DE615821C - Selbsttaetige Steuerung von Luftfahrzeugen im Kurvenflug - Google Patents

Description

Die selbsttätige Steuerung von Luftfahrzeugen erfolgt gewöhnlich durch die verschiedenen Steuerflächen einstellende Servomotoren, die durch gegen die Drehungen des Fahrzeuges um seine Hochachse oder gegen Störungen der Gleichgewichtslage des Fahrzeuges hinsichtlich seiner Längs- oder Querachse empfindliche Meßgeräte gesteuert werden. Dadurch wird dann die Innehaltung der Waagerechtlage des Luftfahrzeuges sowie seines am Kompaß eingestellten Kurses erzielt.

Wenn mit dem Luftfahrzeug eine Kurve geflogen werden soll, kann dies in bekannter Weise ohne Ausschaltung der selbsttätigen Steuereinrichtungen dadurch geschehen, daß der Fahrzeugführer eine zusätzliche Regelung der die Steuerflächen einstellenden Servomotoren, in der Regel lediglich des das

zn Seitenruder einstellenden Motors im Sinne der zu fliegenden Kurve vornimmt.

Infolge Verstellung des Seitenruders legt sich das Flugzeug in der Kurve bekanntlich nicht nur schräg, sondern es schert aus seiner waagerechten Flugebene auch nach oben oder unten derart aus, daß der Kurvenflug in einer Schrägebene erfolgt. Letzteres ist sehr unerwünscht und läßt sich lediglich durch eine gleichzeitig mit der Verstellung des Seitenruders vorzunehmende Verstellung des Höhenruders vermeiden.

Gegenstand der Erfindung ist die gleich zeitige Beeinflussung der Honen-und Seitensteuerung des Luftfahrzeuges in dem Sinne, daß ein Ausscheren des Luftfahrzeuges aus seiner waagerechten Flugebene während des Kurvenfluges vermieden wird, oder anders gesagt, daß die Längsachse des Luftfahrzeuges sich während des Kurvenfluges in einer waagerechten Ebene dreht. Darüber hinaus kann erfindungsgemäß jedoch auch eine gewollte Schraubenkurve von vorher bestimmbarer Steigung selbsttätig geflogen werden. Erreicht wird diese Steuerung in jedem Falle durch ein Steuerglied, welches von einem im Fahrzeug vorgesehenen Stabilisator, z. B. einem Kreiselpendel, gehalten wird und in die vom Fahrzeugführer gewollte räumliche Drehung versetzt wird, wobei es seine Bewegung auf um zwei zueinander senkrechte, im Fahrzeug fest orientierte Achsen drehbare Regelorgane für die zur Seiten- und Höhensteuerung des Luftfahrzeuges vorgesehenen Steuermittel, beispielsweise für die Einstellung der Seiten- und Höhenruder vorhandene Servomotoren, verteilt.

Das Steuergerät gemäß der Erfindung unterscheidet sich demnach beispielsweise gegenüber der bekannten Nachdrehung des Gehäuses oder Gehänges von Kreiselkompassen, bei welcher der das Gehäuse im Azimut nachdrehende Motor ebenfalls durch

ein vom Kreiselgerät getragenes Glied gesteuert wird, grundsätzlich dadurch, daß das Flugzeug den Bewegungen des Steuergliedes nachgedreht wird, und zwar durch eine zweiachsige motorische Nachdrehvorrichtung,

