DE658928C

DE658928C - Display device for aircraft

Info

Publication number: DE658928C
Application number: DES110170D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Eduard Fischel; Dipl-Ing Dr Gerhard Rieper
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1933-07-15
Filing date: 1933-07-15
Publication date: 1938-04-21

Description

Anzeigegerät für Luftfahrzeuge Bei selbsttätigen Steuervorrichtungen ist es schon in Vorschlag gebracht worden, außer der eigentlichen Steuergröße, die im folgenden Steuergrundgröße genannt sei, auch .deren zeitliche Ableitung zur Einwirkung auf die Stellung eines Steuerorgans, z. B. eines Ruders, heranzuziehen. Hiervon wurde indes bei Anzeigegeräten zum Blindfliegen für Luftfahrzeuge kein Gebrauch gemacht, wohl .einmal, weil es sich hier um eine andere Art von Geräten handelt und zum anderen auch wohl, weil bei einer Handsteuerung durch den Piloten von vornherein eine andere als die Steuergrundgröße gar nicht in Betracht zu kommen schien. Demgemäß sind bisher zur Ermöglichung des Blindfliegens nur Geräte benutzt worden, deren Anzeige lediglich von einer einzigen Größe, der hier als Steuergröße bezeichneten Größe, abhängig ist.Display device for aircraft For automatic control devices it has already been proposed, except for the actual control variable, the In the following, the basic control variable is mentioned, also the derivation of which over time for the effect on the position of a control body, z. B. an oar to use. Of this however, was not used in display devices for flying blind for aircraft made, probably. once, because this is a different type of device and on the other hand, probably because with manual control by the pilot from the start any other than the basic tax variable did not seem to come into consideration. Accordingly So far, only devices have been used to enable blind flying, their Display only of a single variable, referred to here as the control variable Size, depends.

Gegenüber diesen Ausführungen ist erfindungsgemäß dadurch ein erheblicher Fortschritt erzielt, daß sowohl die Steuergrundgröße als auch die Ableitung dieser Größe nach der Zeit gemeinsam auf einen Zeiger übertragen werden. Zum Zwecke des Blindfliegens ist es insbesondere erwünscht, als Steuergrößen die Fluggeschwindigkeit und deren Ableitung nach der Zeit gemeinsam auf einen Zeiger zu übertragen. Wählt man beispielsweise als Steuergrundgröße die Fluggeschwindigkeit, so wird der Flugzeugführer nicht nur an seinem Fahrtmesser erkennen können, ob er überhaupt von der gewünschten Geschwindigkeit abweicht, sondern es wird ihm gleichzeitig angezeigt, mit welcher Geschwindigkeit die Abweichung der Stenergrun.dgroe erfolgt. Da die Geschwindigkeit der Lage des Flugzeuges sehr stark nachhängt, wird der Pilot, wenn er nach dem Geschwindigkeitsmesser allein fliegen würde, immer erst mit einer gewissen Verspätung seine Rudermaßnahmen zur Rückgängigmachung der Lagenänderung des Flugzeuges treffen können. Bringt man aber die Steuergrundgröße und deren Ableitung durch einen gemeinsamen Zeiger zur Anzeige, so läßt sich dabei die Anzeige so einrichten, daß ein größerer Ausschlag erzielt wird, als der tatsächlichen Änderung der Geschwindigkeit in dem betreffenden Augenblick entspricht. Der Pilot ist infolgedessen in der Lage, das Ruder schärfer zu legen und dadurch die Phasenverschiebung zwischen Geschwindigkeit und Lage des Flugzeuges im gewissen Maße wieder auszugleichen.Compared to these versions, according to the invention, this is a considerable one Progress achieved that both the tax base variable and the derivation of this Size according to the time can be transferred together to a pointer. For the purpose of When flying blind, it is particularly desirable to use the airspeed as a control variable and to transfer their derivation with respect to time together to a pointer. Chooses if, for example, the basic control variable is the airspeed, then the pilot becomes the pilot not only can tell from his airspeed indicator whether he is at all of the desired Speed deviates, but it is displayed to him at the same time with which Speed the deviation of the Stenergrun.dgroe takes place. Because the speed depends very much on the position of the aircraft, the pilot will if he looks at the speedometer would fly alone, always delaying his oaring measures to reverse the change in attitude of the aircraft. One brings but the basic control variable and its derivation through a common pointer to Display, so the display can be set up so that a larger deflection is achieved than the actual change in speed in the relevant Moment corresponds. As a result, the pilot is able to sharpen the rudder and thereby the phase shift between the speed and position of the To compensate for the aircraft to a certain extent.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wird zur Ermittlung der Ableitung der Steuergr undgröße nach der Zeit eine Differentiationseinrichtung benutzt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß auf anderen Gebieten die Verwendung von Differentiationseinrichtung.en mechanischer 'und elektrischer Art bekannt ist. In Verbindung mit Anzeigegeräten jedoch erfolgte bisher die Verelendung bekannter elektrischer Differentiationseinrichtungen lediglich in deir Weise, daß die Grundgröße und deren Abtleitung nach der Zeit je durch ein gesonde=... tes Anzeigegerät dargestellt werden.In the preferred embodiment, to determine the derivative the control variable according to the time uses a differentiating device. In In this context, it should be noted that in other areas the use of differentiation device.en mechanical 'and electrical Kind is known. In connection with display devices, however, the impoverishment has so far taken place known electrical differentiation devices only in deir way that the basic variable and its derivation according to the time each by a special display device being represented.

