DE4010375C2

DE4010375C2 -

Info

Publication number: DE4010375C2
Application number: DE19904010375
Authority: DE
Inventors: Harald 8038 Groebenzell De Reiter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1992-10-15
Also published as: DE4010375A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalsimulator entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Simulator ist aus der US 31 96 557 bekannt. Dieser Simulator weist ein Steuersystem mit einem stationären Rechner und zumindest zum Teil zusammen mit dem Cockpit bewegbaren Antriebsmotoren auf. Um eine Steuerung sowohl vom Rechner als auch vom Cockpit aus zu ermöglichen, sind Steuerkabel vorgesehen, die im Falle der Verbindung mit dem Rechner die Steuerdaten über Schleifringe zu den Antriebsmotoren übertragen. Ein derartiges Steuersystem ist zur Übertragung der komplizierten und umfangreichen Daten, die erforderlich sind, um mittels eines Bilddarstellungssystems eine realitätsbezogene Simulation zu erreichen, ungeeignet.The invention relates to a centrifugal simulator according to the preamble of claim 1. a such a simulator is known from US 31 96 557. This simulator has a control system with one stationary computer and at least partly together with the Cockpit movable drive motors. To control to enable both from the computer and from the cockpit, control cables are provided in the case of connection with the computer the control data via slip rings to the Transfer drive motors. Such a control system is to transfer the complex and extensive data, which are required to use a Imaging system a reality-related simulation unsuitable to achieve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zentrifugalsimulator zu schaffen, der sich als Flugsimulator eignet und die Übertragung z. B. von Flugparameterschleifen-, Bildgenerations- und Steuerdaten ermöglicht.The invention has for its object a To create a centrifugal simulator that turns out to be Flight simulator is suitable and the transmission z. B. from Flight parameter loop, image generation and control data enables.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by the characterizing part of claim 1 specified features. Expedient refinements of the invention result from the subclaims.

Mittels der Laser ist es möglich, die zur Steuerung des Zentrifugalschlittens erforderlichen Daten zu übertragen. Die Anwendung des Lasers für diese Daten ist sinnvoll, da bei dieser Methode eine hohe Taktfrequenz erreicht wird, d. h. daß seriell mehr Daten übertragen werden können. Hierdurch läßt sich auch eine bessere Regulierung bzw. sensiblere Steuerung der graduellen Ausschläge eines Cockpits erreichen. Eine möglichst sensible Abstimmung der einzelnen Winkelbeschleunigungen des Zentrifugalschlittens mit den graduellen Ausschlägen des Cockpits, um die Fliehkraftresultierende in exakter Richtung zu bewirken, ist erforderlich, um neurootologische Störreize des Vestibularsystems zu minimieren (siehe auch: Verhandlungen der Gesellschaft für Neurootologie, 1981). Diese Störreize würden entstehen, wenn z. B. beim Einleiten eines Loopings der Zentrifugalschlitten mit der entsprechenden "rate of onset" beschleunigt und das Cockpit zur Erreichung der richtigen Fliehkraftresultierenden sich im Gegensatz zum Flugzeug in dieser Situation um annähernd 90° nach vorne kippt.By means of the laser it is possible to control the Centrifugal slides to transmit required data. The use of the laser for this data makes sense because a high clock frequency is achieved with this method, d. H. that more data can be transferred serially. This also allows better regulation or more sensitive control of the gradual swings of a Reach cockpits. The most sensitive coordination possible individual angular accelerations of the centrifugal slide with the gradual swings of the cockpit to the To cause centrifugal forces in the exact direction, is required to stimulate the neurootological disorder Minimize vestibular systems (see also: Negotiations the Society for Neurootology, 1981). These irritating stimuli would arise if z. B. when initiating a loop the centrifugal slide with the corresponding "rate of onset "accelerates and the cockpit to reach the correct centrifugal force results in contrast to the Aircraft in this situation forward by approximately 90 ° tilts.

