DE588390C - Device for the automatic control of aircraft by means of a wind vane - Google Patents

Device for the automatic control of aircraft by means of a wind vane

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DE588390C
DE588390C DE1930588390D DE588390DD DE588390C DE 588390 C DE588390 C DE 588390C DE 1930588390 D DE1930588390 D DE 1930588390D DE 588390D D DE588390D D DE 588390DD DE 588390 C DE588390 C DE 588390C
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    • B64C13/26Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant
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    • B64C13/30Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant mechanical using cable, chain, or rod mechanisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Es ist bereits bekannt, die Ruder eines Flug.-zeuges selbsttätig durch den relativen Wind mittels einer Windfahne zu steuern, die durch eine geeignete Bewegungsübertragungseinrich-S tung mit dem zu steuernden Ruder verbunden ist.It is already known the rudder of an airplane to steer automatically by the relative wind by means of a wind vane, which by a suitable motion transmission device connected to the rudder to be controlled is.

Die Windfahne kann insbesondere an einem Gelenkviereck befestigt sein, dessen eine Seite mit dem.Flugzeug verbunden ist und mit Hilfe eines Steuerhebels oder eines ähnlichen Organs winklig verstellt werden kann.The wind vane can in particular be attached to a four-bar hinge, one side of which is connected to the aircraft and with the help of a control lever or a similar device can be angularly adjusted.

Die Erfindung betrifft die Verbesserung einer aerodynamischen Steuervorrichtung für Flugzeuge mit Windfahnen der obengenannten Art.The invention relates to improving an aerodynamic control device for aircraft with wind vanes of the type mentioned above.

Die Verbesserung besteht im wesentlichen darin, daß außer einem das mit der Windfahne verbundene Gelenkviereck verschwenkenden Steuerorgan eine Regelvorrichtung vorgesehen ist, welche in die die Windfahne mit dem zuThe improvement consists essentially in the fact that, besides one, the one with the wind vane connected quadrilateral pivoting control member provided a control device is which in which the wind vane with the to

ao steuernden Ruder verbindende Bewegungsübertragungseinrichtung eingeschaltet ist und die ermöglicht, die relative Stellung des Ruders mit Bezug auf die Windfahne zu verändern.ao controlling rudder connecting motion transmission device is switched on and the allows to change the relative position of the rudder with respect to the wind vane.

Diese Regelvorrichtung gestattet einerseits die Behebung der Unsicherheit, die bezüglich der Übereinstimmung des Winkels des Ruders mit dem Verstellwinkel der mit dem Flugzeug verbundenen Seite des Gelenkvierecks der Windfahne infolge von Spiel oder infolge der Reaktion der Steuerung besteht, und anderseits den Winkel des Ruders den Flugbedingungen, beispielsweise Trimmänderungen, anzupassen, wobei der Anstellwinkel und infolgedessen der Verstellwinkel der mit dem Flugzeug verbundenen Seite des Gelenkvierecks der Windfahne konstant bleibt.This control device allows on the one hand to eliminate the uncertainty related to the correspondence of the angle of the rudder with the angle of inclination of the plane connected side of the articulated square of the wind vane as a result of play or as a result of There is a response from the controls and, on the other hand, the angle of the rudder to the flight conditions, for example trim changes, adapt, the angle of attack and as a result the angle of adjustment of the side of the articulated square of the wind vane connected to the aircraft remains constant.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Anwendung einer Regelvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Fig. ι eine Seitenansicht einer Flugzeugsteuervorrichtung mit der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Teil der Windfahne im Schnitt und Fig. 3 die Anordnung des Reglers.The drawing shows an example of an application of a control device according to FIG Invention shown, namely Fig. Ι a side view of an aircraft control device with the control device according to the invention, Fig. 2 a part of the wind vane in Section and Fig. 3 the arrangement of the controller.