Das Steuergerät besteht im wesentlichen in einem Raumkoordinaten wandler, in welchem das durch den Koordinatenanf angspunkt gehende, von dem Stabilisator gehaltene ίο Steuerglied in die gewollte räumlicheDrehung gegenüber den das Fahrzeugkoordinatensystem bildenden Achsen, in welche die Regelorgane für die Seiten- und Höhensteuereinrichtungen verstellbar sind, gebracht wird. Erfolgt die räumliche Drehung des .durch den Koordinatenursprung gerichteten Steuergliedes in der durch den Stabilisator aufrechterhaltenen Horizontalebene und sind die Achsen, um welche die von diesem Steuerglied eingestellten Regelorgane für die Seiten- und Höhensteuereinrichtung verstellbar sind, im Flugzeug so gelagert, daß sie parallel zur Hochachse oder zur Querachse des Flugzeuges liegen, so erfolgt eine derartige Regelung der Höhen- und Seitensteuereinrichtung, daß die Längsachse des Flugzeuges der räumlichen Drehung des Steuergliedes genau folgt und somit während des Kurvenfluges sich ebenfalls in einer Horizontalebene dreht. Falls man nun das als Verbindungsglied zwischen den beiden Koordinatensystemen dienende Steuerglied gegenüber der Horizontebene des Stabilisators einmalig um einen bestimmten Winkel um eine quer zur Fahrtrichtung liegende Achse oder, was auf dasselbe hinauskommt, die Nullstellung des davon um die zur Querachse des Flugzeuges parallele Achse eingestellten Regelorganes um einen bestimmten Winkel in dem einen oder anderen Sinne dreht, so hat das zur Folge, daß im Gegensatz zum waagerechten Kurvenflug nicht mehr die Flugzeuglängsachse, sondern eine andere gegenüber dieser im Symmetrieschnitt des Fahrzeuges um den Steigungswinkel des Schraubenfiuges geneigte Linie während des Schraubenfluges dauernd waagerecht bleibt. Das Steuerglied, von welchem die Steuerung im Kurvenflug ausgeht, ist zweckmäßig auf einer vom Stabilisator gehaltenen waagerechten Drehscheibe vorgesehen; seine räumliche Drehung erfolgt vorzugsweise durch einen auf dieser Drehscheibe mit waagerechter Drehachse und dazu senkrechter waagerechter Präzessionsachse aufgestellten Kreisei, auf den zu diesem Zweck, beispielsweise durch einen mit seiner Präzessionsachse gekuppelten und vom Führersitz aus regelbaren elektrischen Momenterzeuger, ein Moment in dem einen oder anderen Sinn und von solcher Stärke ausgeübt wird, daß sich .die Drehscheibe mit dem Steuerglied mit der gewünschten Geschwindigkeit im Sinne der zu fliegenden Kurve dreht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung, insbesondere auch die zusätzliche Regelung der Ouersteuereinrichtung durch ein weiteres vom Stabilisator gehaltenes Steuerglied, sind im folgenden an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.

In der oberen Hälfte der Zeichnung ist perspektivisch der Stabilisator mit der Regelvorrichtung dargestellt, während die an die_ Regelvorrichtungen angeschlossenen Höhen-,' Seiten- und Quersteuereinrichtungen in einfachster Ausführung aus dem unteren Teil der Zeichnung zu ersehen sind. Hier sind das Seitenruder S und das Höhenruder H₁ die in Wirklichkeit übereinander am Schwanzende des Flugzeuges angeordnet sind, nebeneinander dargestellt. Rechts unten sind die gewöhnlich an den Enden der Tragflächen des Flugzeuges vorgesehenen Querruder Q gezeichnet. Alle drei Ruder werden jeweils durch hydraulische Rüdermotoren M₁, M₂ und M_s eingestellt, die an Steuerschieber St₁, if₂ und st_s angeschlossen sind. Die Steuerkolben dieser Schieber werden von den Differentialhebeln Ji₁, A₂ und h_s entsprechend der Differenz der auf das linke Ende dieser Steuerhebel übertragenen Steuerbewegung und der auf das rechte Ende dieser Steuerhebel übertragenen Motorbewegung eingestellt. Die Steuerbewegung wird dabei von elektrischen Drehmagneten M₁, m_% und m_a hervorgerufen, deren Erregung sowohl von dem oben dargestellten Steuergerät als auch gewünschtenfalls von davon unabhängigen weiteren Steuergeräten bestimmt wird. Auf dem Anker jedes Momenterzeugers sind zu diesem Zweck zwei Paar entgegengesetzt gewickelte Erregerspulen W₁, W₁" oder W₂, W₂" oder w_s', ₅" vorgesehen. Die Wicklungen sind der besseren Verstellung wegen zwischen den Drehmagneten angedeutet. Die Spulen W₁ der . Seitensteuereinrichtung sind beispielsweise an einen Elektrolytkompaß angeschlossen, während die Spulen W₂ durch ein die Längsneigung des Fahrzeuges messendes Pendel, durch einen Fahrtwindgeschwindigkeitsmesser o. dgl. und die Spulen W₃' durch ein die Querneigung des Fahrzeuges messendes Pendel durch einen Schiebegeschwindigkeitsmesser o. dgl. in bekannter Weise gesteuert werden.