Ein Ausführungsbeispiel für eine bekannte Differentiationseinrichtung, an welcher der Erfindungsgegenstand angebracht ist, ist in der Zeichnung dargestellt. i ist ein Geschwindigkeitsmesser in Gestalt eines Meinbranmanometers an sich bekannter Bauart, das zwei durch eine elastische Medtbran getj7ennte Druckkammern enthält und-. an. ein Pitotrohr angeschlossen ist. Die Ausschwin-.-gung der Membran gibt :ein Maß für die 'je= w eilige Relativgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges bezüglich der umgebenden Luftmasse. Die Bewegung der Membran wird über ein Gestänge z, 3 auf die Steuernadel 4. einer -Differentiationseinrichtung übertragen, die in der unten noch näher beschriebenen Weise die Kolbenstange 13,1 entsprechend dem aus der zugeleiteten Steuergrundgröße und deren Ableitung nach der Zeit gebildeten Wert vinstellt. Dieser Wert wird gemäß der Erfindungdurch einen Zeiger 5 des Gerätes dargestellt, wobei die genannte Kolbenstange 13« an diesem Zeiger angreift: Die, Bauart und Wirkungsweise der verwendeten Differentiationseinrichtung, an deren Stelle auch gegebenenfalls eine andere treten kann, ist folgende: In dem Zylinder 6 ist ein Differentialkolben 7 längs verschieblich. Über die Rohrleitungen 8 und g wird dem Zylinder 6 auf der einen und der anderen Seite des Differentialkolbens 7 das in der Regel aus Luft oder Öl bestehende Arbeitsmittel zugeleitet und über die Leitung i o wieder abgeleitet. Der Kolben 7 folgt der Einstellung der Steuernadel .4, die in der oben beschriebenen Weise von dem Membranmanometer verstellt wird. Die Folgebewegung des Kolbens 7 beruht darauf, daß, sofern z. B. die Steuernadel q. nach links bewegt wird, sich der Strömungswiderstand in dem von der Steuernadel gesteuerten Kanal 7a verringert und infolgedessen der Druck in der Kammer 6- abnimmt, worauf der Kolben 7 infolge der Dilerentialwirkung der auf ihn ausgeübten Drücke der Steuernadel :l folgt: Diese Folgebewegung hält an, bis die Steuernadel 4. den Kanal 7a so abgedrosselt hat, daß sich die am Kolben 7 angreifenden Kräfte wieder das Gleichgewicht halten.An exemplary embodiment of a known differentiation device to which the subject matter of the invention is attached is shown in the drawing. i is a speedometer in the form of a Meinbran manometer of a known type, which contains two pressure chambers separated by an elastic Medtbran and-. at. a pitot tube is connected. The oscillation of the membrane gives: a measure of the relative speed of the aircraft in relation to the surrounding air mass. The movement of the membrane is transmitted via a linkage z, 3 to the control needle 4. According to the invention, this value is represented by a pointer 5 of the device, the said piston rod 13 'engaging this pointer: a differential piston 7 is longitudinally displaceable. The working medium, which as a rule consists of air or oil, is fed to the cylinder 6 on one and the other side of the differential piston 7 via the pipes 8 and g and discharged again via the line io. The piston 7 follows the setting of the control needle .4, which is adjusted in the manner described above by the diaphragm manometer. The following movement of the piston 7 is based on the fact that, if z. B. the control needle q. is moved to the left, the flow resistance in the channel 7a controlled by the control needle is reduced and as a result the pressure in the chamber 6- decreases, whereupon the piston 7 as a result of the differential effect of the pressures exerted on it by the control needle: 1 follows: This following movement continues until the control needle 4. has throttled the channel 7a so that the forces acting on the piston 7 are balanced again.

