Einrichtung zur selbsttätigen Kurssteuerung von Fahrzeugen, insbesondere
Luftfahrzeugen Die Erfindung betrifft den Ausgleich der durch Wind o. dgl. bedingten
seitlichen Abtrift bei solchen Fahrzeugen, die durch eine von einem absoluten Richtgeber,
z. B. Kompaß oder Azimutkreisel, beeinflußte selbsttätige Rudersteuerung auf einem
bestimmten Kurs zur Nord-Süd-Richtung gehalten werden. Bekanntlich liegt bei solchen
Fahrzeugen. mit selbsttätiger Kurssteuerung die Richtung der Längsachse in Richtung
des am Richtgeber, z. B. Kompaß, eingestellten Sollkurses. Es ist bereits vorgeschlagen
worden, bei mit solchen Selbststeuereinrichtungen versehenen Fahrzeugen die durch
,auf das Fahrzeug wirkende seitliche Strömungen hervorgerufene Abtrift vom Kurs
über Grund zu kompensieren, indem der Abtriftwinkel durch einen mit einem z. B.
am Ziel befindlichen Sender zusammenarbeitenden Peilrahmen, durch ein auf das Ziel
zu richtendes Fernrohr oder eine andere optische Meßeinrichtung bestimmt wird.Device for automatic course control of vehicles, in particular
Aircraft The invention relates to the compensation of the wind or the like
lateral drift in such vehicles, which by an absolute guide,
z. B. compass or azimuth gyro, influenced automatic rudder control on one
a certain course to the north-south direction. It is well known that such
Vehicles. with automatic course control the direction of the longitudinal axis in the direction
of the judge, z. B. compass, set target course. It's already suggested
have been, in vehicles equipped with such automatic steering devices by
, side currents acting on the vehicle caused drift from the course
to compensate above ground by the drift angle by a z. B.
transmitter located at the target cooperating bearing frame, through a on the target
telescope to be directed or another optical measuring device is determined.
Zweck der Erfindung ist, die Abtriftkorrektur in einer selbsttätigen
Kurssteuerung für Fahrzeuge ;auch dann vornehmen zu können, wenn nie Zusammenarbeit
mit einem ,auf der Erde befindlichen "Sender nicht - möglich ist und jauch Geräte
zur optischenAbtriftmessung wegen schlechter Sicht nicht verwendbar sind. Erfindungsgemäß
dient darum zur Abtriftmessung ein die Kursrichtung über Grund relativ zur Fahrzeuglängsachse
.angebendes Kreiselpendel. Die Ausschläge dieses Kreisel: pendels beeinflussen dann
unmittelbar oder über den ,absoluten Richtgeber, z. B. durch entsprechende zusätzliche
Verstellung des Gehäuses eines als Richtgeber dienenden Kompasses, die- selbsttätige
Rudersteuerung in dem Sinne, daß die seitliche Abtrift kompensiert wird.The purpose of the invention is the drift correction in an automatic
Course control for vehicles; to be able to carry out even if never cooperation
with a "transmitter located on earth" is not possible and yes devices
cannot be used for optical drift measurement due to poor visibility. According to the invention
is therefore used for drift measurement on the course direction over ground relative to the vehicle's longitudinal axis
.indicated rotary pendulum. The deflections of this gyro: pendulum then influence
directly or via the, absolute guide, z. B. by appropriate additional
Adjustment of the housing of a compass serving as a guide, the automatic
Rudder control in the sense that the lateral drift is compensated.
Die Erfindung ist im folgenden ;an einem in Fig. i der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiel näherbeschrieben.The invention is shown in the following, at one point in Fig. 1 of the drawing schematically
illustrated embodiment described in more detail.
Zur Bestimmung der Kursrichtung über Grund dient ein Kreisel I(, der
;auf :einer kardanisch saufgehängten und z. B. durch weiter nicht dargestellte Kreisel
stabilisierten Plattform P' in einem Lagerbock mit senkrechter Präzessionsachse
i so ;gehalten ist, daß seine Drehachse waagerecht liegt. Auf der Präzessionsachse
des Kreisels ist ein elektrischer Drehmagnet a zum Ausgleich des Einflusses der
wahren Erddrehung vorgesehen, der zu diesem Zweck in bekannter Weise eine Erregung
erhält, die proportional der Winkelgeschwindigkeit der Erde und dem Kurswinkel gegenüber
dem Meridian sein muß. Solange :das Fahrzeug und damit :die von ihm getragene Plattform
P sich in Ruhe befindet,
ist der Kreisel l( ohne jede Richtkraft.