Der den Horizont angebende Stabilisator kann jede beliebige Ausbildung besitzen. Zweckmäßig besteht er aus einem in dem Gehäuse G angeordneten Kreiselpendel. Das Gehäuse G ist mittels der inneren Kardan- iao zapfen Z₁, des Ringes r und der äußeren Kardanzapfen Z₂ in den beispielsweise in der

Querrichtung des Fahrzeuges auf der Fahrzeugplattform o. dgl. angeordneten Stützen S₁ und s₂ kardanisch aufgehängt. Auf dem Gehäuse G des Kreiselpendels ist um eine vertikale Achse die Scheibe j frei drehbar gelagert. Auf dieser Scheibe ist in Stützen C₁ und C₂ die horizontale Präzessionsachse b₂ eines Kreisels B gelagert, dessen Drehachse b_t ebenfalls horizontal liegt. Die Lage der ίο Präzessionsachse b₂ gegenüber den Kardanachsen des Kreiselpendels kann im übrigen beliebig sein. Mit der Präzessionsachse b₂ ist der Momenterzeuger m_i gekuppelt, der an den vom Fahrzeugführer zu betätigenden und zweckmäßig am Führersitz angeordneten Spannungsteiler T angeschlossen ist. Dieser Momenterzeuger besitzt wiederum zwei Erregerwicklungen, die an den beiden Hälften des Spannungsteilers liegen. Je nachdem eine Links- oder eine Rechtskurve geflogen werden soll, verstellt der Fahrzeugführer den Spannungsteiler nach der einen oder anderen Seite, wodurch -der Momenterzeuger in dem einen oder anderen Sinn erregt wird und ein entsprechendes Präzessionsmoment auf den Kreisel B ausübt. Demzufolge dreht der Kreisel B unter Aufrechterhaltung der Horizontallage seiner Drehachse O₁ die Scheibe j in dem einen oder anderen Sinne mit der am Spannungsteiler T eingestellten Geschwindigkeit. An dieser räumlichen Drehung der Scheibe innerhalb des Flugzeuges nehmen die Steuerarme C₁ und a₂ teil. Die Nullstellung der Scheibe s ist derart, daß der Arm O₁ in der Längsrichtung und der Arma₂ in der Querrichtung des Flugzeuges liegt. Der Arm a_t greift in die Gabelschlitze zweier Bügel I₁ und I₂ ein, von denen der Bügel I₁ um den in der Querrichtung des Flugzeuges Hegenden Zapfen Z₂ und der Bügel I₂ um eine zur Hochachse des Flugzeuges parallele Achse S₃ drehbar ist, welche in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel von dem an Stützen J₁ angebrachten Halter η getragen wird. Der Arm a₂ greift hingegen in eine Schlitzführung des Bügels I₃, der um einen parallel zur Fahrzeuglängsachse gerichteten Zapfen Z₄, eines Lagerbockes 5₃ drehbar ist. Von jedem Lenker I₁ oder I₂ und /₃ wird eine Regelvorrichtung eingestellt, an welche die Wicklungen W₁", W₂" und W₃" der die Seiten-, Höhen- und Ouersteuereinrichtung betätigenden Drehmagneten m_lt m₂ und m_s angeschlossen sind. Die Regelvorrichtung besteht beim Ausführungsbeispiel jeweils aus einem an den Lagerböcken X₁ oder s₃ und an dem Halter η befestigten Elektrolytgehäuse mit zwei Gegenelektroden B₁, e« und e₃, zwischen denen die von den Bügeln I₁,1₂ und I₃ eingestellte Hauptelektroden ei', e₂" und e_s" spielen. Bei Verstellung der Bügel I₁, I₂ und /₃ durch die Hebelarme (Z₁ und a₂ erhalten also die Wicklungen W₁", W₂" und w₃" eine Erregung proportional dem Verstellungswinkel dieser Bügel.

