DE602005000027T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Optimiern des Spoilerausschlags eines Flugzeuges während des Fluges - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Optimiern des Spoilerausschlags eines Flugzeuges während des Fluges Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Optimieren der Ausfahrweite von Flügelklappen eines Flugzeugs während des Fluges.
  • Es ist bekannt, dass moderne Flugzeuge, insbesondere zivile Transportflugzeuge, bewegliche Flügelklappen aufweisen, die auch "Bremsklappen" oder, in Englisch "Spoiler" genannt werden, siehe US 6,561,463 . An solchen Flügelklappen sind aerodynamische Steuerflächen ausgebildet und sie sind im Allgemeinen in den Oberseiten der Flügel, hinter einer Kastenstruktur und vor den Wölbklappen, auf welchen ihre eigenen Hinterkanten aufliegen.
  • Durch die Wirkung von Wirkelementen, zum Beispiel hydraulischen, elektrischen oder mechanischen Stellgliedern, die selbst durch einen vom Piloten des Flugzeugs betätigten Hebel gesteuert werden, können die Spoilerklappen einnehmen:
    • – eine eingezogene Position, in welcher sie in der Oberseite des entsprechenden Flügels aufgenommen sind, so dass die aerodynamische Kontinuität der Oberseite gewährleistet ist; und
    • – die ein oder andere von mehreren ausgefahrenen Positionen, bei welchen sie in Bezug zu der Oberseite des entsprechenden Flügels in Neigung in Bezug auf die Oberseite vorstehen.
  • So fügen sich die Spoilerklappen in der eingezogenen Position in das aerodynamische Profil der Oberseiten der Flügel des Flugzeugs ein. Dagegen bringen die Spoilerklappen bei jeder der ausgefahrenen Positionen – von der jede einer spezifischen Funktion zugeordnet ist und durch einen Wert eines Ausfahrwinkels in Bezug zu der entsprechenden Oberseite definiert ist – eine Verminderung des Auftriebs und eine Erhöhung des Luftwiderstands mit sich, deren Amplituden von dem Ausstellwinkel und von der Oberfläche der Spoilerklappen abhängen und können zu unterschiedlichen Zwecken genutzt werden, wie:
    • – einer Verringerung der Geschwindigkeit des Flugzeugs während der Landephasen und eventuell dem Abbruch eines Startvorganges;
    • – einer Verringerung der Geschwindigkeit des Flugzeugs während des Fluges oder einer Erhöhung der Neigung beim Sinken des Flugzeugs;
    • – Anpressen des Flugzeugs an den Boden, um die Bremsung während der Landephasen oder des Startabbruches zu verbessern;
    • – Steuern während des Fluges das Rollen des Flugzeugs, indem asymmetrisch auf die Spoilerklappen der beiden Flügel eingewirkt wird;
    • – Erzeugung eines Giermoments durch asymmetrische Wirkung auf die Spoilerklappen der zwei Flügel, was dazu beiträgt, den Auswirkungen eines Motorschadens während des Startvorganges entgegen zu wirken; oder
    • – Hilfe bei der Verminderung des Flügel-/Rumpfspannungsmoments auf starke Belastungsfaktoren (Manöver, Windstöße), indem die Verteilung des Auftriebs entlang der Flügel modifiziert wird.
  • So sind die durch die Spoilerklappen ausgeübten Funktionen verschieden.
  • Jedoch ist, da das Ausfahren der Spoilerklappen einen Auftriebsverlust mit sich bringt, ihre Verwendung während des Fluges begleitet von einer Einschränkung des Flugbetriebs des Flugzeugs. Wenn nämlich der Pilot wenigstens einen Teil dieses Auftriebverlustes kompensieren will, um die Sicherheit und den Komfort des Fluges beizubehalten, muss er den Anstellwinkel des Flugzeugs erhöhen oder dieses beschleunigen. Wenn das Flugzeug mit einem Anstellwinkel nahe dem maximalen Anstellwinkel fliegt, hat der Pilot keine andere Wahl, als zu beschleunigen. In diesem Fall ist das Ausfahren der Spoilerklappen daher mit einer Einschränkung des Flugbetriebs begleitet, was die Geschwindigkeiten angeht. Das Gleiche gilt für die Kurvenfähigkeit, das heißt, die Manövrierfähigkeit des Flugzeugs. Eine Kurve erfordert nämlich, dass der Auftrieb und somit der Anstellwinkel eines Flugzeugs erhöht wird. Da jedoch das Ausfahren der Spoilerklappen den verfügbaren Anstellwinkel begrenzt, begrenzt es gleichzeitig die Manövrierfähigkeit des Flugzeugs.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, diese Nachteile zu beseitigen, indem das Ausstellen von Spoilerklappen automatisiert wird, um so die Flugbahn des Flugzeugs unabhängig von den Flugbedingungen ohne Beschränkung des Flugbetriebs zu optimieren.