In den Figuren ist der Haupttragflügel des Flugzeuges mit W, das Ruder mit G und die Windfahne mit P bezeichnet. Die Windfahne P ist mittels Schwenkachse A und Tragrahmen S am Tragflügel W befestigt. Die Windfahne kann durch Lenker b und Steuerhebel L, die beide auf die mit dem Flugzeug verbundene Seite des Gelenkvierecks einwirken, verstellt werden.In the figures, the main wing of the aircraft is denoted by W, the rudder by G and the wind vane by P. The wind vane P is attached to the wing W by means of a pivot axis A and a support frame S. The wind vane can be adjusted by means of the handlebar b and the control lever L, both of which act on the side of the quadrangle that is connected to the aircraft.

Die Stange t der Windfahne ist starr mit einem auf der Achse A angeordneten Zahnrad^ verbunden. Dieses Zahnrad ^1 greift in ein Zahnrad ft2 ein, das mit einem mit dem Zahnrad pi in Eingriff stehenden Zahnrad f>a starr verbunden ist. Das Zahnrad pA trägt einen Arm d', der einen Lenker β und über zwei Hebel g und gx das Ruder G bewegt.The rod t of the wind vane is rigidly connected to a gear ^ arranged on the axis A. This gearwheel ^ 1 meshes with a gearwheel ft 2 , which is rigidly connected to a gearwheel f> a which meshes with the gearwheel pi. The gear wheel p A carries an arm d ' which moves a link β and the rudder G via two levers g and g x.

. Wenn der relative Wind, der sich in Richtung der Linie x, %' bewegte, aus irgendeinem Grunde seine Bewegungsrichtung ändert, so wird die Windfahne je nachdem, ob der Wind von oben oder von unten auf die Windfahne wirkt, nach oben oder nach unten versehwenkt, wodurch das Ruder in der entgegengesetzten Richtung versehwenkt und das Flugzeug auf seinen ursprünglichen Anstellwinkel gebracht ίο wird.. If the relative wind, which was moving in the direction of the line x,% ' , changes its direction of movement for any reason, the wind vane is swiveled up or down depending on whether the wind acts on the wind vane from above or below which swings the rudder in the opposite direction and brings the aircraft to its original angle of attack ίο.

Die Windfahne arbeitet also als eine selbsttätige Ausgleichvorrichtung. Der Anstellwinkel, bei dem der Flug auf diese. Art selbsttätig geregelt wird, kann geändert werden, indem die Stellung der Seite ^1 des Gelenkvierecks der Windfahne mittels des Hebels L und des Lenkers δ geändert wird. Wenn die Seite tx des Gelenkvierecks um einen Winkel α mittels des Hebels L verstellt wird, so wird der Arm d um den Winkel a' versehwenkt und das Ruder G über Hebel g, gx und Seilzüge c, C1 um einen entsprechenden Winkel β versehwenkt, so daß sich der Anstellwinkel des Flugzeuges ändert. Es ist bekannt, daß bei einem bestimmten Flugzeug die Beziehung, die zwischen dem Verstellwinkel β des Ruders und der entsprechenden Veränderung des Anstellwinkels besteht, im allgemeinen nicht linear ist.The wind vane therefore works as an automatic compensation device. The angle of attack at which the flight is on this. Type is automatically regulated can be changed by changing the position of the side ^ 1 of the articulated square of the wind vane by means of the lever L and the handlebar δ. If the side t x of the four-bar linkage is adjusted by an angle α by means of the lever L , the arm d is pivoted by the angle a ' and the rudder G is pivoted by a corresponding angle β via levers g, g x and cables c, C 1 pivoted so that the angle of attack of the aircraft changes. It is known that, in a particular aircraft, the relationship that exists between the pitch angle β of the rudder and the corresponding change in the angle of attack is generally non-linear.

