit den Eingängen einer Logik-
und Überwachungseinheit verbunden sind, die an ein Schüttelwerk zur das Steuerrad
des Flugapparates, einen Schall- und mindestens einen Lichtsignalgeber und an ein
mit dem Höhenruder des Flugapparates über einen als Steuerleitung des Höhenruders
dienenden Getriebezug verbundenes Werk zum vorbewegen des Steuerrades angeschlossen
und über einen Umschalter mit einem elektromagnetischen Hydraulik-Ventil elektrisch
gekoppelt ist das mit dem Werk zum Vorbewegen des Steuerrades hydraulisch verbunden
ist (siebs zoBo D.Davis Pilot tirovanie bolshikh reaktivnikh sam@letov" /Führung
grosser Düsenflugzeuge/, Übersetzung aus dem Englischen, redigiert von V.N.Nartov,
Moskau, Verlag "Mashin@strbenie", 1975, S. 163 bis 168).
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In der genannten Einrichtung ist das Werk zum Vorbewegen des Steuerrades
mit dem Höhenruder über einen Getrieb zug starr verbunden9 der als Steuerleitung
für das Höhenruder dient und aus Gestängen und Hebeln besteht.
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Die oben beschriebene Einrichtung sorgt für ein zusätzliches Schütteln
des Steuerrades, wodurch die Reaktionszeit des Piloten (auf I bis 2 s) abnimmt,
während das Werk zum Vorbewegen des Steuerrades das Steuerrad für eine Verringerung
der Anstellwinkel ohne Eingriff des Piloten bei Eintreffen eines Signals über die
Erreichung der zulässigen Anstell winkel praktisch augenblicklich vorbewegt.
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Diese Einrichtung gewäbrleistet bei Normalbetrieb einen ausreichenden
Flugsicherheitsgrad.
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Bei Fehlansprechen des Werks zum Vorbewegen des Steuerrades oder
bei einer Verklemmung seines Stellorgans -einer Zylinderstange - gewährleistet aber
diese Einrichtung keinen erforderlichen Flugsicherheitsgrad und kann im ersten Fall
eine Not- im zweiten eine katastrophale Lage herbeiführen.
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Bei Fehlansprechen des Werks zum Vorbewegen des Steuerrades muss
der Pilot als erstes den Umschalter fur eine Druckminderung im Zylinder des Werks
zum Vorbewegen des Steuerrades umschalten, wozu eine beträchtliche Zeit erforderlich
ist, in deren Verlauf eine wesentliche Xnderung der Flugbahn erfolgt, was besonders
gefäbrlich bei Start und Landung ist.
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Im Falle einer Verklemmung der Stange des Zylinders des Werks zum
Vorbewegen des Steuerrades hat der Pilot -e ne . Möglichkeit mehr,das Höhenruder
zu steuern, d.h. der Flugapparat wird steuerlos.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zur Verhinderung einer Uberschreitung des zulässigen Anstellwinkels durch einen
Flugapparat zu schaffen, in der die Kopplung des Werks zum Vorbewegen des Steuerrades
des Flugapparates mit dessen Höhenruder in der Weise ausgeführt und ein derartiges
Element vorgesehen ist, dass es möglich wird, die Flugsicherheit
bei
Fehlauslösungen des Werks zum Vorbewegen des Steuerrades oder bei einer Verklemmung
seines Stellorgans - der Zylinderstange - wesentlich zu erhohen.
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Dies wird dadurch errecht, dass in der Einrichtung zur Verhinderung
einer überschreitung des zulässigen Anstellwinkels durch einen Flugapparat, die
Anstellwinkelgeber enthält, welche über Verstärker mit den Eingängen einer Logik-
und Überwachungseinheit verbunden sind, deren Ausgänge an ein Schüttelwerk für das
Steuerrad des Flugapparates, einen Schall- und mindestens einen Lichtsignalgeber
und an ein mit dem Höhenruder des Flugapparates über einen als Steuerleitung des
Höhenruders dienenden Gotriebezug verbundenes Werk zum Vorbewegen des Steuerrades
angeschlossen und uber einen Umschalter mit einem elektromagnetischen Hydraulik-
Hauptvontil elektrisch gekoppelt sind, das mit dem Werk zum Vorbewegen des Steuerrades
hydraulisch verbunden ist9 gemäss der Erfindung ein elektromagnetisches Hydraulik-
Hilfsventil vorgeschen ist, das uber den Umschalter mit der Logik- und Überwachungseinheit
elektrisch gekoppelt ist, während in den Getriebezug eine zwischen dem Werk zum
Vorbewegen des Steuerrades und dem Hohenruder angeordnete und mit dem elektromanetischen
Hydraulik- Hilfsventil hydrauliseh verbundene Flu0ssigkeits-Reibkupplung eingeführt
ist.