  • Zu diesem Zweck zeichnet sich gemäß der Erfindung das Verfahren zum Optimieren der Ausstellung von Spoilerklappen eines Flugzeugs während des Fluges, wobei jede ausgefahrene Position derselben durch den Piloten des Flugzeugs gesteuert wird, dadurch aus, dass in Echtzeit:
    • – ein potentieller Anstellwinkel berechnet wird, der von den Spoilerklappen verarbeitet werden kann, ohne das Flugzeug in Gefahr zu bringen; und
    • – die Spoilerklappen in Richtung der geforderten Ausfahrposition in Abhängigkeit von diesem potentiellen Anstellwinkel ausgestellt werden.
  • So kann gemäß der Erfindung die Ausstellung der Spoilerklappen an die Flugbedingungen des Flugzeugs angepasst werden.
  • Der potentielle Anstellwinkel kann folgender Art sein A = αprot – α – m,ein Ausdruck, in welchem:
    • – α der aktuelle Anstellwinkel des Flugzeugs ist,
    • – αprot ein vorbestimmter Wert für den Anstellwinkel ist, der kleiner als der Abrisswinkel des Flugzeugs ist und von dem aus unter Einwirkung automatischer Steuermechanismen vermieden wird, dass der aktuelle Anstellwinkel wachsen kann und sich dem Abrisswinkel nähert, und
    • – m ein Sicherheitsbereich im Vergleich zu αprot ist.
  • Dieser Bereich m kann konstant sein und zum Beispiel 2 oder 3 Grad Anstellung betragen. Dagegen kann er variabel sein und zum Beispiel abhängig von dem Rollwinkel des Flugzeugs, dem vertikalen Lastfaktor desselben und/oder der Differenz zwischen dem Wert αprot und dem Wert α0 sein, der den Anstellwinkel bei Null-Auftrieb darstellt.
  • Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich die Vorrichtung, die ein Dispositionselement des Piloten des Flugzeugs umfasst, mit dem die Wirkmittel für die Spoilerklappen mithilfe einer Steuerleitung gesteuert werden können, dadurch aus, dass sie ferner umfasst:
    • – Berechnungsmittel, die die Messung von Flugparametern erhalten und die potentielle Anstellung A berechnen; und
    • – eine Regelungseinrichtung, die die potentielle Anstellung A erhält und deren Ausgang durch ein in die Steuerleitung eingesetztes Element gebildet wird.
  • In üblicher Weise kann das Dispositionselement des Piloten die Spoilerklappen durch einen Bruchteil ihrer maximalen Ausstellung steuern, das heißt, dass jede ausgefahrene Position einem solchen Bruchteil entspricht.
  • Das in der Steuerleitung angeordnete Element kann somit ein Multiplikator oder ein Begrenzer sein, der durch das Dispositionselement des Piloten gesteuert wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Regelungseinrichtung:
    • – einen ersten Verstärker, dessen Eingang mit der Steuerleitung verbunden ist und dessen Verstärkungsgrad gleich dem Verhältnis dα/Bmax ist, in welchem da die Verminderung des Anstellwinkels α des Flugzeugs ist, die durch die maximale Bmax der Spoilerklappen herbei geführt wird;
    • – ein Additionsglied, dessen zwei Eingänge jeweils die potentielle Anstellung von Berech nungsmitteln und das Signal vom Ausgang des ersten Verstärkers erhalten; und
    • – einen zweiten Verstärker, mit dem Verstärkungsgrad 1/K, welcher den Ausgang des Additionsgliedes mit dem Ausgangselement verbindet.