Beim Geradeausflug können die Höhen-, Quer- und Seitensteuereinrichtungen von dem beschriebenen Steuergerät mittels der am Führersitz angeordneten Schalter Jf₁ und t₂ abgeschaltet werden, welche Unterbrecherrelais f_t und f₂ im Stromkreis der Erregerwicklungen W₁", W₂" und w_a" betätigen. In diesem Falle werden die Drehmagneten m_x, m₂ und m₃ lediglich durch die obenerwähnten, nicht dargestellten Meßgeräte gesteuert, an welche die Wicklungen W₁, W₂ und w/ angeschlossen sind. Es kann die Steuerung beim Geradeausflug jedoch allein oder zusätzlich alich durch die Steuerarme C₁ und C₂ des Kreiselpendels erfolgen. Dann ist jedoch erforder-Hch, daß der Arm a_t in Richtung des gewünschten Kurses eingestellt erhalten bleibt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Stellung der Drehscheibe s durch einen Kompaß K überwacht wird, der im Ausführungsbeispiel als Elektrolytkompaß ausgebildet ist, dessen Gehäuse von der am Führersitz angeordneten Handkurbel u gemäß Skala ν in die gewünschte Kursrichtung eingestellt wird. Weicht dann das Flugzeug infolge einer falsch eingestellten Richtung des Steuerarmes a_t von dem gewollten Kurs ab, so wandert das Magnetsystem des Kompasses K mit der Hauptelektrode E gegenüber den Gegenelektroden E' und E" in dem einen oder anderen Sinne aus, wodurch der Momenterzeuger m₄ in solchem Sinn erregt wird, daß der Kreisel B die Scheibe s mit dem Steuerarm O₁ wieder in die gewollte Kursrichtung bringt.

Während des Kurvenfluges kann mittels des Schalters t₂ und des daran angeschlossenen Unterbrecherrelais f₂ die Quersteuereinrichtung von dem Steuergerät abgeschaltet werden. Ebenso kann mittels des Schalters t₃ ■der Stromkreis des Elektrolytkompasses /C unterbrochen werden, so daß der Kompaß von dem Momenterzeuger m₄ abgeschaltet ist. Wenn der Luftfahrzeugführer dann durch Verstellen des Spannungsteilers T die Scheibe s in die gewollte räumliche Drehung versetzt, so verstellt der Steuerarm C₁ die mit den Bügeln I₁ und I₂ verbundenen Regeleinrichtungen für die Drehmagnete Wi₁ und m₂ derart, daß eine Einstellung der Ruder 6" und if in dem Sinne zustande kommt, daß das Fahrzeug mit seiner Längsachse der räumlichen Drehung des Steuerarmes C₁ folgt, die Längsachse sich also in einer Waagerechtebene dreht. _

Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, daß der Kompaß K während des Kurven-

fluges ausgeschaltet wird. Wenn nämlich der Steuereinfluß des Kompasses im Vergleich zu dem vom Spannungsteiler T ausgehenden Steuereinfluß nur gering ist, so kann der Kompaß auf den Momenterzeuger m_t dauernd auf geschaltet bleiben. Die Steuerung ist dann derart, daß das Flugzeug, solange der Spannungsteiler T in dem einen oder anderen Sinne verstellt ist, eine oder mehrere Schlei-ίο fen fliegt und sich danach von selbst wieder auf den am Gehäuse des Kompasses K eingestellten Kurs einstellt.