Da nun der Verstellwinkel β des Ruders dem Winkel α proportional ist, so ergibt sich, daß der sich bei einer Winkelverstellung α der Seite Jf1 der Windfahne ergebende Winkel β im allgemeinen den Anstellwinkel des Flugzeuges um einen von α unterschiedlichen Wert ändern wird. Das.genaue Arbeiten der Vorrichtung erfordert jedoch, daß die sich bei einer Verschwenkung α der Stange tx der Windfahne ergebende Änderung des Anstellwinkels dem Winkel α genau gleich ist. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung in die den Arm d mit dem Ruder G verbindende Bewegungsübertragungsvorrichtung eine von dem Flugzeugführer zu betätigende Steuervorrichtung eingeschaltet, die es gestattet, die relativen Stellungen des Ruders G und des Armes i zu ändern. Diese Vorrichtung ermöglicht es, die sich bei einer Verschwenkung um den Winkel a der Seite tx der Windfahne ergebenden Verschwenkungen des Ruders G derart zu berichtigen, daß die genannten Verstellungen eine Änderung des Anstellwinkels um einen Winkel, der gleich α ist, bewirken.Since the adjustment angle β of the rudder is proportional to the angle α , it follows that the angle β resulting from an angle adjustment α of the side Jf 1 of the wind vane will generally change the angle of attack of the aircraft by a value different from α. Das.genaue working of the device, however, requires that the change in the angle of attack resulting from a pivoting α of the rod t x of the wind vane is exactly the same as the angle α. For this purpose, according to the invention, a control device to be operated by the pilot is switched into the motion transmission device connecting the arm d to the rudder G , which control device allows the relative positions of the rudder G and the arm i to be changed. This device makes it possible to correct the swiveling of the rudder G resulting from a swiveling about the angle a of the side t x of the wind vane in such a way that the aforementioned adjustments cause a change in the angle of attack by an angle equal to α.

Anderseits ist ein Tragwerk in Hinsicht auf den Flug nicht nur durch die Anordnung seiner Flächen, sondern auch durch die Lage seines Schwerpunktes bestimmt. Nun hängt aber die Lage dieses Schwerpunktes wesentlich von der Lage der Belastung ab. Diese Lage ändert sich von einem Flug zum anderen bei Abwerfen von Ballast, sogar im Verlaufe ein und desselben Fluges. Hieraus ergibt sich, daß jeder Schwerpunktslage für ein und denselben Anstellwinkel ein von β verschiedener Wert entsprechen müßte.On the other hand, with regard to flight, a structure is not only determined by the arrangement of its surfaces, but also by the position of its center of gravity. But the position of this center of gravity depends essentially on the position of the load. This situation changes from one flight to another when ballast is dropped, even during one and the same flight. It follows from this that each position of the center of gravity would have to correspond to a value other than β for one and the same angle of attack.

Die Steuervorrichtung, die in die den Arm d mit dem Ruder G verbindende Bewegungsübertragungsvorrichtung eingeschaltet ist, gestattet ebenfalls, dieses Ergebnis zu erreichen.The control device incorporated into the motion transmission device connecting the arm d to the rudder G also makes it possible to achieve this result.

Eine derartige Vorrichtung, die bei H eingeschaltet werden kann, ist in der Fig. 3 sehematisch dargestellt.Such a device, which can be switched on at H , is shown schematically in FIG.

Die Seilzüge c und C1 sind, anstatt unmittel-■ bar von g zu gx gezogen zu sein, über sechs Rollen qx, q2, qs, qb q5, q6 geführt. Die Rollen qs, qlt q5, qe sind auf festen Achsen befestigt. Die Achsen der Rollen qx und ^2 sind im Gegensatz hierzu auf den beiden Enden einer Zahnstange C befestigt, die bei Drehung eines Zahnrades R nach oben oder nach unten verschoben werden kann. Das Zahnrad R wird von einem gestrichelt angedeuteten Handrad V aus bewegt, das der Führer drehen kann.Instead of being pulled directly from g to g x , the cables c and C 1 are guided over six pulleys q x , q 2 , q s , q b q 5 , q 6. The rollers q s , q lt q 5 , q e are mounted on fixed axles. In contrast, the axes of the rollers q x and ^ 2 are attached to the two ends of a rack C , which can be moved up or down when a gear R rotates. The gear R is moved by a handwheel V , indicated by dashed lines, which the operator can turn.