  • Die Figuren der beigefügten Zeichnung werden verständlich machen, wie die Erfindung durchgeführt werden kann. In diesen Figuren bezeichnen identische Bezugzeichen ähnliche Elemente.
  • 1 zeigt während des Fluges und in perspektivischer Ansicht von oben ein ziviles Großraumflugzeug.
  • 2 zeigt in schematischer Ansicht von oben, teilweise und stark vergrößert, einen Flügel des Flugzeugs aus 1 mit seinen Spoilerklappen, seinen Nasenklappen an der Vorderkante und seinen Flügelklappen an der Hinterkante in eingezogener Position.
  • 3 ist eine schematische Schnittansicht, eines Teils und vergrößert, entlang der Linie III-III in 2.
  • 4 zeigt eine ähnlich Ansicht wie in 3 einer Spoilerklappe in einer ausgefahrenen Position.
  • 5 gibt ein Schaltschema einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden zur Optimierung der Ausstellung der Spoilerklappen des Flugzeugs aus 1 wieder.
  • 6 ist ein Diagramm, welches für eine Konfiguration des Flugzeugs die Variation seines Auftriebs in Abhängigkeit von seinem Anstellwinkel zeigt.
  • 7 ist ein Diagramm, welches die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Das in 1 dargestellte zivile Großraumflugzeug A/C weist zwei Flügel 1 auf.
  • Wie in 2 in sehr großem Maßstab dargestellt, umfasst jeder Flügel 1 eine Vorderkante 2, eine Hinterkante 3, eine Oberseite 4 und eine Tragflächenwurzel E.
  • Die Vorderkante 2 ist durch wenigstens eine Hochauftriebsklappe 5 gebildet.
  • Die Hinterkante 3 des Flügels 1 wird durch die nahe Anordnung einer Mehrzahl von aneinander angrenzenden rückseitigen Flügelklappen 6 an der Hinterkante gebildet.
  • In der Oberseite 4, stromaufwärts der rückseitigen Flügelklappen 6 (im Verhältnis zur aerodynamischen Strömung auf dem Flügel 1) sind eine Mehrzahl von Spoilerklappen 7 angeordnet, deren Form in Draufsicht ein Rechteck oder ein rechtwinkliges Trapez ist.
  • Wie in 3 gezeigt wird, ist jede Spoilerklappe 7 am Rand der Vorderkante 8 an der Struktur 9 des Flügels 1 um eine Achse 10 parallel zur Vorderkante 8 angelenkt.
  • In der in den 2 und 3 dargestellten eingezogenen Position stößt die Hinterkante jeder Spoilerklappe 7 auf eine rückseitige Flügelklappe 6, und die Oberseite 12 der Spoilerklappe 7 stellt die aerodynamische Kontinuität zwischen der Oberseite 4 des Flügels 1 und der Oberseite 13 der Flügelklappe 6 her.
  • Darüber hinaus ist jede Spoilerklappe 7 mit der Struktur 9 des Flügels 1 durch eine schräge, durch ein Stellglied 14 gebildete Stütze verbunden, deren Enden 15 und 16 jeweils an der Struktur 9 und an der Spoilerklappe 7 angelenkt sind.
  • In einer eingezogenen Position der Spoilerklappe 7 (2 und 3) übt das Stellglied 14 eine Kraft aus, um jene in der eingezogenen Position zu halten.
  • Wenn das Stellglied 14 zu einer Verlängerung aktiviert wird, schwenkt die Spoilerklappe 7 allmählich um die Achse 10 und fährt aus. Wie dies in 4 für eine mit einem Ausstellwinkel B ausgefahrene Position dargestellt ist, ermöglicht die Spoilerklappe 7, den Auftrieb zu vermindern und den Luftwiderstand des Flügels 1 in Proportion zu dem Wert des Ausstellwinkels B zu erhöhen.
  • Natürlich ist es selbstverständlich, dass die Spoilerklappe 7 eine oder mehrere andere ausgefahrene Positionen einnehmen kann, entsprechend den Werten dieses Winkels, obwohl in 4 nur eine einzige ausgefahrene Position entsprechend eines Wertes für einen Ausstellwinkel B dargestellt ist.