Währen.d der Fährt tun die Erde wirkt jedoch auf den Kreisel -ein ,aus der durch.
diese Fahrt bedingten scheinbaren Erddrehung resultierendes Richtmoment ein, welches
den Kreisel.mit seiner Drehachse quer zur Fahrtrichtung über Grund einstellt. Der
Winkel, um den sich der Präzessionszapfen des Kreisels I( in ihren Lagern gegenüber
der Richtung quer zur Fahrzeuglängsachse drehen, ist darum ein Maß für die Abweichung
der Fahrtrichtung über Grund von der .Richtung der Fahrzeuglängsachse. -Entsprechend
diesem Winkel wird die von der Präzessionsachse des Kreisel.s.l( getragene Elektrode
3 gegenüber den Gegenelektroden 3' und 3" des am, Lagerbock angeordneten Elektrolytgehäuses
4 verstellt, so daß der eine Elektrolytstromentsprechend verstärkt und der andere
entsprechend geschwächt wird. Die Differenz beider Ströme wird einmal durch ein
Amperemeter bzw. Voltmeter 5 fernangezeigt; beide Ströme dienen evtl. nach Gleichrichtung
weite zur Erregung der beiden Wicklungen W1 und W2 des elektrischen Drehmagneten
D@1, so daß dessen Anker den Arm 6 um einen der Abtrift entsprechenden Winkel aus
der :g-ezeichrieten Nullstellung auslenkt. Der Drehmagnet D@1 wird außerdem entsprechend
der Abweichung des Fahrzeuges von dem an einem Kompaß eingestellten Kurs erregt.
Zu diesem Zweck sind zwei weitere Spulen: W3 und W4 des Drehmagneten ,an die Elektroden.
7; 7' und 7" eines Elektrolytkompasses angeschlossen, dessen Gehäuse 8 über eine
am Umfang vorgesehene Schneckenverzahnung und Schnecke 9 von der Handkurbel I o
gemäß Skala i I auf den gewünschten Kurs einstellbar ist. Der Drehmagnet betätigt
über das Gestänge 6, 1z und 13 den Steuersellieber 14 eines hydraulischen
Zylindermotors 15,
der das Seitenruder S einstellt und gleichzeitig den Steuerschieber
14 wieder in seine Nullstellung bringt. Außer dem Drehmagneten kann in bekannter
Weise auch noch ein die Winkelgeschwindigkeit der Kursabweichung messender Kreisel
16 auf das Steuergestänge einwirken, der in an sich bekannter Weise lediglich
den Zweck hat, den Steuervorgang zu dämpfen.A gyro I (is used to determine the course direction over the ground; it is held in a bearing block with a vertical precession axis i on a gimbal-mounted platform P 'that is stabilized, for example, by a gyro (not shown) so that its axis of rotation is horizontal On the precession axis of the gyro there is an electric rotary magnet a to compensate for the influence of the true rotation of the earth, which for this purpose receives an excitation in a known manner which must be proportional to the angular velocity of the earth and the course angle with respect to the meridian and thus: the platform P carried by it is at rest, is the top 1 (without any directional force. During the travels, however, the earth acts on the top -in, the directional moment resulting from the apparent rotation of the earth caused by this trip one, which sets the Kreisel.with its axis of rotation transversely to the direction of travel over the ground ezessionzapfen of gyro I (turn in their bearings opposite to the direction transverse to the vehicle's longitudinal axis, is therefore a measure of the deviation of the direction of travel above ground from the direction of the vehicle's longitudinal axis. -According to this angle, the electrode 3 carried by the precession axis of the Kreisel.sl (is adjusted with respect to the counter-electrodes 3 'and 3 "of the electrolyte housing 4 arranged on the bearing block, so that one electrolyte flow is increased accordingly and the other is weakened accordingly. The difference between the two Currents are indicated remotely once by an ammeter or voltmeter 5; both currents may be used after rectification to excite the two windings W1 and W2 of the electric rotary magnet D @ 1, so that its armature moves the arm 6 by an angle corresponding to the drift The rotary magnet D @ 1 is also excited according to the deviation of the vehicle from the course set on a compass. For this purpose, two additional coils: W3 and W4 of the rotary magnet are attached to the electrodes. 7; 7 ' and 7 ″ of an electrolyte compass, the housing 8 of which has a worm toothing and worm provided on the circumference 9 can be adjusted to the desired course by the hand crank I o according to the scale i I. The rotary magnet actuates the control slide 14 of a hydraulic cylinder motor 15 via the linkage 6, 1z and 13 , which adjusts the rudder S and at the same time brings the control slide 14 back into its zero position. In addition to the rotary magnet, a gyroscope 1 6 which measures the angular velocity of the course deviation can act on the control linkage in a known manner, which in a known manner only has the purpose of damping the control process.
