DE506700C - Vorrichtung zur gedaempften Querstabilisierung von bewegten Gegenstaenden, z.B. Flugzeugen, mittels eines Kreisels - Google Patents
Vorrichtung zur gedaempften Querstabilisierung von bewegten Gegenstaenden, z.B. Flugzeugen, mittels eines KreiselsInfo
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- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
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- B64C17/02—Aircraft stabilisation not otherwise provided for by gravity or inertia-actuated apparatus
- B64C17/06—Aircraft stabilisation not otherwise provided for by gravity or inertia-actuated apparatus by gyroscopic apparatus
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Description
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur gedämpften Querstabilisierung von
bewegten Gegenständen, insbesondere Flugzeugen. Die Vorrichtung nach der Erfindung
dient dazu, bei einem Flugzeuge bei Geradeausjlug Querneigungen zu verhindern und
im KurvenfLug die für den Kurvenilug erforderliche
Neigung herzustellen. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist gekenn· zeichnet durch einen um eine waagerechte,
zur Querachse des bewegten Gegenstandes, Flugzeuges, parallele Achse rotierenden Kreisel
mit senkrecht zu dieser Querachse liegender Präzessionsachse, der unter dem Einfluß
eines Kraftmomentes, z. B. einer an einem Hebelarm angreifenden Feder, das Bestreben
hat, seine Nullage einzuhalten, und dessen Gehäuse mit einer auf Neigungs- oder Querbeschleunigungen
ansprechenden exzentrisch angeordneten Masse verbunden ist. Der Kreisel hat also in bezug auf seine senkrechte
Präzessionsachse exzentrischen Schwerpunkt und kann als Horizontalpendel angesehen
werden.
Ein derartig angeordneter Kreisel trägt erfindungsgemäß einen Schaltarm, der mit
festen Kontakten zusammenwirkt und die Querruder, die Verwindung des bewegten Gegenstandes,
Flugzeuges, steuert. Die Steuerung erfolgt mittels eines Servomotors, der durch die Kontaktvorrichtung ein- und ausgekuppelt
werden kann.
Die Anwendung von Kreiseln zur Querstabilisierung von Flugzeugen ist bekannt. Bei
der bekannten Anordnung hatte der Kreisel drei Freiheitsgrade und war infolgedessen
raumfest. Mit dem Kreisel war ein Hilfsmotor mit rückführender Steuerung verbunden.
Wenn hierdurch eine gedämpfte Stabilisierung möglich war, so lag die Dämpfung
allein in der Rückführung. Im Gegensatz hierzu wird die Dämpfung bei der Kreiselanordnung
nach der Erfindung durch den Kreisel selbst herbeigeführt, da das Präzessionsdrehmoment
des Kreisels mit der Rückkehr in die Stabilitätslage von selbst Null wird. Es entfällt' also die Notwendigkeit
besonderer Rückführungen zur Dämpfung der Stabilisierung.
Auf der Zeichnung ist eine Vorrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt.
Sie soll im folgenden als Vorrichtung zur Querstabilisierung eines Flugzeuges beschrieben
werden.
Der Kreisel dreht sich in seinem Gehäuse 1 um eine Achse 2, die zur Querachse des
Flugzeuges parallel liegt. Am Gehäuse 1 ist in der Längsachse 3 des Flugzeuges eine
Masse 4 an einem Tragarm 5 exzentrisch zum Kreiselschwerpunkt angeordnet. Die Präzes-
sionsachse 6 des Kreisels steht senkrecht. Auf ihr sitzt ein Schaltarm 7, der mit festen Kontakten
8 und 9 zusammenwirkt. Von den Kontakten führen Leitungen ι ο und 11 zu
einem Wendegetriebe in einem Gehäuse 12,
das einen ständig umlaufenden Servomotor enthält, der durch das Wendegetriebe mit
einer Achse 13 im einen oder anderen Drehsinne verbunden werden kann. Auf der Welle
13 sitzt ein Arm 14, und von diesem führt eine Stange 15 zu dem Getriebe des Querruders.
Eine Feder 16 ist an einem Ende bei 17
fest gelagert und greift mit ihrem anderen Ende an einen Hebelarm 18 an, der auf der
Präzessionsachse des Kreisels befestigt ist. Die beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender
Weise:
Angenommen, das Flugzeug hat eine flache Querneigung, die durch den Winkel α bezeichnet
werden soll, dann übt die Masse 4 auf den Kreisel ein Drehmoment
P1 = m · a - g' sin a
aus, wobei m die Masse, α den Hebelarm
der Masse in bezug auf die Präzessionsachse 6 und g die Erdbeschleunigung bezeichnet.