  • Wie in 5 schematisch dargestellt ist, wird das Ausfahren und das Einziehen der Spoilerklappen 7 wahlfrei durch den Piloten mit einem Schwenkarm 17 gesteuert, der mit einem Wandler 18 verbunden ist, der die Drehung des Hebels 17 in einen zur des Stellgliedes 14 proportionalen Befehl umformt. Der Gesamtverlauf C des Hebels 17 entspricht dem Maxi malwert Bmax, der den Ausstellwinkel B der Spoilerklappen 7 annehmen kann.
  • Üblicherweise ist die Drehung des Hebels 17 nicht als Wert eines Ausstellwinkels B abgestuft, sondern als Bruchteil (kBmax) des Maximalwertes Bmax der Ausstellweite der Spoilerklappen 7 (mit 0 ≤ k ≤ 1).
  • In 5 ist eine Skala 19 für die Drehung des Hebels 17 dargestellt, auf welcher die Werte 0–0,5–0,75 und 1 von k aufgenommen sind. In dieser Figur ist der Hebel 17 in der Position dargestellt, die 0,25 Bmax entspricht.
  • Die Steuereinrichtung für die Ausstellung der Spoilerklappen 7, die in 5 dargestellt ist, umfasst zusätzlich zu dem Hebel 17 und dem Wandler 18 einen Rechner 20 und eine Regelungseinrichtung 21.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet der Rechner 20 in Echtzeit einen potentiellen Anstellwinkel A und in Abhängigkeit von dem Wert und dem Vorzeichen dieses potentiellen Anstellwinkels A erhöht oder vermindert die Regelungseinrichtung 21 den Anstellwinkel B, gesteuert durch den Hebel 17. Der Anstellwinkel B ist optimal, wenn der Wert des potentiellen Anstellwinkels A Null ist.
  • Um die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung konkreter zu machen, kann man sich auf 6 stützen, die für eine Konfiguration aus Nasenklappen 5 und Flügelklappen 6 die Variation des Auftriebs des Flugzeugs (in Form des Auftriebskoeffizienten Cz) in Abhängigkeit von der Anstellung des Flugzeugs A/C darstellt. Eine solche Variation wird durch eine Kurve 22 dargestellt, deren Verlauf Aerodynamikern bekannt ist. In dem Diagramm in 6 ist angegeben:
    • – der Wert des Anstellwinkels αd, bei welchem für die entsprechende Konfiguration der Nasenklappen 5 und Flügelklappen 6 das Flugzeug A/C überzieht;
    • – der Wert des Anstellwinkels αmax, kleiner als αd, bei welchem die Flugrechner des Flugzeugs A/C dessen Gesamtsteuerung an sich nehmen, um diesem eine sichere Konfiguration zu verleihen;
    • – der Wert des Anstellwinkels αprot, kleiner als αmax, bei welchem der Pilot seine Autorität über die Spoilerklappen 7 zu verlieren beginnt, wobei die Rechner allmählich die Kontrolle des Flugzeugs A/C übernehmen, um sicherzustellen, dass dieses keine gefährliche Konfiguration einnimmt; und
    • – des Wert des Anstellwinkels α0 entsprechend eines Auftriebs Null.
  • Der Rechner 20 erhält neben anderen Parametern den Wert α des aktuellen Anstellwinkels des Flugzeugs A/C, gemessen in üblicher Weise durch wenigstens einen Neigungsfühler (nicht dargestellt), der an Bord des Flugzeugs A/C montiert ist sowie den Wert αprot, wie oben definiert, der in Abhängigkeit von der Mach-Zahl und der Konfiguration der Nasenklappen 5 und der Flügelklappen 7 tabelliert ist.
  • Aus α und αprot berechnet der Rechner 20 die potentielle Anstellung A gleich αprot – α – m, wobei m ein Sicherheitsbereich ist (siehe 6).
  • Der Bereich m kann konstant oder zum Beispiel gleich 2 oder 3 Grad Anstellwinkel betragen. In diesem Fall ist der konstante Bereich m im Speicher des Rechners 20 eingegeben.