Die Verwendung des Lasers für die Bildgeneration, Parameterschleifen und ähnliche Daten, also Daten, die den Ablauf innerhalb des Cockpits betreffen, ist problematisch, da die große Bewegungsfreiheit des Cockpits und das Vorhandensein von dem Laserstrahl im Wege stehenden Objekten eine Anpeilung des Lasers auf einen am Cockpit fixierten Laserempfänger erschwert. Aus diesem Grund ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Übertragung dieser Daten per Funk zweckmäßig. Um elektromagnetische Störungen bei der Funkübertragung durch einen elektrischen Leiter der für den Antrieb verwendeten Linearmotoren und der Stromversorgung zu minimieren oder auszuschließen, werden die Scherringe der in Form eines Scherringsystems ausgebildeten kardanischen Aufhängung oder sonstige Störquellen mit einem Absorbernetz umspannt. Dieses Prinzip beruht darauf, daß ein dünnes leitendes "Netz" elektromagnetische Energie absorbiert oder streut. Dieses Prinzip wird bei z. B. Verbundwerkstoffzellen in Hubschraubern angewandt, um die in der Zelle enthaltenen flugtechnischen Einrichtungen vor Störstrahlung zu bewahren.The use of the laser for image generation, Parameter loops and similar data, i.e. data that the Process in the cockpit is problematic, because the great freedom of movement of the cockpit and that Presence of the laser beam in the way Objects a targeting of the laser on one at the cockpit fixed laser receiver difficult. For this reason in a preferred embodiment, a transmission expedient of this data by radio. To electromagnetic Interference in radio transmission by an electrical Head of the linear motors and minimize or exclude the power supply, the shear rings are in the form of a shear ring system trained gimbal or other Interference sources spanned with an absorber network. This principle relies on a thin conductive "network" absorbs or scatters electromagnetic energy. This The principle is at z. B. composite cells in Helicopters applied to those contained in the cell aviation facilities against interference preserve.

In den Figuren der bevorzugten Ausführung zeigtIn the figures of the preferred embodiment shows

Fig. 1 eine Frontaufsicht auf das Cockpit mit der kardanischen Aufhängung mittels eines Scherringsystems und einer Schüttelhydraulik, Fig. 1 is a front plan view of the cockpit with the gimbal by means of a shear ring system and a Schüttelhydraulik,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Zentrifugalschlitten, der auf einem Kreisbahnschienensystem gelagert ist, Fig. 2 shows a cross section through a Zentrifugalschlitten which is mounted on a circular track rail system,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Zentrifugalschlitten, der auf dem radialen Schienensystem gelagert ist, das wiederum auf dem Kreisbahnschienensystem gelagert ist,3 is a cross section through the Zentrifugalschlitten which is mounted on the radial rail system, which in turn is mounted on the circular track rail system FIG.

Fig. 4 eine Aufsicht auf den schematischen Aufbau des Zentrifugalsimulators, wobei die gestrichelte Linie die weitergehende Ausführung eines radialen Schienensystems zur Erzeugung variabler Radien darstellt. Fig. 4 is a plan view of the schematic structure of the centrifugal simulator, the dashed line representing the further execution of a radial rail system for generating variable radii.

Bei der bevorzugten Ausführung besteht die kardanische Aufhängung des Cockpits aus einem geschachtelten Scherringsystem. Das Cockpit 1 ist um die Hochachse seitlich in einem Gierscherring 5 mit einer Hydraulik 6 befestigt, so daß Gierbewegungen des Cockpits gesteuert werden können. Die Auslenkung des Cockpits um die Hochachse bedarf dabei keines hohen Winkelgrades, da Beschleunigungen in - vom Piloten aus betrachtet - seitlicher Richtung sich in Grenzen halten. Der Gierscherring 5 ist innerhalb des Hochscherrings 8 steuerbar befestigt, so daß sich das Cockpit sehr schnell um mindestens ±90° drehen kann. Als steuerbare Befestigung des Gierscherrings am Hochscherring, das heißt die Hochscherringaufhängung 7, ist eine Hydraulik oder aber auch ein Linearmotorprinzip möglich.In the preferred embodiment, the gimbal suspension of the cockpit consists of a nested shearling system. The cockpit 1 is laterally fixed about the vertical axis in a yaw ring 5 with a hydraulic system 6 , so that yawing movements of the cockpit can be controlled. Deflection of the cockpit around the vertical axis does not require a high degree of angle, since accelerations in the lateral direction - as seen from the pilot - are limited. The yaw ring 5 is controllably fastened within the high shear ring 8 , so that the cockpit can rotate very quickly by at least ± 90 °. Hydraulic or a linear motor principle is possible as a controllable attachment of the yaw ring to the high shear ring, that is to say the high shear ring suspension 7 .

Der Hochscherring ist wiederum im Rollscherring 10 integriert, wobei sich der Hochscherring im Rollscherring um 360° drehen kann. Dies ist zum Beispiel erforderlich bei der Erzeugung von negativen Beschleunigungen. Als Befestigung und Steuerung ist hier ebenfalls ein Linearmotorprinzip möglich. The high shear ring is in turn integrated in the rolling shear ring 10 , the high shear ring in the rolling shear ring being able to rotate through 360 °. This is necessary, for example, when generating negative accelerations. A linear motor principle is also possible here for attachment and control.