Dieses Drehmoment bewirkt eine Drehung des Kontaktarmes 7 und dadurch Drehung des Querruders im Sinne einer Verkleinerung
des Winkels <x. Die Querneigung ändert sich dann mit einer Winkelgeschwindigkeit
d a.
d t
und das Präzessionsdrehmoment des Kreisels ist gleich
_ d CL
d t
Aus diesen beiden Gleichungen geht her-
vor, daß die Winkelgeschwindigkeit -j~ nur
so lange wachsen kann, bis das Präzessionsdrehmoment P1 gleich dem Massendrehmoment
P2 geworden ist. In diesem Augenblick ist die Winkelgeschwindigkeit
Tt
— sin a.
Diese Beziehung besagt, daß die Winkelgeschwindigkeit -j— mit abnehmendem Winkel α
kleiner wird, d. h. daß die Rückführung des
Flugzeuges in die Quergleichgewichtslage gedämpft erfolgt. Diese Dämpfung ist für eine
praktische Stabilisierung unerläßlich, da sonst das Flugzeug um die Gleichgewichtslage ständig
hin und her pendeln würde.
Sinngemäß arbeitet die Vorrichtung bei allen Gleichgewichtsstörungen der Querlage.
Dabei wirkt die Feder 16 als Rückführung und unterstützt die Dämpfung.
Daß die geschilderten Überlegungen auch für den Kurvenflug gelten, ergibt sich daraus,
daß in der Kurve die Gleichgewichtslage selbst entsprechend der Resultierenden aus
Erdbeschleunigung und Fliehkraftbeschleunigung geneigt liegt.
Claims (2)
- Patentansprüche:i. Vorrichtung zur gedämpften Quer-Stabilisierung von bewegten Gegenständen, z. B. Flugzeugen mittels eines Kreisels, gekennzeichnet durch einen um eine waagerechte, zur Querachse des bewegten Gegenstandes parallele Achse (2) rotierenden Kreisel mit senkrecht zur Querachse und zur Bewegungsrichtung liegender Präzessionsachse (6), dessen Schwerpunkt außerhalb der Präzessionsachse liegt und der bei seiner Drehung um die Präzessionsachse (6) das Querruder steuert.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kreisel durch eine Kraft, z.B. eine Feder (16), g0 ein Drehmoment mitgeteilt wird, das ihn in seiner Nullage zu erhalten sucht.Hierzu ι Blatt Zeichnungenitklil-IN r.KDItllCK I- IN IiKH
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEM108888D DE506700C (de) | 1929-02-22 | 1929-02-22 | Vorrichtung zur gedaempften Querstabilisierung von bewegten Gegenstaenden, z.B. Flugzeugen, mittels eines Kreisels |
GB2573/30A GB337295A (en) | 1929-02-22 | 1930-01-24 | Improvements in or relating to apparatus for stabilising moving objects, particularly aeroplanes |
US428848A US1801947A (en) | 1929-02-22 | 1930-02-15 | Apparatus for the diagonal control of moving objects, particularly aeroplanes |
FR690079D FR690079A (fr) | 1929-02-22 | 1930-02-17 | Dispositif pour l'amortissement des oscillations transversales des mobiles tels que des avions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEM108888D DE506700C (de) | 1929-02-22 | 1929-02-22 | Vorrichtung zur gedaempften Querstabilisierung von bewegten Gegenstaenden, z.B. Flugzeugen, mittels eines Kreisels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE506700C true DE506700C (de) | 1930-09-08 |
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ID=7326548
Family Applications (1)
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Country Status (4)
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GB (1) | GB337295A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2698148A (en) * | 1952-11-10 | 1954-12-28 | Minneapolis Honeyweil Regulato | Automatic pilot apparatus for aircraft |
DE102009060804A1 (de) * | 2009-12-31 | 2011-07-07 | Seifert, Jost, Dr., 81927 | Flugsteuerung unter Ausnutzung des Kreiseleffektes |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2532333A (en) * | 1943-02-18 | 1950-12-05 | Rhyne Jeff Smith | Gyrostabilizer |
US2547968A (en) * | 1945-02-13 | 1951-04-10 | Charles L Paulus | Gyrostabilizer |
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1929
- 1929-02-22 DE DEM108888D patent/DE506700C/de not_active Expired
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1930
- 1930-01-24 GB GB2573/30A patent/GB337295A/en not_active Expired
- 1930-02-15 US US428848A patent/US1801947A/en not_active Expired - Lifetime
- 1930-02-17 FR FR690079D patent/FR690079A/fr not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB337295A (en) | 1930-10-30 |
US1801947A (en) | 1931-04-21 |
FR690079A (fr) | 1930-09-16 |
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