  • Dagegen kann der Bereich m realistischer sein und von einer bestimmten Anzahl von Parametern abhängig gemacht werden, wie dem Anstellwinkel α0 bei einem Auftrieb Null (unten definiert und in ähnlicher Weise wie αprot tabelliert), dem Rollwinkel Φ des Flugzeugs A/C in einer Kurve oder auch dem vertikalen Belastungsfaktor nz. In diesem Fall sind diese Parameter in den Rechner 20 eingegeben, wie dies in 5 dargestellt ist, wobei der Rollwinkel Φ und der Belastungsfaktor nz in üblicher Weise an Bord des Flugzeugs A/C gemessen werden.
  • Beispielhaft für den variablen Bereich m können die folgenden Ausdrücke genannt werden:
    • – m = [ 1 – cos(20°)] × [αprot – α0], speziell ausgelegt für den Fall einer Kurve des Flugzeugs A/C mit einem Anstellwinkel Φ gleich 20°, was üblich ist. Jedoch zeigt ein solcher Bereich den Nachteil, während einer gesamten Dauer der Kurve konstant zu bleiben, was eine Verminderung der Ausstellweite der Spoilerklappen herbeiführt;
    • – m = [cos(Φ) – cos(20°)] × [αprot – α0], kompensiert beim Rollen derart, dass, wenn sich das Flugzeug A/C neigt, sich der Bereich m vermindert, was ermöglicht, Kurven durchzuführen, ohne die Spoilerklappen einzuziehen;
    • – m = [1/nz – cos(20°)] × [αprot – α0], was erlaubt, der Kompensation beim Rollen (für Φ = 20°) eine Kompensationsressource hinzuzufügen;
    • – oder auch jede Kombination der obigen Ausdrücke:
    man kann zum Beispiel einen durch ein Rollen kompensierten Bereich m bis zu einem bestimmten Wert des Winkels Φ definieren, dann einen darüber hinaus konstanten Bereich, was ermöglicht, die Spoilerklappen 7 für schwache Kurven ausgefahren zu lassen und bei Kurven, welche eine große Anstellung benötigen, damit zu beginnen, sie einzufahren.
  • Ob nun der konstante oder variable Ausdruck für den Bereich m gewählt wird, so bildet der Wert des Anstellwinkels A = αprot – α – m den möglichen aktuellen Anstellwinkel, der unter Einhaltung jeglicher Sicherheit durch die Spoilerklappen 7 umgesetzt werden kann, das heißt, dass es möglich ist, den Ausstellwinkel B der Spoilerklappen 7 so weit zu vergrößern, dass die Ausfahrweite den Anstellwinkel A rückgängig macht.
  • Wenn die potentielle Anstellung A negativ ist, zeigt dies, dass die Ausstellung B der Flügelklappen 7 zu groß ist und dass es notwendig ist, diese zu verringern.
  • In dem Ausführungsbeispiel der Regelungseinrichtung 21, die in 5 dargestellt ist, ist ein Additionsglied 23 vorgesehen, um an einem seiner Eingänge die potentielle Anstellung A zu erhalten, der von dem Rechner 20 berechnet wurde. Diese Regelungseinrichtung 21 umfasst ferner:
    • – einen Multiplikator 24, der in der Leitung 25 angeordnet ist, die den Wandler 18 mit den Stellgliedern 14 verbindet;
    • – einen Verstärker 26, mit dem Verstärkungsgrad 1/K, der den Ausgang des Additionsgliedes 23 mit dem Multiplikator 24 verbindet, wobei der Faktor K gleich dem Verhältnis dα/Bmax ist, in welchem da die Verminderung des Anstellwinkels α des Flugzeugs A/C ist, die sich durch die maximale Ausstellung Bmax der Spoilerklappen ergibt;
    • – einen Verstärker 27, mit dem Verstärkungsgrad K, der das Signal der Ausstellung erhält, das über die Leitung 25 transportiert wird und mit einer Verstärkung durch die Verstärkungsstufe K mit einer Filterung durch den Filter 28 an den anderen Eingang des Additionsgliedes 23 adressiert wird.