Schließlich kann der Spannungsteiler T am Führersitz auch ganz fortfallen, denn es kann t5 eine Kurve (freilich nur eine sehr schwache) auch dadurch geflogen werden, daß der Flugzeugführer fortwährend das Gehäuse des Kompasses K langsam dreht, was .eine entsprechende fortwährende Erregung des Momenterzeugers m₄ und somit Drehung der Scheibe j zur Folge hat.

Wenn die Quer steuereinrichtung während des Kurvenfluges von dem Horizont nicht abgeschaltet wird, so ist ersichtlich, daß das Flugzeug auch in der Kurve horizontal gehalten wird. Der Steuerarm a₂ leitet dann nämlich eine solche Verstellung der Querruder Q ein, daß die Querachse des Flugzeuges mit ihm gleichgerichtet bleibt. Es kann dies in dem Falle von Bedeutung sein, wo vom Flugzeug das in Kurvenschleifen überflogene Gelände beobachtet oder fotografiert werden soll. Das Beobachtungsfernrohr, die Kamera o. dgl. kann dann am Flugzeug befestigt sein; eine kardanische Aufhängung oder eine besondere Stabilisierung für diese Geräte ist dann also nicht erforderlich.

Es sei nun der Fall beschrieben, daß nicht eine Waagerechtkurve (in einer waagerechten Ebene), sondern eine Schraubenkurve geflogen werden soll. Dies könnte prinzipiell dadurch erfolgen, daß der Steuerarm a_t um die Querachse des Horizontes aus der Ebene ♦5 dieses Horizontes um einen bestimmten, der gewünschten Steigung des Schraubenfluges entsprechenden Winkel nach oben oder unten verdreht wird. Der Arm a_t müßte zu diesem Zweck auf der Scheibe j in senkrechter Riehtung schwenkbar sein; wenn man die dann eingeleiteten Steuervorgänge nacheinander betrachtet, so wird durch die Verstellung des Steuerarmes a_t in der senkrechten Ebene zunächst lediglich der Bügel I₁ mitgedreht. Es wird also die Hauptelektrode ei' gegenüber den Gegenelektroden ei verdreht, bis durch entsprechende Verstellung des Höhenruders H die Flugzeuglängsachse dem Steuerarm Gt₁ parallel gedreht ist und somit die Regeleinrichtung ei, ei' und dadurch auch die Ruder H wieder in ihre Nullage kommen. Die Neigung des Flugzeuges entsprechend der Neigung des Armes C₁ bleibt in der Folgezeit erhalten. Es ist ersichtlich, daß, wenn jetzt der Arm C₁ infolge Verstellung des Spannungsteilers T in Drehung versetzt wird, das Flugzeug gleichzeitig steigt oder sinkt und sich dreht, also eine Schraubenkurve fliegt. Dabei bleibt diejenige Gerade des Flugzeuges, die parallel zu dem Arm % und durch den Schwerpunkt des Flugzeuges gerichtet ist, dauernd waagerecht. Beim Schraubenflug dreht sich also diese gedachte Gerade und nicht mehr die Flugzeuglängsachse in ihrer Horizontalebene.

Praktisch wird man die erwähnte Verstellung des Armes a_± an dem Kreiselpendel nicht vornehmen können, da man dadurch den Horizont in Schwingungen brächte. Es kommt aber auf dasselbe hinaus, wenn man den Arm C₁ in der Horizontalebene beläßt und statt dessen das Gehäuse des Elektrolytsystems mit den Gegenelektroden ei um den gewünschten Steigungswinkel des Schraubenfluges einmalig verdreht. Dies kann an dem Lagerstutzen J₁ ohne weiteres ausgeführt werden, indem das Elektrolytgehäuse daran drehbar ist. Die Einstellung könnte vermittels eines elektrischen Fernübertragungssystems auch vom Führersitz aus vorgenommen werden. Alsdann wird, wie ohne weiteres ersiehtlieh, ebenfalls eine Verstellung der Höhensteuerung so lange und in dem Sinne entstehen müssen, daß das Elektrolytsystern wieder in die Nullstellung gelangt und das Flugzeug somit um seine Querachse um den gewünschten Winkel geneigt wird.