Die Bewegung des Kolbens 7 wird -mittels eines mit ihm verbundenen und in der Dämpfungsdose i i verschiebbaren Dämpfungskolbens 12 gedämpft. Die Räume zu beiden Seiten des Dämpfungskolbens 12 sind durch eine Leitung i ia mit verstellbarer Drosselstelle i ih verbunden. Die Dämpfungsdose @st in üblicher Weise mit einem gasförmigen _bder flüssigen Medium, vorzugsweise Öl, gefüllt. Bekanntlich ist die von eincr :-tlxartigen Dämpfungsvorrichtung ausgeübte @Dämpfungskraft proportional der Geschwindigkeit,. mit der die Verstellung des Dämpfungskolbens 12 und damit des Kolbens 7 erfolgt. -Innerhalb des Digerentialkolbens 7 ist ein weiterer Kolben i3 verschieblich. Federn 1,1 und 15 suchen ihn in der dargestellten Mittellage zu halten. Die Kolbenstange i 3a ist auf der einen Seite aus dem den Differentialkolben 7 bildenden Körper herausgeführt und greift, wie schon beschrieben, an dein Zeiger 5 an.The movement of the piston 7 is damped by means of a damping piston 12 connected to it and displaceable in the damping box ii. The spaces on both sides of the damping piston 12 are connected by a line i ia with an adjustable throttle point i ih. The damping box is filled in the usual way with a gaseous bath of liquid medium, preferably oil . As is well known, the damping force exerted by a type of damping device is proportional to the speed. with which the adjustment of the damping piston 12 and thus of the piston 7 takes place. Another piston i3 can be displaced within the digester piston 7. Springs 1, 1 and 15 seek to keep it in the center position shown. The piston rod 3a is led out of the body forming the differential piston 7 on one side and, as already described, engages your pointer 5.