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Eine derartige konstruktive Ausführung der Einrichtung zur Verhinderung
einer Überschreitung des zulässigen Anstell
winkels durch einen
Flugapparat gestattet es dem Piloten, bei Fehlauslosungen des Werks zum Vorbewegen
des Steuerrades das Höhenruder in die Ausgangsstellung schnell zurückzubringen,
indem er das Steuerrad zum Körper "zieht", und bei einer Verklemmung seines Stellorgans
- der Zylinderstange des Werks zum Vorbewegen des Steuerrades, diese vom Höhenruder
mit Hilfe der Blüssigkeits- Reibkupplung zu trennen und dem Piloten einen Normalbetrieb
des Steuersystems für das höhenruder zu ermöglichen.
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Die Erfindung wird nachstehend durch die Beschreibung eines konkreten
Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen naher erläutert, Es zeigt: Fig. I -eine
gesamte Schaltungsanordnung der Ausführung einer Einrichtung zur Verhinderung einer
Uberschreitung des zulässigen Anstell winkels durch einen Flugapparat, gemäss der
Erfindung; Fig. 2 den Getriebezug eines Teiles der einrichtung nach Fig. I.
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Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Verhinderung einer überschreitung
des zulässigen Anstellwinkels durch einen Flugapparat enthält Anstellwinkelgeber
I (Fig. I) und 2, deren Ausgänge über Verstärker 3 und 4 mit den Eingangen 5 bzw.
6 einer Logik- und Uberwachungseinheit 7 verbunden sind. Die Ausgänge 8, 9, 10,
11, 12, 13 der Einheit 7 sind jeweils an ein Schüttelwerk 14 des Steuerrades 15
des Flugapparates, einen Schalleignalgeber 16 und Lichtsignalgeber
17,
18, 19 und an ein Werk 20 zum Vorbewegen des Steuerrades 15 angeschlossen. Der Ausgang
21 (Fig. I und 2) der Einheit 7 ist über einen auf dem (nicht eingezeichneten) Instrumentenbrett
in der Pilotenkabine des Flugapparates angeordneten Umschalter 22 mit einem elektromagnetischen
Hydraulikventil 23 lektrisch gekoppelt, das mit dem Werk 20 zum Vorbewegen des Steuerrades
15 hydraulisch verbunden ist.
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Die erfindungsgema0sse Einrichtung weist ein weiteres elektromagnetisches
Hydraulikventil 24 auf, das über den Umschalter 22 mit der Logik und überwachungseinheit
7 elektrisch und mit einer Flüssigkeits- Reibkupplung 25 b,ydraulisch verbunden
ist.
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Das Werk 20 zum Vorbewegen des Steuerrades 15 ist mit dem Hohearuder
26 des Flugapparates mittels eines die Flüssigkeits- Reibkupplung 25 einschliessenden
Getriebezuges 27 gekoppelt.
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Der Getriebezug 27 enthält ausserdem einen Hebel 28, der an einer
Zugstange 29 angelenkt ist, die an einem Hebel 30 angelenkt ist, der mit der Flüssigkeits-
Reibkupplung 25 starr verbunden ist, einen Hebel 31, der mit der Flüssigkeits- Reibkupplung
25 starr verbunden und an einer Zugstange 32 angelenkt ist die am Steuerrad S5 und
an einem mit dem Höhenruder 2o gekoppelten Hebel 33 angelenkt ist.
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Von einer (nicht eingezeichneten) Hydraulikanlage des Flugapparates
wird über Rohrleitungen 34 (Fig. 2) eine Hydroflüssigkeit ueber elektromagnetische
Hydraulikventile 23 und 24 und über Rohrleitungen 35 dem Werk 20 zum Vorbewegen
des Steuerrades 15 bzw. der Blüssigkeits- Reibkupplung 25 zugeleitet. Bei der Betätigung
des Umschalters 22 sperren die Ventile 23 und 24 die Rohrleitungen 34 ab und verbinden
das Werk 20 und die Kupplung 25 über die Rohrleitungen 35 und 36 mit der Abflussleitung
der Hydraulikanlage.