  • So wird, wenn der Pilot des Flugzeugs A/C den Hebel 17 betätigt, die gesteuerte Ausstellung der Spoilerklappen 7 durch den Verstärker 27 erfasst, welcher diese gesteuerte Ausstellung in eine entsprechende Quantität des Anstellwinkels Δα umwandelt. Nach der Filterung durch den Filter 28 wird diese Quantität des Anstellwinkels Δα, die eine Schätzung der aktuell durch die Bremsklappen erreichten Anstellung ist, der potentiellen Anstellung A in dem Additionsglied 23 hinzu gefügt. Am Ausgang desselben liegt somit eine Schätzung in Echtzeit der Quantität der verfügbaren Anstellung vor, die durch die Spoilerklappen umgesetzt wird und die an den Verstärker 26 übertragen wird. Dieser wandelt dann diese Schätzung des verfügbaren Anstellwinkels in eine Echtzeitschätzung der Quantität des verfügbaren Ausstellwinkels für die Spoilerklappen 7 um.
  • Auf diese Weise bewertet die Regelungseinrichtung 21 bei Forderung einer Ausstellung der Spoilerklappen 7 durch den Piloten die exakte Größenordnung der Ausstellung entsprechend des Bedarfs der potentiellen verfügbaren Anstellung A. In dem Maße der Ausstellung der Spoilerklappen 7 wird diese Größenordnung in Abhängigkeit von der Reaktion des Flugzeugs korrigiert (gemessen durch den Rechner 20), um schließlich exakt die gesteuerte Ausstellung zu erhalten.
  • Im Dauerbetrieb, das heißt, einer konstanten gesteuerten Ausstellung und konstanten Parametern am Eingang des Rechners 20, ist die potentielle Anstellung A Null, was zeigt, dass der Auftrag der Ausstellung erfüllt ist.
  • Die Betriebsweise der Regelungseinrichtung 21 wird in der Weise geregelt, dass die Steuerung der Spoilerklappen 7, die sie erzeugt, weder zu langsam noch zu schnell erfolgt. Ihre Reaktionszeit kann in der Größenordnung von einigen Sekunden, zum Beispiel 5 s, liegen, um nicht der guten Funktionsweise der Gesetzmäßigkeiten eines Lenkvorganges zu schnell zu schaden.
  • Es sei angemerkt, dass im Falle eines Schadens an bestimmten Spoilerklappen die vorliegende Erfindung die Ausstellung der betriebsbereit bleibenden Spoilerklappen automatisch anpasst, um die Steueraufgabe zu erfüllen zu helfen.
  • Wie in 7 dargestellt ist, erfolgt, wenn der Pilot die maximale Ausstellung der Spoilerklappen 7 fordert (der Hebel 17 befindet sich in der Position 1 der Skala 19), die Ausstellung B derselben linear entlang einer Linie 29 erfolgt. Wenn umgekehrt der Hebel 17 beispielsweise auf die Position 0,5 der Skala 19 gebracht ist, wird die Ausstellung der Spoilerklappen 7 proportional erfolgen, um 0,25 Bmax (Kurve 30 punktiert) zu erreichen.
  • Wenn man zum Beispiel eine Ausstellung von 0,5 Bmax für die Position 0,5 des Hebels 17 erhalten möchte, kann man den Multiplikator 24 durch einen Begrenzer ersetzen, der durch die Position des Hebels 17 gesteuert wird. Man könnte somit eine Steuerung erhalten, wie sie durch die Linie 31 in Punkt/Strich-Linien in 7 dargestellt ist, im zusammenfallenden Teil der Linie 29.
  • Aufgrund des Vorstehenden wird festgestellt, dass die vorliegende Erfindung ermöglicht, die Ausstellung der Spoilerklappen 7 an Flugbedingungen des Flugzeugs anzupassen, während in dem Stand der Technik eine Ausstellung pauschal angenommen wird, was den Flugbetrieb des Flugzeugs einschränkt.