Sowohl beim Waagerechtflug als auch beim Schraubenflug kann man dem Flugzeug durch eine entsprechende Verdrehung des vom Ouersteuerbügel Z₃ betätigten Elektrolytsystems auch eine konstante Schräglage um seine Längsachse geben. Eine derartige konstante Schräglage des Flugzeuges in der Kurve kann auch wieder bei der Einstellung von optischen oder fotografischen Geräten und auch beim Abwurf von Lasten, z. B. Postsäcken, sehr erwünscht sein. Vollkommen waagerecht wie im früher erwähnten Falle kann man das Flugzeug ja auch nur in schwachen Kurven halten; in schärferen Kurven würde ein waagerecht liegendes Flugzeug infolge der großen Zentrifugalkraft seitlich zu sehr gleiten. Dies kann nur durch ein entsprechendes Schrägliegen des Flugeuges verhindert werden.

Um jedes seitliche Gleiten des Flugzeuges in der Kurve zu vermeiden, muß bekanntlich seine Querachse um denjenigen Winkel geneigt liegen, um welchen die Richtung der aus der Erdbeschleunigung und der Zentrifugalbeschleunigung resultierenden Gesamtbeschleunigung von der Lotrichtung ab-

weicht. Man kann nun gemäß weiterer Erfindung die Schräglage des Flugzeuges um seine Lagerachse auch selbsttätig regeln in Abhängigkeit von dem am Führersitz einzustellenden Grad der Kurvenkrümmung.

Die die Drehgeschwindigkeit des Flugzeuges, also die Kurvenkrümmung bestimmende Drehgeschwindigkeit der Scheibe.? ist abhängig von der am Spannungsteiler T eingestellten Stärke der Erregung des Momenterzeugers W₄. Verbindet man demnach mit der Achse des Schaltarms T' des Spannungsteilers einen Geber / von beispielsweise motorähnlicher Bauart und verstellt dann mittels des daran angeschlossenen, an den Lagerbock s₂ angeordneten Empfänger.? /' vermittels eines Ritzels i das Gehäuse des Elektrolytsystems auf der Achse des Ouersteuerbügels I₃, so werden die Gegenelektro-

ao den e₃ dieses Elektrolytsystems jeweils um einen dem Ausschlag des Stromabnehmerbügels T' entsprechenden Winkel zusätzlich verdreht. Das bedeutet, daß jeder am Spannungsteiler T eingestellten Drehgeschwindigkeit des Flugzeuges eine ganz bestimmte Ouerneigung des Flugzeuges (um seine Längsachse) entspricht. Praktisch wird man dem Flugzeugführer die Möglichkeit geben, am Spannungsteiler T beispielsweise drei verschiedene Kurvenstärken einzustellen. Zu jeder dieser Kurvenstärken wird dann eine ganz bestimmte Ouerneigung des Flugzeuges gehören, die dann jedesmal so gewählt ist, daß das Flugzeug in der Kurve seitlich nicht abrutschen kann.

Die gesamte bisher beschriebene Steueranlage wird, um das Flugzeug leicht in die Kurvenlage einschwingen zu können, sehr elastisch arbeiten müssen, d. h. die Beeinflussung der Drehmagnete M₁ bis m₃ durch die Elektrolytsysteme wird für gewöhnlich verhältnismäßig gering sein müssen. Die Intensität der Beeinflussung ist jeweils durch in die Stromkreise der Drehmagnete Mi₁ und m₂ oder M₃ eingeschalteten Regelwiderstände T₁ und ?*o veränderbar. Wenn es sich jedoch darum handelt, eine einmal vom Flugzeug eingenommene Kurvenlage, beispielsweise zum Zwecke der Beobachtung des überflogeneu Geländes oder des Lastenabwurfes, genau aufrechtzuerhalten, so werden die Regelwiderstände T₁ und r₂ durch Relais r{ und r₂' kurzgeschlossen, welche an einen am Führersitz vorgesehenen Schalter f₄ angeschlossen sind. · Alsdann ist das Einstellmoment der Drehmagnete j% bis Wi₃ beträchtlich größer. Die geringsten Abweichungen des Flugzeuges von der am Horizont eingestellten Lage hat dann sofort eine erhebliche Einwirkung auf die Ruderlegvorrichtungen zur Folge, so daß das Flugzeug seine Lage ganz starr innehält.