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Die Arbeitsweise der vorgeschlagenen Einrichtung zur Verhinderung
einer überschreitung des zulässigen Anstellwinkels durch einen Plugapparat besteht
in folgendem.
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Die durch die Verstärker 3 und 4 verstärkten Signale der An stellwinkelgeber
I (Fig. I) und 2 gelangen an die Eingänge 5 und 6 der Logik- und überwachungseinheit
7, die bei Annäherung des Antstell winkels des Flugapparates an den zulässigen Wert
nacheinander über die Ausgänge 9 und 8 Signale auf den Schallsignalgeber 16 und
auf das Schüttelwerk 14 für das Steuerrad 15 liefert.
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Falls der An stell winkel weiter zunimmt und den vor Erreichen des
überzogenen Flugzustandes liegenden maximal zulässigen Wert erreicht, liefert die
Logik- und überwachungseinheit 7 über die Ausgänge 13 und 12 ein Schaltsignal auf
das Werk 20 zum Vorbewegen des
Steuerrades 15 und auf den Lichtsignalgeber
19. Das Werk 20 (Fig. 2) zum Vorbewegen des Steuerrades 15 dreht über die Glieder
des Getriebezuges 27c Hebel 28, Zugstange 29 und Hebel 30 die Flüssigkeitskupplung
25 um einen vorgegebenen Winkel, während die letzters über den Hebel 31 ihrerseits
das Steuerrad 15 nach vorn drückt, sodaß ein entsprechender 26 erfolgt und Ausschlag
des Höhenruders/eine Überschreitung des kritischen Anstell winkels und ein Überziehandes
Flugapparates verhindert werden.
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Im Falle einer Fehlauslosung des Werks 20 (Fig. I) zum Vorbewegen
des Steuerrades 15 liefert die Logik- und Überwachungseinheit 7 über die Ausgange
10 und 11 Signale auf die Lichtsignalgeber 17 und 189 und der Pilot überwindet die
Reibungskraft der Flüssigkeits-Reibkupplung 25 und bringt das Höhenruder 26 in die
Ausgangsstellung zurück, indem er das Steuerrad 15 zieht 2 wodurch die erforderliche
Flugbahn wiederhergestellt wird.
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Zur entlastung des Steuerrades 15 betatigt der Pilot den Umschalter
22, der den Stromkreis schliesste Die elektromagnetischen Hydraulikventile 23 (Fig.
2) und 24 sperren die Rohrleitungen 34 fur die Zufuhr der Hydroflüssigkeit ab und
verbinden die Rohrleitungen 35 mit den Rohrleitungen 36, uber welche die Hydroflüssigkeit
in die Abflussleitung der Hydraulikanlage des Flugapparates gelangt3 worauf das
Werk 20 zum Vorbewegen des Steuerrades 15 und die Flüssigkeits-Reibkupplung 25 den
Getriebe zug 27 des Hohearuders 26 unteew brechen.
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Im Falle einer Verklemmung des Stellorgans des Werks 20 zum Vorbewegen
des Steuerrades - der Zylinderstange - wird das Werk 20 zum Vorbewegen des Steuerrades
durch die obengenannten Handlungen vom Getriebezug 27 nicht abgetrennt, und die
Unterbrechung des Getriebezuges 27 kommt erst durch Abschaltung der Flüssigkeits-Reibkupplung
25 zustande.
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Das Ankoppeln des Werks 20 (Fig. I) zum Vorbewegen des Steuerrades
15 an das Höhenruder 26 über die Flüssigkeits-Reibkupplung 25 mit dem elektromagnetischen
Hydraulikventil 24 gewährleistet einen sichereren Betrieb der . Einrichtung, erhöht
die Flugsicherheit, weil bei der Verklemmung oder Fehlauslösung des Werks 20 zum
Vorbewegen des Steuerrades 15 eine Möglichkeit besteht, den Getriebezug 27 mit Hilfe
der Kupplung 25 zu unterbrechen.
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Darüber hinaus ist der Pilot in der Lage, bei Fehlansprechen des
Werks 20 zum Vorbewegen des Steuerrades 15 das Höhenruder 26 unter überwindung der
Reibungskraft in der Reibkupplung 25 praktisch augenblicklich in die Ausgangsstellung
zurückzubringen.
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