Der Rollscherring ist mittels dreier oder mehrerer Hydraulikarme in einem Zentrifugalschlitten befestigt. Mit dieser Hydraulik ist es möglich, Vibrationen bei der Simulierung von Böen und Stallwirbel zu erzeugen.The roller shear ring is by means of three or more hydraulic arms fixed in a centrifugal slide. With this hydraulic system it is possible to simulate vibrations from To generate gusts and stall vortices.

Zu der dargestellten Scherringausführung ist noch eine Hydraulik möglich, die bewirkt, daß das Cockpit innerhalb des Gierscherrings auf- und abfahrbar ist, um die Rollachse eines zu simulierenden Waffensystems mit der Rollachse des Cockpits zu decken.There is also a hydraulic system for the shear ring design shown possible, which causes the cockpit within the Yaw ring is retractable and retractable around a roll axis weapon system to be simulated with the roll axis of the cockpit cover up.

Eine vollständige Drehfreiheit aller Scherringe ist nicht sinnvoll, da bei der Kreisbewegung des Zentrifugalschlittens 13 mit Kreiseleffekten zu rechnen wäre, die sich negativ auf die Steuerbarkeit des gesamten Systems auswirken könnten. Als Sichtsystem ist in der bevorzugten Ausführung eine Dodekaeder- Kollimatoroptik 2 gewählt, wobei ein Dodekaeder aufklappbar als Ein- und Ausstiegsluke dient 3.A full rotational freedom of all shear rings does not make sense, because would be expected gyroscopic effects in the circular motion of the Zentrifugalschlittens 13, which could adversely affect the controllability of the whole system. In the preferred embodiment, a dodecahedron collimator lens 2 is selected as the viewing system, a hinged dodecahedron serving as an entry and exit hatch 3 .

Die Daten für die Steuerung des Scherringsystems und des Zentrifugalschlittens werden als Laserstrahl übertragen.The data for the control of the shear ring system and the centrifugal slide are transmitted as a laser beam.

Die Laseremission erfolgt von der Mitte der Kreisbahn aus, wobei sich der Laseremitter 19 entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Zentrifugalschlittens mitdreht. Der Laserstrahl 18 durchquert einen Laufbalg 17, der zwischen dem Laseremitter und dem Zentrifugalschlitten aufgespannt ist.The laser emission takes place from the center of the circular path, the laser emitter 19 also rotating in accordance with the rotational speed of the centrifugal slide. The laser beam 18 passes through a bellows 17 , which is stretched between the laser emitter and the centrifugal slide.

Die durch Laser übertragenen Steuerungsdaten gelten analog für die weitergehende Ausführung bei variablem Radius für die Bewegungen des Zentrifugalschlittens auf dem radialen Schienensystem und Bewegungen des radialen Schienensystems auf dem Kreisbahnschienensystem.The control data transmitted by laser apply analogously for the further execution with variable radius for the movements of the centrifugal slide on the radial Rail system and movements of the radial rail system on the circular rail system.

Die Verwendung des Lasers für die Bildgeneration, Parameterschleifen und ähnliche Daten, also Daten, die den Ablauf innerhalb des Cockpits betreffen, ist problematisch. Aus diesem Grunde ist bei der bevorzugten Ausführung für diese Daten die Datenübertragung per Funk gewählt worden. Um elektromagnetische Störungen bei der Funkübertragung durch die elektrischen Leiter der Linearmotoren und der Stromversorgung zu minimieren oder auszuschließen, werden die Scherringe und sonstige Störquellen mit einem Absorbernetz umspannt.The use of the laser for image generation, parameter grinding and similar data, that is, data that shows the process concern within the cockpit is problematic. For this reason, the preferred embodiment is for this data has been chosen to transmit data by radio. To avoid electromagnetic interference in radio transmission the electrical conductors of the linear motors and the power supply to minimize or exclude the shear rings and other sources of interference with an absorber network.

Claims

1.Centrifugal simulator for generating accelerations during flight simulation, in particular for simulation in the area of air combat, as well as for aerospace medical evaluation with physical and psychological simulation load, consisting of a gimbal mounted cockpit inside a centrifugal slide, which can be moved on a circular path by a direct-acting drive and a transmission device for transmitting at least a significant proportion of the required control and simulation data between the stationary simulation computers and the centrifugal slide, characterized in that the transmission device is designed as a laser transmission device which has a laser emitter which is arranged in the center of the circular path of the centrifugal slide ( 13 ) , and which is rotatable at the rotational speed of the centrifugal slide ( 13 ).

2. Centrifugal simulator according to claim 1, characterized by an air bellows arranged between the centrifugal slide ( 13 ) and the laser emitter, in which the laser beam runs.

3. centrifugal simulator according to claim 1 or 2, marked by an additional radio transmission device.

4. centrifugal simulator according to claim 3, characterized in that Interference sources of the radio transmission device with one Absorber network are spanned.