  • Aufgrund der vorliegenden Erfindung:
    • – kann der Pilot damit fortfahren, mit der gegenwärtigen Geschwindigkeit zu fliegen und ohne weitere Beschränkung zu manövrieren, wobei die Ausstellung der Spoilerklappen automatisch an seinen Lenkvorgang angepasst wird. Zuvor hat das Herauskommen der Spoilerklappen ihn mitunter gezwungen, zu beschleunigen (was paradox ist, wenn man die aerodynamischen Flächen ausfährt, die bremsen) oder seinen Kurvenwinkel stark beschränkt;
    • – das Flugzeug kann den besten Winkel zum Sinken für jede Geschwindigkeit suchen. Bei bestimmten Flugzeugen ist der stärkste Winkel zum Sinken nicht nur zwingend mit der größten Geschwindigkeit verbunden (im Gegensatz zu der Sinkgeschwindigkeit); und
    • – das Flugzeug kann sehr große Ausstellweiten für die Spoilerklappen aufweisen, wobei diese Ausstellweiten nicht mehr durch die Wahl eines allgemeinen Kompromisses des Flugzeugbauers zwischen dem Sinkvermögen und dem Flugbetrieb des Flugzeugs beschränkt sind. Das Sinkvermögen wird größer werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Optimierung der Ausstellung von Spoilerklappen (7) eines Flugzeugs (A/C) während eines Fluges, wobei jede ausgefahrene Position derselben von dem Piloten des Flugzeugs gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Echtzeit: – eine potentielle Anstellung (A) berechnet wird, die durch die Spoilerklappen (7) ausgeführt werden kann, ohne das Flugzeug in Gefahr zu bringen; und – die Spoilerklappen (7) in Richtung der gesteuerten Ausfahrposition in Abhängigkeit von der potentiellen Anstellung (A) ausgefahren werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die potentielle Anstellung (A) in der Art A = αprot – α – m erfolgt,einem Ausdruck, in welchem: – α die aktuelle Anstellung des Flugzeugs ist, – αprot ein vorbestimmter Wert der Anstellung ist, der kleiner als der Abrisswinkel des Flugzeugs ist und von dem aus eine Wirkung automatischer Lenkungsmechanismen erfolgt, die vermeiden, dass die aktuelle Anstellung zunehmen könnte und sich dem Abrisswinkel nähert, und – m ein Sicherheitsbereich im Verhältnis zu αprot ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich m konstant ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Bereich eine Größenordnung von 2 oder 3 Grad Anstellung hat.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich m abhängig vom Rollwinkel des Flugzeugs ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich m abhängig vom vertikalen Belastungsfaktor des Flugzeugs ist.
  7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Element (17) zur wahlfreien Betätigung durch den Piloten des Flugzeugs (A/C), um die Wirkelemente (14) der Spoilerklappen (7) mithilfe einer Steuerleitung (25) zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass diese umfasst: – Berechnungsmittel (20), welche die Messung von Flugparametern erhalten und die potentielle Anstellung (A) berechnen; und – eine Regelungseinrichtung (21), welche die potentielle Anstellung (A) erhält, und deren Ausgang durch ein Element (24) gebildet wird, das in der Steuerleitung (25) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, in welcher das Element (17) die Spoilerklappen (7) um einen Bruchteil (k) der Maximalausstellung (Bmax) derselben steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (24) ein Multiplikator ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, in welcher das Element (17) die Spoilerklappen (7) um einen Bruchteil (k) der maximalen Ausstellung (Bmax) derselben steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (24) ein Begrenzer ist, der durch das Element (17) gesteuert wird.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungseinrichtung (21) aufweist: einen ersten Verstärker (27), dessen Eingang mit der Steuerleitung (25) verbunden ist und dessen Verstärkungsgrad K gleich dem Verhältnis dα/Bmax ist, in welchem da die Verminderung des Anstellwinkels α des Flugzeugs ist, die sich durch die maximale Ausstellung Bmax der Spoilerklappen ergibt; – ein Additionsglied (23), dessen zwei Eingänge jeweils die potentielle Anstellung (A) von den Berechnungsmitteln (20) und das Ausgangssignal des ersten Verstärkers (27) erhalten; und – einen zweiten Verstärker (26), mit einer Verstärkungsstufe 1/K, welcher den Ausgang des Additionsgliedes (23) mit dem Ausgangselement (24) verbindet.
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