Es ist klar, daß jede Verschiebung der Zahnstange C und der Rollen qly q% nach oben eine Verkürzung des wirksamen Teiles des Seilzuges c und eine Verlängerung des wirksamen Teiles des Seilzuges C1 und daher auch eine Änderung der Lage des Armes i relativ zum Hebel gx zur Folge hat. Umgekehrt hat eine Verschiebung der Zahnstange C nach unten eine Verlängerung und Verkürzung des wirksamen Teiles der Seilzüge c und C1 im Gegensinne zur Folge.It is clear that every shift of the rack C and the rollers q ly q % upwards a shortening of the effective part of the cable c and an extension of the effective part of the cable C 1 and therefore also a change in the position of the arm i relative to the lever g x results in. Conversely, a downward displacement of the rack C results in a lengthening and shortening of the effective part of the cables c and C 1 in the opposite direction.

Das Ruder kann also auf diese Weise während des Fluges so eingestellt werden, daß der Flug bei einem gewünschten Anstellwinkel durchgeführt wird. Dieser hängt von der Stellung des Hebels L und der Wirkung des Getriebes ab, wobei die Windfahne bei ruhigem Wind alles in seiner Mittellage erhält. ■ iqoIn this way, the rudder can be adjusted during the flight so that the flight is carried out at a desired angle of attack. This depends on the position of the lever L and the action of the gearbox, with the wind vane keeping everything in its central position when the wind is calm. ■ iqo

Die Regelvorrichtung H kann durch irgendeine gleichwertige mechanische Einrichtung ersetzt werden, die während des Fluges die willkürliche Änderung der Relativlage von Arm d und Hebel gx vorzunehmen ermöglicht. Beispielsweise könnte zu demselben Zweck die Länge des Lenkers e geändert werden.The control device H can be replaced by any equivalent mechanical device which enables the relative position of arm d and lever g x to be changed arbitrarily during flight. For example, the length of the link e could be changed for the same purpose.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: i. Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern von Flugzeugen mittels einer Windfahne, die an einem Gelenkviereck befestigt ist, dessen mit dem Flugzeug verbundene Seite winklig verstellt werden kann, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung (H), die in die die Windfahne (P) mit dem Ruder (G) verbindende Bewegungsübertragungseinrichtung eingeschaltet ist und durch die die relative Stellung des Ruders (G) zur Windfahne verändert werden kann.i. Device for the automatic control of aircraft by means of a wind vane, which is attached to a four-bar linkage, the side of which is connected to the aircraft can be angularly adjusted, characterized by a control device (H) that connects the wind vane (P) with the rudder (G) connecting motion transmission device is switched on and through which the relative position of the rudder (G) to the wind vane can be changed. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (H) auf den einen (c) oder anderen (C1) Seilzug der als Doppelübertragung ausgebildeten -Verbindungsleitung zwischen Windfahne und von ihr gesteuertem Ruder wirkt.2. Apparatus according to claim i, characterized in that a controller (H) acts on one (c) or the other (C 1 ) cable of the double-transmission connecting line between the wind vane and the rudder controlled by it. 3. Vorrichtung nach Anspruch i- und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler3. Device according to claim i and 2, characterized in that the controller an den Enden einer Zahnstange (C) befestigte Rollen (qx, qz) besitzt, über die die Seilzüge (c, C1) der die Windfahne mit dem Ruder verbindenden Bewegungsübertragungseinrichtung laufen, wobei die Zahnstange quer zur Bewegungsrichtung der Seilzüge mittels eines Handrades verschoben werden kann. Has rollers (q x , q z ) attached to the ends of a rack (C) over which the cables (c, C 1 ) of the motion transmission device connecting the wind vane to the rudder run, the rack being transverse to the direction of movement of the cables by means of a handwheel can be moved. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen ■For this purpose 1 sheet of drawings ■ BERLIN GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEKEIBERLIN PRINTED IN THE REICHSDRUCKEKEI
DE1930588390D 1930-04-05 1930-04-27 Device for the automatic control of aircraft by means of a wind vane Expired DE588390C (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1232831B (en) * 1959-06-10 1967-01-19 Hovercraft Dev Ltd Hovercraft

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