Wie oben erwähnt, ist die von der Dämpfungsdose i i ausgeübte Dämpfungskraft proportional der Verstellgeschwindigkeit des .Differentialkolbens 7. Ebenso ist auch der Druck in der Kammer 6a der Versteligeschwindigkeit des Kolbens 7 proportional. Da die Kammer 6a durch einen Kanal 71' mit der auf der .einen Seite durch den Kolben 13 begrenzten Kammer 7c in Verbindung steht, herrscht in der Kammer 7c jeweils der gleiche Druck wie in der Kammer 6a. Infolgedessen wird der Kolben 13 entgegen der Wirkung der Federn 1 ¢ und 15 relativ zu dem Kolben 7 proportional der Veistellgeschwindigkeit des Kolbens 7 verstellt. Da der Kolben ; seinerseits, wie das oben beschrieben wurde, sich entsprechend der Steuergrundgröße einstellt, so erhält die Kolbenstange 13a und damit der erfindungsgemäß angeordnete Zeiger 5 eine Auslenkung, die dem aus der Steuergrundgröße und ihrer ;ersten mit Hilfe des Kolbens 13 ermittelten Ableitung gebildeten Steuerwert -entspricht. Die dem Kolben 13 bzw. der zugehörigen Kolbenstange i3a zugeordnete Dämpfungseinrichtung 16, die analog der oben beschriebenen Dämpfungseinrichtung i i, i z ausgebildet ist, dient zum Abfangen von -plötzlichen kurzzeitigen, über die Steuernadel q. eingeführten Stößen.As mentioned above, the damping force exerted by the damping can i is i proportional to the adjustment speed of the .Differential piston 7. Likewise also the pressure in the chamber 6a of the adjusting speed of the piston 7 is proportional. Since the chamber 6a through a channel 71 'with the one on the one side through the piston 13 limited chamber 7c is in connection, prevails in the chamber 7c in each case same pressure as in chamber 6a. As a result, the piston 13 is contrary to the The effect of the springs 1 [and 15] relative to the piston 7 is proportional to the adjusting speed of the piston 7 adjusted. Because the piston; in turn, as described above, adjusts itself according to the basic control variable, the piston rod receives 13a and thus the pointer 5 arranged according to the invention has a deflection that corresponds to the the basic control variable and its; first derivative determined with the aid of the piston 13 The tax value formed corresponds to. The piston 13 or the associated piston rod i3a associated damping device 16, which is analogous to the damping device described above i i, i z is designed, serves to intercept -sudden short-term, over the control needle q. introduced impacts.

- Es versteht sich, daß statt eines Differentialmanometers ein anderes Meßgerät zur Einleitung der Steuergrundgröße verwendet werden kann. Je-nach den Verhältnissenkann natürlich auch die ursprünglich ermittelte Stenergrundgröße eine andere als die Flugzeuggeschwindigkeit sein. Ebenso ließen sich an Stelle des Geschwindigkeitsmessers andere Geräte, wie Schräglagenanzeiger, Wendezeiger o. dgl., verwenden.- It goes without saying that instead of a differential manometer, another Measuring device can be used to introduce the basic control variable. Depending on the Of course, the originally determined basic Stener variable can also have ratios other than the aircraft speed. You could also use the speedometer instead of the speedometer Use other devices, such as incline indicators, turn indicators or the like.

Im Ausführungsbeispiel wurde eine Einrichtung verwendet, die einmal in bekannter Weise die Ableitung der gemessenen Steuergr Lmdgröße nach der Zeit bildet und außerdem gemäß der Erfindung diese Ableitung mit der Steuergrundgröße zu einem gemeinsamen Steuerwert vereinigt. Statt dessen kann selbstverständlich eine Differentiationseinrichtung verwendet werden, die lediglich die Ableitung der Steuergrundgröße bildet. Es können dann überentsprechende Gestänge dem Zeiger die Steuergrundgröße und ihre Ableitung gesondert zugeleitet werden, so daß also erst am Zeiger 5 oder in dem vorgeschalteten Gestänge der Wert der beiden Größen gemäß der Erfindung durch einen gemeinsamen Zeiger angegeben wird.In the exemplary embodiment, a device was used that once in a known way the derivation of the measured control variable according to time educates and besides according to the invention this derivation with the Basic tax variable combined into a common tax value. Instead, it goes without saying a differentiation device can be used which merely derives the Basic tax variable forms. It can then about the corresponding linkage to the pointer Tax base variable and its derivation are sent separately, so that only on the pointer 5 or in the upstream linkage, the value of the two quantities according to of the invention is indicated by a common pointer.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Display device for aircraft with indication of the Basic control variable and its derivation with respect to time, characterized in that both the basic tax variable and its derivation over time together a pointer can be transmitted. a. Display device according to Claim i, characterized in that that the airspeed and its derivation after time together on one Pointer are transferred.