Die Zusammenarbeit des Kompasses mit dem Meßgerät für .die Kursrichtung
über Grund ist in Fig. Ia der Zeichnung erläutert. Hierin gibt der Pfeil N die Nord-Süd-Rich.-tung
,an, welche der Magnet des Kompasses weist. Das Kompaßgehäuse 8, das in nicht dargestellter
Weise kardanisch ,aufgehängt ist, ist dann gegenüber dieser Richtung zunächst um
den Winkel a zu drehen. Alsdann wird das Fahrzeug, solange es durch Seitenwind o.
dgl. nicht ;abgetrieben wird, den durch den Pfeil L angedeuteten gewollten Kurs
innehalten. Sobald jedoch eine Abtrift etwa in dem Sinne auftritt, daß das Fahrzeug
einen Kurs über Grund in Richtung des Pfeiles R annimmt; fällt die Richtung der
Fahrzeuglängsachse nicht mehr mit der Kursrichtung über Grund zusammen. Alsdann
wird der Kreisel K ,sich in seinen Präzessionslagern um den Abtriftwinkel ß drehen;
denn seine Drehachse, welche j zu Beginn in Richtung der Fahrzeugquerachse lag,
stellt sich nunmehr quer zu der durch den Pfeil Rangegebenen Richtung. Die Spulen
WI und W2 des DrehmagnetenDi erhalten demnach von dem Kreisel I( eine Erregung proportiQria,l
dem Abtriftwinkel ß, was eine entsprechende Auslenkung des Seitenruders in dein.
Sinne zur Folge hat, daß die Längsachse des Fahrzeuges in Richtung des Pfeiles L'
gedreht wird, so daß der die Kursrichtung über Grund angebende Pfeil R nunmehr in
die Richtung des Pfeiles L gelangt. Es ist ersichtlich, daß der Ausschlag des Kreisels
1( entsprechend dem Winkel ß auch in der Folgezeit bestehen bleibt, so daß das Ruder
dauernd um einen dem Winkel ß entsprechenden Betrag ,ausgelenkt bleibt. Auf diese
Weise wird das Fährzeug trotz des Seitenwindes den ursprünglichen Kurs L weiterverfolgen.The cooperation of the compass with the measuring device for the course direction
The reason is explained in Fig. Ia of the drawing. Here the arrow N indicates the north-south direction
, whichever the compass magnet is pointing. The compass housing 8, which is not shown in
Way is gimbaled, is then initially around opposite this direction
to rotate the angle a. The vehicle is then, as long as it is caused by crosswinds or similar.
Like. Not; is driven off, the intended course indicated by the arrow L.
pause. However, as soon as a drift occurs in the sense that the vehicle
assuming a course over ground in the direction of arrow R; falls the direction of the
The longitudinal axis of the vehicle no longer coincides with the course direction over the ground. Then
the top K will turn in its precession bearings around the drift angle ß;
because its axis of rotation, which j was at the beginning in the direction of the vehicle's transverse axis,
is now at right angles to the direction indicated by the arrow. The spools
WI and W2 of the rotary magnet Di receive from the gyro I (an excitation proportiQria, l
the drift angle ß, resulting in a corresponding deflection of the rudder in your.
Meaning that the longitudinal axis of the vehicle in the direction of arrow L '
is rotated so that the arrow R indicating the course direction above ground is now in
the direction of arrow L arrives. It can be seen that the deflection of the top
1 (corresponding to the angle ß also remains in the following period, so that the rudder
remains deflected continuously by an amount corresponding to the angle β. To this
In this way, the vehicle will continue to follow the original course L despite the cross wind.
Statt den der Abtrift entsprechenden Präzessionsausschlag des Kreisels
I( unmittelbar auf den die Seitensteuerung betätigenden DrehmagnetenDi zur Einwirkung
zur bringen, kann die Präzession des Kreisels I( auch dazu dienen, das Gehäuse des
Kompasses in für die Zusammenarbeit zwischen Kompaß und einem, andern (optischen
oder @elektrischen) Abtriftsmes.ser bereits vorgeschlagener Weise zusätzlich um
den Abtriftwinkel in denn Sinne zu verstellen, daß .der Kompaß an sich bestrebt
ist, die Längsachse des Fahrzeuges in Richtung .des Pfeiles L' zu erhalten: Es könnte
das Kompaßgehäuse 8 zu diesem Zweck beispielsweise über :ein Differentialgetriebe
einstellbar sein, welches einerseits von der Handkurbel io und andererseits von
einem durch den Kreisel I( gesteuerten Nachlaufmotor eingestellt wird.Instead of the precession of the top corresponding to the drift
I (directly on the rotary solenoid Di actuating the side controls for action
to bring about, the precession of the gyro I (can also serve to move the housing of the
Compass in for the cooperation between compass and one other (optical
or @electric) Abtriftsmes.ser in the manner already proposed
to adjust the drift angle in the sense that .the compass strives in itself
is to get the longitudinal axis of the vehicle in the direction of .des arrow L ': It could
the compass housing 8 for this purpose, for example, via: a differential gear
be adjustable, which on the one hand by the hand crank io and on the other hand by
a trailing motor controlled by the gyro I (is set.
Außerdem können der Kompaß und der Kreisel K, die nach der Figur in
zwei getrennten Stromkreisen auf den Drehmagneten D1 einwirken, parallel geschaltet
werden, wie es die gestrichelten Linien andeuten.In addition, the compass and the gyro K, which are based on the figure in
two separate circuits act on the rotary magnet D1, connected in parallel
as indicated by the dashed lines.