Schließlich sei noch erwähnt, daß für die Aufrechterhaltung der Waagerechtlage der Drehachse b_± des Kreisels B noch an sich bekannte Korrekturvorrichtungen vorgesehen sein müssen. Ohne diese würde der Kreisel B schon infolge der Reibungseinflüsse in den Lagern seiner Präzessionsachse, mit der Zeit aus der gezeichneten Lage herauskommen. Wenn man nun auf das Gehäuse G einen Momenterzeuger setzt, der auf die Achse der Scheibe.? wirkt und diesen Momenterzeuger durch ein Kontaktwerk steuert, dessen Kontaktarm auf der Präzessionsachse &₂ des Kreisels sitzt und zwischen zwei an der Scheibe s befindlichen Gegenkontakten spielt, so ist ersichtlich, daß bei jeder Auswanderung der Kreiseldrehachse b_t aus der gezeichneten Waagerechtlage auf die Drehscheibe und damit auf den Kreisel ein Korrekturmoment ausgeübt wird, welches den Kreisel wieder in seine richtige Lage drückt.

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Steuerung von Luftfahrzeugen im Kurvenflug, gekennzeichnet durch ein von einem im Luftfahrzeug vorgesehenen Stabilisator, z. B. Kreiselpendel, getragenes Steuerglied, das in einer vom Stabilisator stabilisierten Ebene, vorzugsweise der Waagerechtebene, in die gewollte räumliche Drehung versetzt wird und diese Bewegung auf um zwei zueinander senkrechte, im Fahrzeug fest orientierte Achsen drehbare Regelorgane für die zur Seiten- und Höhensteuerung des Luftfahrzeuges vorgesehenen Steuermittel,

z. B. die Seiten- und Höhenruder einstellende Servomotoren, im Sinne der Erhaltung einer Geraden des Luftfahrzeuges, z. B. Längsachse, parallel zu der Drehebene des Steuergliedes verteilt.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied von einem künstlichen Horizont getragen und in dessen Ebene drehbar ist, während die von diesem Steuerglied eingestellten Regelorgane für die Seiten- und Höhensteuereinrichtung um zur Hochoder Querachse des Luftfahrzeuges parallele Achsen verstellbar sind.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied gegenüber der Ebene des Horizontes in der durch dieses Steuerglied gelegten Senkrechtebene verstellbar ist zu dem Zwecke, das Fahrzeug während des Kurvenfluges um einen dieser Verstellung entsprechenden Winkel um seine Querachse geneigt zu erhalten.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nnllage

der von dem Steuerglied betätigten Regelorgane, insbesondere die Nullage des Regelorganes für die Höhensteuereinrichtung, durch weitere Mittel zusätzlich verstellbar ist zu dem Zweck, das Luftfahrzeug während des Kurvenfluges um einen dieser Verstellung entsprechenden Winkel um seine Querachse geneigt zu erhalten.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch eine von dem Stabilisator getragene Drehscheibe mit in der Nullstellung parallel zur Fahrzeuglängsachse liegendem Steuerglied, mit welchem zwei um die beiden zueinander senkrechten, im Fahrzeug fest orientierten Achsen drehbare Bügel o. dgl. einstellbar verbunden sind, wobei das Steuerglied durch den Schnittpunkt der beiden im Fahrzeug fest orientierten Achsen gerichtet ist.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem Bügel eine Gebereinrichtung betätigt wird, daß z. B. eine Elektrode gegenüber den Gegenelektroden eines an jeder Drehachse angeordneten Elektrolytgehäuses einstellbar ist, und daß an diese Gebereinrichtung der das Seiten- oder Höhenruder einstellende Servomotor regelbar angeschlossen ist.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhen- und Seitensteuereinrichtungen gleichzeitig auch noch in an sich bekannter Weise durch weitere Steuergeräte regelbar sind.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der das Steuerglied tragenden Drehscheibe ein Kreisel mit zur Drehscheibe paralleler Drehachse und Präzessionsachse gelagert ist, und daß mit dieser Präzessionsachse ein Momenterzeuger gekuppelt ist, der von Hand regelbar ist zu .dem Zwecke, durch Ausübung eines Momentes auf den Kreisel die Scheibe mit dem Steuerglied in die gewollte räumliche Drehung zu versetzen.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Momenterzeuger für den Kreisel an einen zweckmäßig am Führersitz angeordneten Regelwiderstand, z. B. Spannungsteiler, angeschlossen ist.

10. Steuereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß .die Momenterzeuger gleichzeitig oder lediglich mit einem Kompaß, z. B. Elektrolytkompaß, regelbar verbunden sind, dessen Gehäuse in bekannter Weise in die gewünschte Kursrichtung einstellbar ist, und der den Momenterzeuger so steuert, daß dieser mittels des Kreisels die Drehscheibe so einstellt, daß das Steuerglied in der gewünschten Fahrtrichtung gerichtet erhalten bleibt.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Momenterzeuger von dem Kompaß abschal tbar ist. ' 70"

12. Steuereinrichtung nach Anspruch 5 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit der an dem Stabilisator gelagerten Drehscheibe außer dem in der Nullrichtung parallel zur Fahrzeuglängsachse liegenden Steuerglied noch ein zweites Steuerglied verbunden ist, welches in der Nullrichtung parallel zur Querachse des Fahrzeuges gerichtet steht und seine Senkrechtbewegungen auf einen um eine am Fahrzeug parallel zu dessen Längsachse liegende Achse drehbaren Bügel überträgt, der eine Regelvorrichtung für die Quersteuereinrichtung des Luftfahrzeuges einstellt.

13. Steuereinrichtung nach Anspruch 5 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Drehscheibe angeordneten Steuerglieder als Hebel ausgebildet sind, die in Schlitzführungen der um die zum Fahrzeug fest orientierten Achsen drehbaren Bügel eingreift.

14. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung für die Quersteuereinrichtung, beispielsweise ein vom Quersteuerbügel (7₃) betätigtes Elektrolytsystem, etwa durch von Hand betätigte Mittel zusätzlich verstellbar ist zu dem Zwecke, ' durch Verdrehung der Nullage dieser Regeleinrichtung eine entsprechende Neigung der Querachse des Fahrzeuges herbeizuführen.

15. Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung für die Quersteuereinrichtung zusätzlich proportional der Drehgeschwindigkeit der in die gewollte räumliche Drehung versetzten Steuerglieder verstellbar ist. ο no

16. Steuereinrichtung nach Anspruch 9 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullage der Regelvorrichtung für die Quersteuereinrichtung, z. B. das Gehäuse des Elelctrolytsystems von dem Empfänger eines elektrischen Fernübertragungssystems, verstellbar ist, dessen Geber mit der Verstelleinrichtung für den am Führersitz angeordneten Regelwiderstand verstellbar verbunden ist.

17. Steuereinrichtung nach Anspruch 6 oder folgenden, gekennzeichnet durch

Regelwiderstände in den Stromkreisen der von den Steuergliedern des Horizontes betätigten Gebereinrichtungen, an welche die das Seiten- oder Höhen- und Querruder einstellenden Servomotoren regelbar angeschlossen sind.

18. Steuereinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelwiderstände durch vorzugsweise vom Führersitz einschaltbare Relais kurzschließbar sind zu dem Zwecke, den Einfluß, den die Bewegungen der Steuerglieder (O₁, a₂) relativ zum Flugzeug auf die zur Seiten-, Höhen- und Quersteue-. rung des Luftfahrzeuges vorgesehenen Steuermittel haben, zu verstärken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen