DE69629828T2

DE69629828T2 - Reconfigurierbares flugsteuersystem für helikopter

Info

Publication number: DE69629828T2
Application number: DE69629828T
Authority: DE
Inventors: S. Stephen OSDER
Original assignee: McDonnell Douglas Corp
Current assignee: McDonnell Douglas Corp
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2016-12-07
Also published as: WO1997020735A2; WO1997020735A3; EP0862533A2; US5678786A; DE69629828D1; EP0862533B1; JP2000501672A; EP0862533A4; ES2202499T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Helikopter und insbesondere ein Helikopter-Flugleitsystem, das im Fall eines teilweisen Ausfalls rekonfiguriert werden kann.
Ein Fly-by-Wire-Helikopter-Flugleitsystem (Flugleitsystem mit drahtgebundenem Fernsteuersystem) bietet Fortschritte bei der Steuerungsgenauigkeit und den Helikopter-Flugeigenschaften gegenüber dem herkömmlich gesteuerten Helikopter, wo der Pilot periodische Blatt-Quer- und Längsverstellungen, Pedalsteuerelemente und Kollektivsteuerelemente zum Stabilisieren und Manövrieren des Helikopters bedienen muß. Bei einem richtig ausgelegten Fly-by-Wire-Flugleitsystem wird die Stabilisierung des Flugzeuges von sich aus durch die Fluglage, die Lageänderungsgeschwindigkeit, die Geschwindigkeit und auch Positionsrückmeldungen bereitgestellt, und Sidestick-Steuervorrichtungen wirken als Steuerknüppel, die es dem Piloten ermöglichen, diese Bewegungen direkt zu befehlen. Beispielsweise kann der Pilot die Sidestick-Vorrichtung seitlich auslenken und damit eine Rollgeschwindigkeit befehlen, und der Helikopter wird die Rollage, die bei Freigabe des Sidesticks erreicht wird, automatisch halten. Statt daß der Pilot Kombinationen aus periodischen Blattverstellungs-, Pedal- und Kollektivbefehlen zusammenfügt und mit der naturgemäß schlechten Stabilität und Steuerachsen-Kreuzkopplung bei den periodischen, kollektiven und Pedalsteuerelementen des Helikopters „kämpft", bestimmen die Rechner des Fly-by-Wire-Systems den genauen Betrag an Steuerungsmanipulation, der in allen vier Steuerachsen benötigt wird, um das befohlene Manöver zu erreichen. Fly-by-Wire-Flugleitsysteme bieten dadurch entkoppelte Steuerung, wo der Pilot nur Steuerbefehle in der gewünschten Manövrierachse ausgeben muß, während die Steuerrechner bestimmen, wie die auf das Flugzeug wirkenden notwendigen Kräfte und Momente zu befehlen sind. In dem von Caldwell et al.
herausgegebenen US-Patent Nr. 5,001,646 werden Fly-by-Wire-Flugleitmechanismen beschrieben, die eine solche entkoppelte Steuerung bereitstellen, sowie eine genaue Flugwegstabilisierung.
Im Stand der Technik von Fly-by-Wire-Flugleitsystemen sind viele Konzepte zur Anwendung von Redundanz bei den Flugleitrechnern, Bewegungssensoren und Steuerungsstellgliedern enthalten, so daß die resultierenden Systeme sehr fehlertolerant sind und nach Ausfällen mehrerer Komponenten ohne Qualitätsverlust weiterarbeiten können. Trotz der oben erwähnten Vorteile von Fly-by-Wire-Flugsteuerung für Helikopter ist man oft wegen der Möglichkeit eines bestimmten Ausfalls, der bei seinem Eintreten eine schnelle und katastrophale Störung des Flugzeuges verursachen kann, unwillig, sich einem solchen System anzuvertrauen. Bei diesem Ausfall tritt der Verlust von Positionierfähigkeit an irgendeiner Stelle auf der Taumelscheibe ein. Während Stellglieder und zugehörige Rechner typischerweise genügend Redundanz enthalten, um auszuschließen, daß zufallsmäßige Ausfälle zu einer derartigen katastrophalen Situation führen, kann man nicht erwarten, daß Redundanz ungewöhnliche Ereignisse wie beispielsweise einen Strukturschaden aufgrund verschiedener Ursachen, die von drastischer Motorabtrennung bis zu Terroristenbomben und Kampfbeschädigung bei Militärhelikoptern reichen, bewältigen kann. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rekonfigurieren der Steuerelemente nach einem derartigen „katastrophalen" Verlust der Positionierungsfähigkeit der Taumelscheibe, wodurch eine sichere Rückführung des Fly-by-Wire-Helikopters nach diesem Ereignis ermöglicht wird.
1 zeigt eine ebene Draufsicht einer Rotorblatt-Taumelscheibe mit drei daran befestigten Taumelscheibenstellgliedern. Auf die Rotorblatt-Taumelscheibe ist ein Dreieck 11 eingeätzt. Das erste Taumelscheibenstellglied 13 ist an einer ersten Ecke des Dreiecks 11 befestigt, das zweite Taumelscheibenstellglied 15 ist an einer zweiten Ecke des Dreiecks 11 befestigt, und an einer dritten Ecke des Dreiecks 11 ist ein drittes Taumelscheibenstellglied 17 befestigt. Das erste, zweite und dritte Taumelscheibenstellglied 13, 15 bzw. 17 werden im folgenden in schematischer und mathematischer Form als A, B bzw. C dargestellt.
Das erste Taumelscheibenstellglied 13, das zweite Taumelscheibenstellglied 15 und das dritte Taumelscheibenstellglied 17 müssen sich zumindest an den drei Eckpunkten des auf der Taumelscheibe eingravierten Dreiecks 11 befinden. Zum Definieren der gewünschten Kombination aus periodischer und kollektiver Blattverstellung müssen diese drei Taumelscheibenstellglieder 13, 15 und 17 unabhängig steuerbar sein. Obwohl mehr Taumelscheibenstellglieder benutzt werden können, reichen diese drei Taumelscheibenstellglieder 13, 15 und 17 dazu aus, die Basis für die Haupt-Rotorblattverstellung bei einer herkömmlichen Helikopterkonfiguration mit einzelnem Rotorblatt bereitzustellen.
Die drei Taumelscheibenstellglieder 13, 15, 17 können durch mechanische Steuergestänge vom Steuerknüppel des Piloten wie bei dem herkömmlichen UH-60 gesteuert werden, oder die drei Taumelscheibenstellglieder 13, 15, 17 können durch Rechner gesteuert werden, wie es bei den Fly-by-Wire-Helikopter-Flugleitorganen des RH-66 der Fall ist. Bei der Apache-Helikopterkonfiguration treiben drei Taumelscheibenstellglieder ein mechanisches Mischorgan an, und die Ausgabe des mechanischen Mischorgans ist mit den Eckpunkten des Dreiecks 11 an der stationären Taumelscheibe verbunden. Ungeachtet der spezifischen Konfiguration von Rotorblatt-Taumelscheibe und Taumelscheibenstellglied ist ein Verlust der Kontrolle über eine beliebige der befohlenen Positionen eines beliebigen der drei Eckpunkte A, B, C des Dreiecks 11 katastrophal für den Helikopter und führt zu einer schnellen Lagestörung, mit der Folge, daß der Helikopter vom Himmel fällt und dabei so etwas wie trudelt.
Selbst Starrflügler sind nicht gegen das Problem der Funktionsunfähigkeit einer oder mehrerer der verschiedenen Flugsteuerflächen gefeit. Durch die United States Airforce geförderte Forschung nach Lösungen zur Steuerung von Starrflüglern bei Mehrfachausfällen ist in einem gewissen Maß erfolgreich gewesen. Diese Forschungsbemühungen sind auf die Ausarbeitung von selbstreparierenden und rekonfigurierbaren Verfahren gerichtet gewesen, die dazu beitragen, einen katastrophalen Verlust von Kontrolle über das Flugzeug nach zerstörerischen Ereignissen zu verhindern. Ein Grund für den relativen Erfolg im Bereich der Starrflügler rührt von der Vielzahl redundanter kraft- und momenterzeugender Flächen eines typischen Starrflüglers her. Diese große Anzahl von redundanten kraft- und momenterzeugenden Flächen kann auf viele unterschiedliche Weisen angeordnet werden, um den Totalverlust beispielsweise einer einzigen Steuerfläche zu kompensieren.
Es hat sich erwiesen, daß im Zusammenhang mit Starrflüglern selbst unterschiedlicher Triebwerksschub bei der Erzeugung von Gier- und Kippmomenten wirksam ist, als alle Höhen- und Seitenleitwerk-Steuerorgane verlorengingen. Obwohl die Leistung des Starrflügel-Flugzeuges kompromittiert ist, ist die sich aus der Ausfallrekonfiguration der Gier- und Kippmomente ergebende verschlechterte Leistung annehmbar, da die Ausfallrekonfigurierung eine relativ sichere Rückführung zur Landung ermöglicht.
Anders als Starrflügler sind Helikopter nicht mit alternativen, ein Kipp- und Rollmoment erzeugenden Flächen versehen, abgesehen von dem Schlagen der Rotorblätter, das durch Positionieren der Rotorblatt-Taumelscheibe erreicht wird. So ist man im Stand der Technik nicht in der Lage gewesen, irgendwelche natürlichen Rekonfigurationsvorrichtungen bei der Grundkonstruktion eines Helikopters zu finden.
In US-Patent Nr. 4,243,358 ist ein Steuersystem für einen redundanten Taumelscheibenantrieb offenbart. Es sind mindestens vier Stellglieder an die Taumelscheibe angekoppelt, von denen mindestens drei die Höhe und Positionierung der Taumelscheibe steuern. Für jedes Stellglied ist eine getrennte Antriebseinheit vorgesehen, und jede Antriebseinheit wird unabhängig vom Getriebe aus angetrieben. Dann sind Mittel vorgesehen, um die Steuerung von einem der drei Stellglieder zum vierten Stellglied zu übertragen, wenn eines funktionsunfähig wird.
In US-Patent Nr. 4,274,808 ist auch ein Taumelscheiben-Redundanzsystem mit vier oder mehr an die Taumelscheibe angekoppelten hydraulischen Stellgliedeinheiten offenbart. Jedem Stellglied wird hydraulische Kraft und elektrischer Strom getrennt und abgesondert von den Quellen für jedes andere Stellglied zugeführt. Die Stellglieder sind so bemessen, daß jede Menge bis herab zu drei reagieren und die an der Taumelscheibe erforderlichen Steuerlasten aufnehmen kann.
In den 80er Jahren ist von Bell Helicopter eine Helikopter-Taumelscheibe mit fünf oder sechs Taumelscheibenstellgliedern implementiert worden, die in einer Fünfeck- oder Sechseck-Konfiguration um die Taumelscheibe herum verteilt sind. Die fünf oder sechs Stellglieder arbeiteten zusammen, um die Funktionen des ersten Taumelscheibenstellgliedes 13, des zweiten Taumelscheibenstellgliedes 15 und des dritten Taumelscheibenstellgliedes 17 der 1 durchzuführen.
Die Genauigkeit, mit der diese fünf oder sechs Punkte an der Rotorblatt-Taumelscheibe gesteuert werden mußten, war sehr hoch, und dementsprechend erschienen routinemäßig Fehler aus der normalen Ansammlung von Toleranzen, woraus sich schwere Kraftkämpfe zwischen den fünf oder sechs Stellgliedern ergaben. Um diese Kraftkämpfe zu überwinden, arbeitete Bell Helicopters in Verbindung mit Draper Laboratories an Abgleichungsverfahren, aber es verblieben verschiedene Instabilitäten im Gesamtsystem.
Da die Taumelscheibenstellgliedpositionierungsbefehle eigentlich von den Leitrechnern in Fly-by-Wire-Helikopter-Flugleitsystemen ausgegeben werden, hat man sich im Stand der Technik bemüht, diese Leitrechner so zuverlässig wie möglich zu machen. Bei vielen Systemen des Stands der Technik sind elektronische Reservesysteme zur Bereitstellung von Überlebensfähigkeit eingebaut, wenn die Leitrechner eines Doppelausfall-Betriebssystems nicht länger funktionieren. In dem Osder erteilten US-Patent Nr. 5,012,423 mit dem Titel „Back-Up Fly-by-Wire Control System" (Reserve-Fly-by-Wire-Leitsystem) ist ein solches elektronisches Reservesystem zur Bereitstellung von Überlebensfähigkeit, wenn die Leitrechner und zugehörigen Bewegungssensoren ausgefallen sind, offenbart. Dieses System des Stands der Technik funktioniert jedoch nur zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit der Leitrechner und zugehörigen Sensoren und befaßt sich daher nicht mit dem Ausfall eines beliebigen der Taumelscheibenstellglieder selbst.
Im Stand der Technik ist man nicht in der Lage gewesen, das Problem der Rekonfigurierung der Rotorblatt-Taumelscheibensteuerung bei einem teilweisen Ausfall bei einem Fly-by-Wire-Helikopterleitsystem mit drei Taumelscheibenstellgliedern zu lösen. Eine Lösung dieses Problems könnte Menschenleben retten, besonders da die Konfiguration mit drei Taumelscheibenstellgliedern im Gegensatz zu Konfigurationen mit fünf und sechs Taumelscheiben bei der Helikopterkonstruktion beliebt ist.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Das rekonfigurierbare Helikopter-Flugleitsystem der vorliegenden Erfindung bietet ein Mittel zum Vermeiden einer Katastrophe, wenn ein Fly-by-Wire-Helikopterleitsystem mit drei Taumelscheibenstellgliedern einen teilweisen Ausfall erfährt. Das rekonfigurierbare Helikopter-Flugleitsystem ist auf ein beliebiges Flyby-Wire-Helikopter-Flugleitsystem anwendbar, einschließlich Fly-by-Wire-Helikopter-Flugleitsysteme, bei denen sehr hohe Redundanzniveaus bei jeder der drei Stellgliedermechaniken zur Anwendung kommen.
Das konfigurierbare Helikopter-Flugleitsystem der vorliegenden Erfindung überwacht die Taumelscheibenstellglieder, um einen Zustand der Funktionsunfähigkeit eines beliebigen der Taumelscheibenstellglieder schnell zu erkennen. Bei Erkennung eines funktionsunfähigen Taumelscheibenstellgliedes wird dieses Stellglied in seiner Ausfallposition verriegelt, und die Ausfallposition des funktionsunfähigen Taumelscheibenstellgliedes wird für den Rekonfigurierungsvorgang gemessen.
Dann werden die Taumelscheibenstellgliedpositionen der übrigen funktionsfähigen Taumelscheibenstellglieder geändert, um das ausgefallene Taumelscheibenstellglied zu kompensieren. Bei dieser Rekonfigurierung kann das Kippen und Rollen des Helikopters gesteuert werden, um eine sichere Landung zu ermöglichen.
Obwohl eine Lagestabilisierung des Helikopters erreicht wird, wird anfänglich Vertikalgeschwindigkeit des Flugzeuges geopfert. Dieser Verlust an genaues. Vertikalgeschwindigkeitssteuerung ergibt sich aus der Lagestabilisierung, die durch das Bewegen von nur den zwei Taumelscheibenstellgliedern aufrechterhalten wird.
Vertikalgeschwindigkeitssteuerung wird daher durch Steigern und Verringern der Geschwindigkeit des Rotorblatts erreicht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit und Reichweite der Vertikalgeschwindigkeitssteuerung für eine schnelle Helikopterlagestabilisierung zu opfern und die Vertikalgeschwindigkeit durch Änderungen der Rotorblattgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein rekonfigurierbares Flugleitsystem für Helikopter bereitgestellt, gekennzeichnet durch die Kombination von folgendem:
Eingabemitteln zur Eingabe einer befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition, einer befohlenen Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition und einer befohlenen Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition;
Bestimmungsmitteln zum Festlegen, ob ein erstes Taumelscheibenstellglied, ein zweites Taumelscheibenstellglied oder ein drittes Taumelscheibenstellglied nicht länger funktioniert;
normalen Steuermatrix-Rechnermitteln zum Empfangen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition, der befohlenen Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition und der befohlenen Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition und Erzeugen und Ausgeben einer befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, einer befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und einer befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds in dem Fall, daß das Bestimmungsmittel festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied, das zweite Taumelscheibenstellglied und das dritte Taumelscheibenstellglied alle funktionsfähig sind;
Steuermatrix-Rechnermitteln für einen Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds zum Empfangen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition, der befohlenen Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition und der befohlenen Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition und zum Erzeugen und Ausgeben einer befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds, einer befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds und einer Quasi-Taumelscheibenkollektivposition, wobei diese erzeugten Positionen sicherstellen, daß die Fluglageregelung des Helikopters in dem Fall aufrechterhalten wird, daß das Bestimmungsmittel festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied nicht länger funktionsfähig ist;
Steuermatrix-Rechnermitteln für einen Ausfall des zweiten Taumelscheibenstellglieds zum Empfangen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition, der befohlenen Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition und der befohlenen Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition und zum Erzeugen und Ausgeben einer befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, einer befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds und einer Quasi-Taumelscheibenkollektivposition, wobei diese erzeugten Positionen sicherstellen, daß die Fluglageregelung des Helikopters in dem Fall aufrechterhalten wird, daß das Bestimmungsmittel festlegt, daß das zweite Taumelscheibenstellglied nicht länger funktionsfähig ist;
Steuermatrix-Rechnermitteln für einen Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds zum Empfangen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition, der befohlenen Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition und der befohlenen Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition und zum Erzeugen und Ausgeben einer befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, einer befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und einer Quasi-Taumelscheibenkollektivposition, wobei diese erzeugten Positionen sicherstellen, daß die Fluglageregelung des Helikopters in dem Fall aufrechterhalten wird, daß das Bestimmungsmittel festlegt, daß das dritte Taumelscheibenstellglied nicht länger funktionsfähig ist; Normalmodus-Empfangsmitteln zum Übermitteln der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und der befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds in dem Fall, daß das Bestimmungsmittel festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied, das zweite Taumelscheibenstellglied und das dritte Taumelscheibenstellglied alle funktionsfähig sind; und
Ausfallmodus-Empfangsmitteln zum Empfangen von drei beliebigen aus der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds und der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition aus dem Steuermatrix-Rechnermittel für einen Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds, dem Steuermatrix-Rechnermittel für einen Ausfall des zweiten Taumelscheibenstellglieds oder dem Steuermatrix-Rechnermittel für einen Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds, wobei das Rusfallmodus-Empfangsmittel außerdem zur Ausgabe sowohl der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition als auch von zweien aus der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und der befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds in dem Fall dient, daß das Bestimmungsmittel festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied, das zweite Taumelscheibenstellglied oder das dritte Taumelscheibenstellglied nicht funktionsfähig ist.
Es wird nun ein rekonfigurierbares Helikopter-Flugleitsystem mit der vorliegenden Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist:
1 eine ebene geometrische Draufsicht einer Helikopter-Rotorblatt-Taumelscheibe;
2 ein Blockschaltbild von Teilen des rekonfigu rierbaren Helikopter-Flugleitsystems der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform;
3 eine schematische Darstellung eines Taumelscheibenstellglieds und zugehöriger Bestandteile nach der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform; und
4 ein Flußdiagramm des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In 1 ist die typische Rotorblatt-Taumelscheibe mit einem ersten Taumelscheibenstellglied 13, einem zweiten Taumelscheibenstellglied 15 und einem dritten Taumelscheibenstellglied 17 (den Stellgliedern A, B bzw. C) dargestellt, die an jeder Ecke des eingravierten Dreiecks 11 positioniert sind. Dem ersten Taumelscheibenstellglied 13 wird befohlen, seine Ecke des Dreiecks 11 in durch die Variable Z_A dargestellte senkrechte Richtungen zu bewegen. Auf ähnliche Weise bewegen das zweite Taumelscheibenstellglied 15 und das dritte Taumelscheibenstellglied 17 entsprechende Eckpunkte des Dreiecks 11 um senkrechte Verschiebungen Z_B bzw. Z_C. Die senkrechte Verschiebung der Mitte des Dreiecks 11 wird durch die Variable Z₀ bezeichnet.
Die Variable φ bezeichnet den Winkel der Rotorblatt-Taumelscheibe um die x-Achse und die Variable Θ den Winkel der Rotorblatt-Taumelscheibe um die y-Achse. Wenn die x-Achse und die y-Achse richtig in bezug auf die x-Achse und y-Achse des Flugzeugs orientiert sind, entsprechen die Winkel θ und φ den herkömmlichen B_1s und A_1s. Die beiden Variablen B_1s und A_1s bezeichnen die herkömmlichen periodischen Blatt-Längs- und Querverstellausgaben, und die Variable Z₀ entspricht der Kollektivsteuerungsausgabe der Taumelscheibe. Eine Besprechung der periodischen Blatt-Längs- und Quersteuerungen B₁ und A₁ ist aus dem am 19. März 1991 an Caldwell et al. erteilten US-Patent Nr. 5,001,646 ersichtlich, das hier durch Bezugnahme aufgenommen wird. Die geometrischen Verhältnisse für Z₀, θ und φ sind gegeben durch:
So steuert der Pilot bei einem Helikopter-Flugleitsystem den Steuerknüppel, um Werte von Z₀, θ und φ zu befehlen. Bei der vorliegenden Erfindung empfangen die Rechner zur Ansteuerung der Taumelscheibenstellglieder diese befohlenen Werte für die Taumelscheibenbewegungen Z₀, θ und φ und berechnen die Vertikalverschiebungen für das erste Taumelscheibenstellglied 13, das zweite Taumelscheibenstellglied 15 und das dritte Taumelscheibenstellglied 17. Die drei Gleichungen für die Vertikalverschiebungen Z_A, Z_B und Z_C für das erste, zweite und dritte Taumelscheibenstellglied sind gegeben durch:
Die Matrixdarstellung dieser drei Gleichungen ist gegeben durch:
Aus den obigen Gleichungen 4, 5 und 6 ist klar, daß der Ausfall irgendeines der drei Taumelscheibenstellglieder 13, 15 und 17 die Positionierung der übrigen zwei Taumelscheibenstellglieder, um die befohlenen Taumelscheibenpositionen Z₀, θ und φ zu erreichen, sehr schwierig, wenn nicht unmöglich macht.
Bei der vorliegenden Erfindung ist erkannt worden, daß die drei befohlenen Variablen Z₀, θ und φ nicht alle mit nur zwei funktionierenden der drei Taumelscheibenstellglieder 13, 15 und 17 erfüllt werden können. So werden bei der vorliegenden Erfindung Gleichungen zum Lösen der kritischeren Werte von θ und φ der drei befohlenen Werte Z₀, θ und φ implementiert. Diese Gleichungen können zwar keinen genauen Wert für Z₀ erzeugen, erzeugen aber statt dessen einen Annäherungswert für die Taumelscheiben-Kollektivposition Z₀', der auf die Herstellung eines gewünschten Rotorauftriebs selbst ohne Befehlen des richtigen Wertes von Z₀ abzielt.
Wenn das erste Taumelscheibenstellglied 13 (Stellglied

A) ausgefallen ist und in einer Position A verriegelt worden ist, dann können Z_B, Z_C und Z₀' durch folgende Matrixgleichung berechnet werden:
Wenn das zweite Taumelscheibenstellglied 15 (Stellglied
B) ausgefallen ist und in einer Position B gemessen worden ist, dann können Z_A, Z_C und Z₀' durch Verwendung der folgenden Matrixgleichung bestimmt werden:
Wenn das dritte Taumelscheibenstellglied 17 (Stellglied
C) ausgefallen ist und in einer Position C gemessen worden ist, kann die folgende Matrixgleichung zur Erzeugung der Variablen Z_A, Z_B und Z₀' benutzt werden:

Uns nunmehr der 2 zuwendend ist dort ein Blockschaltbild des rekonfigurierbaren Helikopter-Flugleitsystems 21 der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die befohlene Taumelscheiben-Kollektivposition Z₀, die befohlene Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition φ und die befohlene Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition θ werden durch das Eingabemittel 23 in das rekonfigurierbare Helikopter-Flugleitsystem eingegeben. Wie oben erwähnt entsprechen die befohlene Taumelscheiben-Kollektivposition Z₀, die befohlene Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition θ und die befohlene Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition φ ungefähr den Bewegungen des Steuerknüppels durch den Helikopterpilot oder von einem Fly-by-Wire-Rechnersystem ausgegebenen Steuerbefehlen.
Von einem Bestimmungsmittel 25 wird festgestellt, ob das erste Taumelscheibenstellglied 13, das zweite Taumelscheibenstellglied 15 oder das dritte Taumelscheibenstellglied 17 ausgefallen ist. Wenn das erste Taumelscheibenstellglied 13 ausgefallen ist, wird auf Leitung 27 eine Kennzeichnung „Ausfall erstes Stellglied" vom Bestimmungsmittel 25 gesetzt. Auf ähnliche Weise setzt das Bestimmungsmittel 25 eine Kennzeichnung „Ausfall zweites Stellglied" auf der Leitung 29, wenn ein Ausfall des zweiten Taumelscheibenstellglieds 15 erkannt wird, und das Bestimmungsmittel 25 setzt eine Kennzeichnung „Ausfall drittes Stellglied" auf der Leitung 31, wenn ein Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds 17 erkannt wird.
Wenn weder das erste Taumelscheibenstellglied 13, das zweite Taumelscheibenstellglied 15 noch das dritte Taumelscheibenstellglied 17 ausgefallen ist, empfängt das normale Steuermatrix-Rechnermittel 33 die befohlene Taumelscheiben-Kollektivposition Z₀, die befohlene Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition θ und die befohlene Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition φ. Vom normalen Steuermatrix-Rechnermittel 33 wird dann die Matrixgleichung Gleichung 7 implementiert, um eine befohlene Position Z_A des ersten Taumelscheibenstellglieds, eine befohlene Position Z_B des zweiten Taumelscheibenstellglieds und eine befohlene Position Z_C des dritten Taumelscheibenstellglieds zu erzeugen. Die befohlene Taumelscheiben-Kollektivposition Z₀, die befohlene Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition θ und die befohlene Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition φ werden alle über Leitungen 35, 37 bzw. 39 in die normalen Steuermatrix-Rechnermittel eingegeben. Aus dem normalen Steuermatrix-Rechnermittel 33 werden auf Leitungen 41, 43 und 45 die befohlene Position Z_A des ersten Taumelscheibenstellglieds, die befohlene Position Z_B des zweiten Taumelscheibenstellglieds bzw. die befohlene Position Z_C des dritten Taumelscheibenstellglieds ausgegeben.
Wenn das Bestimmungsmittel 25 einen Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds 13 erkennt und die Kennzeichnung „Ausfall erstes Stellglied" 27 setzt, empfängt das Steuermatrix-Rechnermittel 47 für den Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds die befohlene Taumelscheiben-Kollektivposition Z₀, die befohlene Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition Θ und die befohlene Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition φ über Leitungen 49, 51 und 53. Wenn das Steuermatrix-Rechnermittel für einen Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds ebenfalls die Kennzeichnung „Ausfall erstes Stellglied" auf der Leitung 27 empfängt, erzeugt es eine befohlene Position Z_B des zweiten Taumelscheibenstellglieds, eine befohlene Position des dritten Taumelscheibenstellglieds und eine Quasi-Taumelscheibenkollektivposition und gibt diese auf Leitung 55, auf Leitung 57 und auf Leitung 59 aus. Vom Steuermatrix-Rechnermittel 47 für den Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds wird die befohlene Position Z_B des zweiten Taumelscheibenstellglieds, die befohlene Position Z_C des dritten Taumelscheibenstellglieds und die Quasi-Taumelscheibenkollektivposition Z₀' unter Verwendung der oben angeführten Gleichung 8 erzeugt.
Auf ähnliche Weise empfängt das Steuermatrix-Rechnermittel 48 für den Ausfall des zweiten Taumelscheibenstellglieds die Kennzeichnung „Ausfall zweites Stellglied" vom Bestimmungsmittel 25 auf der Leitung 29 und erzeugt auf Leitung 61 eine befohlene Position für das erste Taumelscheibenstellglied, auf Leitung 63 eine befohlene Position für das dritte Taumelscheibenstellglied und auf Leitung 65 eine Quasi-Taumelscheibenkollektivposition. Auf ähnliche Weise benutzt das Steuermatrix-Rechnermittel 67 für den Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds, wenn es die Kennzeichnung „Ausfall drittes Stellglied" auf Leitung 31 empfängt, die befohlene Taumelscheiben-Kollektivposition Z₀, die befohlene Taumelscheiben-x- Achsen-Rotationsposition θ und die befohlene Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition φ zum Erzeugen und Ausgeben einer befohlenen Position Z_A des ersten Taumelscheibenstellglieds auf Leitung 69, einer befohlenen Position Z_B des zweiten Taumelscheibenstellglieds auf Leitung 71 und einer Quasi-Taumelscheibenkollektivposition Z₀' auf Leitung 73.
Der Schaltkreis 75 umfaßt allgemein ein Normalmodus-Empfangsmittel 77 und ein Ausfallmodus-Empfangsmittel 79. Grundlegend wird vom Normalmodus-Empfangsmittel die befohlene Position des ersten Taumelscheibenstellglieds auf Leitung 41, die befohlene Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds auf Leitung 43 und die befohlene Position des dritten Taumelscheibenstellglieds auf Leitung 45 an die drei Ausgangsleitungen 81, 83 bzw. 85 weitergeleitet.
Von der Taumelscheibenstellgliedschnittstelle 87 werden diese drei Eingaben auf den Leitungen 81, 83 und 85 empfangen und das erste Taumelscheibenstellglied 13, das zweite Taumelscheibenstellglied 15 und das dritte Taumelscheibenstellglied 17 dementsprechend angesteuert.
Vom Ausfallmodus-Empfangsmittel 79 des Schaltkreises 75 werden anderseits die Ausgaben von den Steuermatrix-Rechnermitteln 47, 48 und 67 für den Ausfall des ersten, zweiten bzw. dritten Taumelscheibenstellglieds zur Taumelscheibenstellgliedschnittstelle 87 und der Taumelscheiben-Kollektivpositionsregler 89 weitergeleitet.
Wenn entweder das erste Taumelscheibenstellglied 13, das zweite Taumelscheibenstellglied 15 oder das dritte Taumelscheibenstellglied 17 ausgefallen ist, dann werden die zwei befohlenen Taumelscheibenstellgliedpositionen entsprechend den zwei funktionsfähigen Taumelscheibenstellgliedern von dem Steuermatrix-Rechnermittel für den Ausfall des entsprechenden Taumelscheibenstellglieds durch das Ausfallmodus-Empfangsmittel 79 und zur Taumelscheibenstellgliedschnittstelle 87 geleitet. Da anstatt einer befohlenen Taumelscheibenstellgliedposition eine Quasi-Taumelscheibenkollektivposition aus jedem der Steuermatrix-Rechnermittel für den Ausfall eines Taumelscheibenstellglieds für das ausgefallene Taumelscheibenstellglied ausgegeben wird, wird niemals eine befohlene Taumelscheibenposition entsprechend dem ausgefallenen Taumelscheibenstellglied durch das Ausfallmodus-Empfangsmittel zur Taumelscheibenstellgliedschnittstelle 87 geleitet. Statt dessen wird von dem Steuermatrix-Rechnermittel für den Ausfall eines Taumelscheibenstellglieds, das dem ausgefallenen Taumelscheibenstellglied entspricht, eine Quasi-Taumelscheibenkollektivposition Z₀' zum Ausfallmodus-Empfangsmittel 79 ausgegeben.
Wenn das Ausfallmodus-Empfangsmittel eine Quasi-Taumelscheibenkollektivposition entsprechend einem ausgefallenen Taumelscheibenstellglied empfängt, gibt das Ausfallmodus-Empfangsmittel 79 diese Quasi-Taumelscheibenkollektivposition über Leitung 91 zum Taumelscheiben-Kollektivpositionskorrektor 89 weiter.
Wenn beispielsweise ein Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds 17 durch das Bestimmungsmittel 25 erkannt wird, dann wird vom Steuermatrix-Rechnermittel 67 für den Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds auf der Leitung 69 die befohlene Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, auf der Leitung 71 die befohlene Position für das zweite Taumelscheibenstellglied und auf der Leitung 73 die Quasi-Taumelscheibenkollektivposition erzeugt und bereitgestellt. Vom Ausfallmodus-Empfangsmittel 79 wird die befohlene Position des ersten Taumelscheibenstellglieds und die befohlene Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds über Leitungen 81 bzw. 83 zur Taumelscheibenstellgliedschnittstelle 87 weitergeleitet. Weiterhin wird vom Ausfallmodus-Empfangsmittel 79 die auf Leitung 73 eingegebene Quasi-Taumelscheibenkollektivposition über Leitung 91 zum Taumelscheiben-Kollektivpositionskorrektor 89 weitergeleitet.
Der Taumelscheiben-Kollektivpositionskorrektor 89 umfaßt ein Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenzbestimmungselement 93, ein Rotorblattdrehzahlbestimmungselement 95, einen Rotorblattdrehzahlbefehlsgenerator 97, einen Flugzeug-Vertikalgeschwindigkeitsregler 98, einen Begrenzer 103 und einen Triebwerksdrehzahlregler 105. Das Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenzbestimmungselement 93 gibt die Quasi-Taumelscheibenkollektivposition Z₀' auf Leitung 91 und die befohlene Taumelscheiben-Kollektivposition Z₀ auf Leitung 92 ein. Die Differenz zwischen diesen beiden Signalen wird auf Leitung 94 als eine Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenz ausgegeben. Die Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenz 94 stellt ein Fehlersignal zwischen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition Z₀ und der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition Z₀' dar, die als Schätzung der erreichbaren Taumelscheiben-Kollektivposition Z₀ erzeugt wurde, wenn nur zwei der drei Stellglieder steuerbar sind.
Diese Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenz 94, die ein Maß des Rotorblatt-Schubmangels oder -überschusses ist, wird in das Rotorblattdrehzahlbestimmungselement 95 eingegeben. Vom Rotorblattdrehzahlbestimmungselement 95 wird eine Änderung der Rotorblattdrehzahl (ΔΩ) bestimmt, die dafür benötigt wird, die einem Rotorschubmangel entsprechende Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenz 94 zu kompensieren. Das Rotorblattdrehzahlbestimmungselement 95 kann Eichungs-Nachschlagetabellen umfassen, die beispielsweise den benötigten Rotorauftrieb für jeden Flugzustand definieren.
Vom Rotorblattdrehzahlbestimmungselement 95 wird eine Änderung der Rotorblattdrehzahl ΔΩ auf Leitung 96 ausgegeben. Diese Änderung der Rotorblattdrehzahl ΔΩ auf Leitung 96 wird zusammen mit einer Bezugs-Rotorblattdrehzahl Ω_ref auf Leitung 107 in den Rotorblattdrehzahlbefehlsgenerator 97 eingegeben. Die Bezugs-Rotorblattdrehzahl auf Leitung 107 ist normalerweise auf 100 der Rotorblattdrehzahl eingestellt, obwohl sich bei Flugzeugen mit einem einzigen Triebwerk, die sowohl des Starrflügel- als auch Drehflügelflugs fähig sind, diese Bezugs-Rotorblattdrehzahl beispielsweise von mehr als 100% bis herab zu 70% ändern kann. Da sich der Rotorblattauftrieb mit Ω^Z zu ändern neigt, ergibt eine Änderung der Rotorblattdrehzahl um plus oder minus 10% um 100% eine Änderung des Vertikalschubs von ca. plus oder minus 20%.
So wird vom Rotorblattdrehzahlbestimmungselement 95 eine vorhergesagte Änderung der Rotorblattdrehzahl auf Leitung 96 bereitgestellt, die, wenn sie durch die Triebwerkdrehzahlregelung erreicht wird, den gewünschten Rotorschub ergibt. Dieser Drehzahländerungsbefehl 96 kann der Bezugs-Rotorblattdrehzahl auf Leitung 107 hinzugefügt werden, um dadurch eine Annäherung der erforderlichen Rotorblattdrehzahl zu erzeugen.
Diese Schätzung der erforderlichen Rotorblattdrehzahl wird durch einen Regelungsprozeß verstärkt, um Annäherungen bei den obigen Schätzungen zu korrigieren. Für diesen Regelungsvorgang wird der Vertikalgeschwindigkeitsregler 98 des Flugzeuges benutzt. Vom Vertikalgeschwindigkeitsregler 98 des Flugzeuges wird fortlaufend die Vertikalgeschwindigkeit (Hdot) gemessen, die auf Leitung 99 eingegeben wird. Auf Leitung 111 wird auch die Bezugs-Vertikalgeschwindigkeit (Hdot_ref) eingegeben. Die gemessene Vertikalgeschwindigkeit auf der Leitung 99 und die Bezugs-Vertikalgeschwindigkeit auf der Leitung 111 werden beide in das Bestimmungsmittel 109 für die Flugzeug-Vertikalgeschwindigkeitsdifferenz eingegeben, das auf Leitung 100 eine Flugzeug-Vertikalgeschwindigkeitsdifferenz ausgibt.
Wenn beispielsweise die geschätzte Änderung der Rotorblattdrehzahl genau zutrifft und diese Geschwindigkeit durch den Triebwerksdrehzahlregler 105 erreichbar ist, dann wird ein gewünschtes Gleichgewicht in der Vertikalachse des Flugzeuges erreicht werden. Im Effekt erzeugt die Änderung der Rotorblattdrehzahl (ΔΩ) 96 zuzüglich der Bezugs-Rotorblattdrehzahl (ΩRef) 107 einen geänderten Drehzahlbezugswert für den Rotorblattdrehzahlbefehl (ΩRef') 109, und dieser Wert von ΩRef' stellt den Rotorschub bereit, der genau für die nicht verfügbare Kollektivregelung kompensiert, wie sie durch die Differenz zwischen Z₀ und Z₀' definiert ist. Wenn jedoch diese geschätzte Änderung der Rotorblattdrehzahl (ΔΩ) auf der Leitung 96 nicht genau zutrifft, dann wird das gewünschte Gleichgewicht von auf das Flugzeug einwirkenden Vertikalkräften nicht vorhanden sein. Diese Abweichung vom Gleichgewicht erscheint als eine Flugzeug-Vertikaldrehzahldifferenz (bzw. -fehler) 100. Die Reglerfunktion Hdot, die vom Flugzeug-Vertikalgeschwindigkeitsfehler-Rotorblattdrehzahl-Umsetzer 101 implementiert wird, ist der Regelungsvorgang, der eine Erhöhung oder Erniedrigung des Rotorblattdrehzahlbefehls (ΩRef') 104 durch Zufügen der Regelschleifeneinstellung zur Bezugs-Rotorblattdrehzahl (Ωref) 107 am Rotorblattdrehzahlbefehlsgenerator 97 befiehlt.
So summiert der Rotorblattdrehzahlbefehlsgenerator 97 die Bezugs-Rotorblattdrehzahl auf Leitung 107, die Änderung der Rotorblattdrehzahl auf Leitung 96 und die Rotorblattdrehzahlkorrektur auf Leitung 102 und gibt den Rotorblattdrehzahlbefehl 104 aus. Dieser Rotorblattdrehzahlbefehl 104 stellt einen Betrag an Rotorblattauftrieb dar, der zum Kompensieren der Differenz zwischen der auf Leitung 92 eingegebenen befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition und der auf Leitung 91 eingegebenen Quasi-Taumelscheibenkollektivposition erforderlich ist.
Um einen Betrieb in dynamisch unannehmbaren Gebieten zu vermeiden, sollte dem zulässigen Bereich des Rotorblattdrehzahlbefehls 104 eine entsprechende Begrenzung auferlegt werden. So begrenzt der Begrenzer 103 den Rotorblattdrehzahlbefehl 104 auf innerhalb eines Bereichs von vorbestimmten Werten und gibt einen begrenzten Rotorblattdrehzahlbefehl 106 aus. Vom Triebwerkdrehzahlregler 105 wird der begrenzte Rotorblattdrehzahlbefehl 106 empfangen und ein Rotorblattdrehmoment 113 zum Antreiben des Rotorblatts ausgegeben.
3 zeigt ein höheres Schaltschema der Stellgliedfunktionserfordernisse zum Implementieren einer Not-Bereitschaftsfunktion, wenn das erste, zweite oder dritte Taumelscheibenstellglied 13, 15 und 17 ausgefallen ist. Insbesondere zeigt die 3 einen Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds 13. Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfaßt das erste, zweite und dritte Taumelscheibenstellglied 13, 15, 17 ein elektrohydraulisches Doppeltandem-Taumelscheibenstellglied. Das erste, zweite und dritte Taumelscheibenstellglied 13, 15, 17 werden alle unter Verwendung von Kombinationen von Modell-Überwachungseinrichtungen überwacht, die Taumelscheibenstellglied-Istreaktionen mit Taumelscheibenstellglied-Sollreaktionen vergleichen, und auch unter Verwendung von Vergleichen von redundanten Elementen innerhalb eines gegebenen Taumelscheibenstellglied-Teilsystems.
Bei redundanten Taumelscheibenstellgliedausführungen besteht die Rolle der Überwachungseinrichtungen hauptsächlich im Minimieren oder Unterdrücken der Auswirkungen eines ersten Ausfalls durch Abtrennen und Entfernen der ausgefallenen Elemente aus dem System und Zulassen, daß die nicht ausgefallenen Elemente weiterhin ihre Funktionen ohne Leistungsminderung durchführen.
3 zeigt nur diejenigen Teile eines Taumelscheibenstellglieds, die an der gegenwärtigen Ausführungsform beteiligt sind, die sich mit dem Betrieb befaßt, wenn die gewöhnlicheren redundanten Elemente nicht mehr in der Lage sind, fortlaufenden Betrieb des Stellgliedes als Positionsregler sicherzustellen. Zu in dieser Figur nicht gezeigten Elementen der Regelschleifen gehören die. redundanten Servoschaltventile und ihre zugehörigen Servoverstärkerantriebe. Im Normalbetrieb mit einem Triplexsystem ist ein Triplex normaler linearer veränderlicher Differenzwandler (LVDT – Linear Variable Differential Transducer) 123 des Regelkreises zum Messen der Stellgliedposition angebracht. Diese redundanten Positionsmessungen werden bei den Regelkreisschließungen benutzt. Auch werden sie zum Überwachen der Integrität der Positionierungsantwort des Regelkreises benutzt. Bei diesem Normalbetrieb können verschiedene Fehlfunktionen in einem der redundanten Kanäle einen Fehler in der Positionierleistung verursachen. Die bestehenden Überwachungseinrichtungen werden das ausgefallene Element normalerweise abtrennen und abschalten und zulassen, daß die funkionsfähigen Teile des Systems ohne die Behinderung des ausgefallenen Elements weiterarbeiten. Das Triplex normaler Regelkreis-LVDTs 123 ist Teil dieses normalen Stellgliedüberwachungsvorgangs. wenn diese normalen Überwachungsalgorithmen feststellen, daß ein totales Abschalten des Stellgliedes eingetreten ist, da es keine überlebenden Elemente des redundanten Mechanismus gibt, wird die vorliegende Ausführungsform einer überlebensfähigen Rekonfigurierung aktiviert. Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfaßt jede der Modell-Überwachungseinrichtungen einen LVDT und die zugehörigen redundanten Rechner. Die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform befaßt sich mit der Rekonfigurierung von Taumelscheibenstellgliedern, die ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen können. Bei einem redundanten System wird beispielsweise durch die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform das Stellglied abgeschaltet und verriegelt und ein alternatives unabhängiges Maß der Taumelscheibenstellgliedposition nur dann benutzt, wenn die gesamte übrigbleibende Fähigkeit dieses Taumelscheibenstellglieds verlorengeht. Bei nichtredundanten Systemen befaßt sich die gegenwärtia bevorzugte Ausführungsform damit, daß der erste erkannte Ausfall einen Zustand abdeckt, bei dem das Taumelscheibenstellglied selbst minimal nicht länger funktionieren kann.
Wenn das erste, zweite und dritte Taumelscheibenstellglied 13, 15 bzw. 17 alle richtig arbeiten, wird eine Normalbetrieb-Kennzeichnung 32 (2) gesetzt, um dadurch das normale Steuermatrix-Rechnermittel 33 freizugeben (2). Bei einem einfachen nichtredundanten System bleibt die Normalbetrieb-Kennzeichnung 32 so lange gesetzt, wie alle Taumelscheibenstellglieder ihre Dauerüberwachungsroutinen durchlaufen haben, die überprüfen, daß alle befohlenen Taumelscheibenstellgliedpositionen innerhalb vernünftiger statischer und dynamischer Toleranzen erreicht worden sind.
Bei komplizierteren redundanten Fly-by-Wire-Systemen muß die Entscheidung, daß ein kritisches Taumelscheibenstellglied nicht länger annehmbar funktionieren kann, durch Übereinstimmung aller funktionierenden redundanten Rechnerkanäle getroffen werden. 3 zeigt die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform, wo ein Triplex von drei unabhängigen redundanten Rechnern 121 die Positionen der als Beispiel für jedes Stellglied in dieser Figur benutzten Taumelscheibenstellglieder 13 überwacht. Um störende Aktivierungen der Not-Bereitschaftsfunktion der vorliegenden Erfindung zu verhindern, müssen alle drei des Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 darin übereinstimmen, daß das bestimmte Taumelscheibenstellglied in der Tat ausgefallen ist.
Informationen betreffs der Funktionsweise jedes des ersten, zweiten und dritten Taumelscheibenstellglieds 13, 15 und 17 werden zwischen jedem des Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 über „Querkanal-Datenstrecken" ausgetauscht, die das kritische Mittel zum Überprüfen von mehrfachen Kanalmessungen und aus diesen Messungen verarbeiteten Informationen sind. So wirkt jeder der drei Rechner des Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 als getrennter Kanal, der Informationen betreffs Taumelscheibenmessungen und Signalintegrität führt. Es wird vorliegend eine hohe Integrität der Verarbeitung und des Austausches von Informationen zwischen jedem der drei Kanäle und der Entscheidung auf Grundlage von verarbeiteten gemeinsamen Daten verwirklicht.
Das Triplex normaler Regelkreis-LVDT 123 umfaßt drei unabhängige redundante LVDT-Positionswandler. Obwohl sie als LVDT dargestellt sind, die die gewöhnlichste Art von in Flugzeug-Servostellgliedern benutzten Positionswandlern sind, können diese Positionsmeßwandler auch von vielen alternativen Arten sein, die eine gleichwertige Genauigkeit und Zuverlässigkeit ergeben können. Jeder LVDT des Triplex normaler Regelkreis-LVDT 123 ist an einen des Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 angeschlossen. Von jedem dieser LVDT im Triplex normaler Regelkreis-LVDT 123 wird unabhängig die Taumelscheibenstellgliedposition für das bestimmte Taumelscheiben stellglied, an dem es befestigt ist, gemessen. Wenn daher die Figur den Fall des Taumelscheibenstellglieds 13 darstellt, messen alle drei LCDT im Triplex normaler Regelkreis-LVDT 123 die Position des Taumelscheibenstellglieds 13, wobei jeder Rechner im Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 Stromerregung und Signalintegritätsüberwachung für einen der drei LVDT im Triplex normaler Regelkreis-LVDT 123 bereitstellt.
Jeder Rechner im Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 empfängt die Positionsmessung der Taumelscheibe 13 direkt von einem der LVDT im Triplex normaler Regelkreis-LVDT 123 und teilt diese Information mit den anderen zwei Rechnern des Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 über die Querkanal-Datenstrecke. Gleicherweise besitzen die anderen zwei Rechner im Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 jeweils ihre eigene Positionsmessung des Taumelscheibenstellglieds 13 über ihre eigene Schnittstelle mit den anderen LVDT im Triplex normaler Regelkreis-LVDT 123. Jeder dieser zwei anderen Rechner im Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 teilt seine Positionsmessung des Taumelscheibenstellglieds 13 mit den anderen zwei Rechnern über die Querkanal-Datenstrecke. Jeder der drei Rechner des Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 besitzt daher Zugriff auf alle drei LVDT-Messungen, und gemeinsame Entscheidungsalgorithmen erlauben allen drei Rechnern im Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 die Verwendung derselben Positionsschätzung für das Taumelscheibenstellglied 13 für ihre Überwachungsalgorithmen. Wenn alle drei Rechner des Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 darin übereinstimmen, daß das Taumelscheibenstellglied 13 ausgefallen ist, wird von einem unabhängigen Überwachungs-LVDT 125 die verriegelte Position dieses Taumelscheibenstellglieds erhalten.
Der unabhängige Überwachungs-LVDT 125 besitzt seine eigene elektronische Schnittstelle mit der Erregungs- und Demodulatorschaltung 127 zur Bereitstellung der Oszillatorerregung und für die Signaldemodulation. Die Erregungs- und Demodulatorschaltung 127 liefert auch ähnliche Eingaben in den Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121. Durch drei getrennte Stromversorgungen 129, 131 und 133 wird der Erregungs- und Demodulatorschaltung 127 Strom zugeführt. Diese drei getrennten Stromversorgungen 129, 131, 133 verbessern die Zuverlässigkeit und Unempfindlichkeit für Stromstöße, die ursprünglich zum ursprünglichen erkannten Taumelscheibenstellgliedfehler beigetragen haben können.
Die vom unabhängigen Überwachungs-LVDT 125 ausgegebene Position des ausgefallenen Taumelscheibenstellglieds wird mit einer Schätzung der Position des ausgefallenen Taumelscheibenstellglieds vom Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 verglichen. Der Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 erzeugt die Schätzung der Position des ausgefallenen Taumelscheibenstellglieds aus dem Datenaustausch zwischen den drei Rechnern 121 über die Querkanal-Datenstrecken, nachdem jeder der drei Rechner seinen eigenen Überwachungs-LVDT-Wert vom Triplex normaler Regelkreis-LVDT 123 gelesen hat. Wenn bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform während des normalen Betriebs ohne Ausfall der unabhängige Überwachungs-LVDT 125 keine vernünftige Übereinstimmung mit der Schätzung der Position des ausgefallenen Taumelscheibenstellglieds vom Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 bietet, dann wird eine Vorsichtswarnung ausgegeben und die Notbetriebsart so lange gesperrt, bis Wartungshandlung zur Reparatur des unabhängigen Überwachungs-LVDT 125 unternommen werden kann.
4 ist ein Flußdiagramm eines Teils des Verfahrens der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform. Wenn das Bestimmungsmittel 25 (2) feststellt, daß das erste, zweite und dritte Taumelscheibenstellglied 13, 15 und 17 alle richtig funktionieren (Schritt 141), schreitet der Programmfluß zum Schritt 143 fort. Im Schritt 143 werden die befohlene Position Z_A des ersten Taumelscheibenstellglieds, die befohlene Position Z_B des zweiten Taumelscheibenstellglieds und die befohlene Position Z_C des dritten Taumelscheibenstellglieds durch das normale Steuermatrix-Rechnermittel 33 (2) berechnet. Diese Daten werden im Schritt 145 zu den Taumelscheibenstellgliedantrieben ausgegeben.
Wenn andererseits das Bestimmungsmittel 25 feststellt, daß das erste Taumelscheibenstellglied 13 ausgefallen ist, dann wird im Schritt 147 die Kennzeichnung „Ausfall erstes Stellglied" auf Leitung 27 gesetzt. Auf ähnliche Weise kann im Schritt 149 die dem Ausfall des zweiten Taumelscheibenstellglieds 15 entsprechende Kennzeichnung „Ausfall zweites Stellglied" gesetzt werden, und im Schritt 151 kann entsprechend einem erkannten Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds 17 die Kennzeichnung „Ausfall drittes Stellglied" gesetzt werden.
Wenn die Kennzeichnung „Ausfall erstes Stellglied" auf der Leitung 27 gesetzt ist, wird im Schritt 153 die Position des ausgefallenen und verriegelten ersten Taumelscheibenstellglieds 13 erzeugt. Auf ähnliche Weise können in den Schritten 155 und 157 die Positionen des ausgefallenen zweiten Taumelscheibenstellglieds 15 bzw. des ausgefallenen dritten Taumelscheibenstellglieds 17 erzeugt werden. In den Schritten 159, 161 und 163 werden von den Steuermatrix-Rechnermitteln 47, 48 und 67 für den Ausfall des ersten, zweiten bzw. dritten Taumelscheibenstellglieds entsprechende Werte der befohlenen Taumelscheibenstellgliedpositionen und Quasi-Taumelscheibenkollektivpositionen erzeugt und ausgegeben.
In den Schritten 165, 167 und 169 wird die jeweilige Änderung des Rotorblattdrehzahlsignals auf der Leitung 96 der 2 mit der jeweiligen Bezugs-Rotorblattdrehzahl auf Leitung 107 der 2 verglichen. In den Schritten 171, 173 und 175 werden die Rotorblattdrehzahlkorrekturen auf Leitung 102 vom Flugzeug-Vertikalgeschwindigkeitsregler 98 aufgenommen und entsprechende Ausgaben des Rotorblattdrehzahlbefehlsgenerators 97 erzeugt und verarbeitet, und abschließend werden die Positionsbefehle im Schritt 145 zu den Taumelscheibenstellgliedantrieben ausgegeben.
Obwohl bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform ein ausgefallenes Taumelscheibenstellglied im Not-Bereitschaftsmodus in seiner ausgefallenen Position verriegelt wird, können kompliziertere Mechanismen realisiert werden. Beispielsweise könnte ein Mechanismus benutzt werden, der das ausgefallene Stellglied in seine vorteilhafteste Position zurückversetzt und dann bewirkt, daß es in hydraulische Verriegelung eintritt, aber diese Struktur würde komplizierter und kostspieliger sein. Bei der in 3 dargestellten gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform wird das ausgefallene Taumelscheibenstellglied bei einstimmiger Entscheidung durch alle funktionsfähigen Rechner im Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 verriegelt, um effektiv einen Rücklauf durch den entsprechenden Rücklauf-Blockmagnet des ausgefallenen Taumelscheibenstellglieds zu verhindern. Bei redundanten Taumelscheibenstellgliedsystemen werden ausgefallene Teile gewöhnlich umgangen, um sie daran zu hindern, daß sie blockieren und den Betrieb funktionsfähiger Abschnitte stören. Bei einem solchen Aufbau muß ein Teil des Überbrückungsmechanismus abgeschaltet werden, ehe in den verriegelten Zustand eingetreten wird. Diese Funktion wird durch das Triplex unabhängiger redundanter Rechner 121 geleitet.

Claims

Rekonfigurierbares Flugleitsystem für Helikopter, gekennzeichnet durch die Kombination von: Eingabemitteln (23) zur Eingabe einer befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition, einer befohlenen Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition und einer befohlenen Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition; Bestimmungsmitteln (25) zum Festlegen, ob ein erstes Taumelscheibenstellglied (13), ein zweites Taumelscheibenstellglied (15) oder ein drittes Taumelscheibenstellglied (17) nicht länger funktioniert; normalen Steuermatrix-Rechnermitteln (33) zum Empfangen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition, der befohlenen Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition und der befohlenen Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition und Erzeugen und Ausgeben einer befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, einer befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und einer befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds in dem Fall, daß das Bestimmungsmittel festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13), das zweite Taumelscheibenstellglied (15) und das dritte Taumelscheibenstellglied (17) alle funktionsfähig sind; Steuermatrix-Rechnermitteln (47) für einen Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds zum Empfangen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition, der befohlenen Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition und der befohlenen Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition und zum Erzeugen und Ausgeben einer befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds, einer befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstell glieds und einer Quasi-Taumelscheibenkollektivposition, wobei diese erzeugten Positionen sicherstellen, daß die Fluglageregelung des Helikopters in dem Fall aufrechterhalten wird, daß das Bestimmungsmittel festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied nicht länger funktionsfähig ist; Steuermatrix-Rechnermitteln (48) für einen Ausfall des zweiten Taumelscheibenstellglieds zum Empfangen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition, der befohlenen Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition und der befohlenen Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition und zum Erzeugen und Ausgeben einer befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, einer befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds und einer Quasi-Taumelscheibenkollektivposition, wobei diese erzeugten Positionen sicherstellen, daß die Fluglageregelung des Helikopters in dem Fall aufrechterhalten wird, daß das Bestimmungsmittel festlegt, daß das zweite Taumelscheibenstellglied (15) nicht länger funktionsfähig ist; Steuermatrix-Rechnermitteln (67) für einen Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds zum Empfangen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition, der befohlenen Taumelscheiben-x-Achsen-Rotationsposition und der befohlenen Taumelscheiben-y-Achsen-Rotationsposition und zum Erzeugen und Ausgeben einer befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, einer befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und einer Quasi-Taumelscheibenkollektivposition, wobei diese erzeugten Positionen sicherstellen, daß die Fluglageregelung des Helikopters in dem Fall aufrechterhalten wird, daß das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das dritte Taumelscheibenstellglied (17) nicht länger funktionsfähig ist; Normalmodus-Empfangsmitteln (77) zum Übermitteln der befohlenen Position des ersten Taumelscheiben stellglieds, der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und der befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds in dem Fall, daß das Bestimmungsmittel festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (139, das zweite Taumelscheibenstellglied (15) und das dritte Taumelscheibenstellglied (17) alle funktionsfähig sind; und Ausfallmodus-Empfangsmitteln (79) zum Empfangen von drei beliebigen aus der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds und der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition, aus dem Steuermatrix-Rechnermittel (47) für einen Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds, dem Steuermatrix-Rechnermittel (48) für einen Ausfall des zweiten Taumelscheibenstellglieds oder dem Steuermatrix-Rechnermittel (67) für einen Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds, wobei das Ausfallmodus-Empfangsmittel (79) außerdem zur Ausgabe sowohl der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition als auch von zweien aus der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und der befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds in dem Fall dient, daß das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13), das zweite Taumelscheibenstellglied (15) oder das dritte Taumelscheibenstellglied (17) nicht funktionsfähig ist.
System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: Taumelscheiben-Kollektivpositionskorrekturmittel (89) zur Eingabe sowohl der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition als auch der Quasi- Taumelscheibenkollektivposition, die eine Kollektivposition ist, die resultieren wird, wenn das erste, zweite oder dritte Taumelscheibenstellglied (13, 15, 17) nicht funktionsfähig und verriegelt ist und wenn Positionen der restlichen zwei Stellglieder (13, 15, 17), die funktionsfähig sind, geregelt sind, und zur Ausgabe einer Rotorblattdrehzahländerung entsprechend einem Rotorblattauftriebsgrad, der erforderlich ist, um jede Differenz zwischen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition und der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition zu korrigieren.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturmittel (89) für die Taumelscheiben-Kollektivposition weiterhin folgendes umfaßt: Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenzbestimmungsmittel (93) zur Eingabe sowohl der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition als auch der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition und zur Ausgabe einer Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenz, die eine Differenz zwischen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition und der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition darstellt.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenzkorrekturmittel (89) weiterhin folgendes umfaßt: Rotorblattdrehzahlbestimmungsmittel (95) zur Eingabe der Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenz aus dem Taumelscheiben-Kollektivpositionsdifferenzbestimmungsmittel (93) und zur Ausgabe einer Änderung der Rotorblattdrehzahl, wobei die Änderung der Rotorblattdrehzahl dem Grad an Rotorblattauftrieb entspricht, der benötigt wird, um jede Differenz zwischen der befohlenen Taumelscheiben-Kollektivposition und der Quasi- Taumelscheibenkollektivposition zu korrigieren.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Taumelscheiben-Kollektivpositionskorrekturmittel (89) weiterhin folgendes umfaßt: Flugzeugvertikalgeschwindigkeits-Steuermittel (98) zur Eingabe einer befohlenen Flugzeugvertikalgeschwindigkeit und einer gemessenen Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit und zur Ausgabe einer Rotorblattdrehzahlkorrektur.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblattdrehzahlkorrektur einer Differenz zwischen der befohlenen Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit und der gemessenen Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit entspricht.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Helikoptervertikalgeschwindigkeits-Steuermittel (98) weiterhin folgendes umfaßt: Helikopter-Vertikalgeschwindigkeits-Differenzbestimmungsmittel (109) zur Eingabe der befohlenen Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit und der gemessenen Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit und zur Ausgabe einer Helikopter-Vertikalgeschwindigkeitsdifferenz.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Helikopter-Vertikalgeschwindigkeitsdifferenz einer Differenz zwischen der befohlenen Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit und der gemessenen Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit entspricht.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Helikopter-Vertikalgeschwindigkeits-Steuermittel (98) weiterhin folgendes umfaßt: Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit-Rotorblattdrehzahl-Umsetzermittel (101) zum Umsetzen der Helikopter-Vertikalgeschwindigkeitsdifferenz in die Rotorblattdrehzahlkorrektur.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit-Rotorblattdrehzahl-Umsetzermittel (101) die Helikopter-Vertikalgeschwindigkeitsdifferenz eingibt und die Rotorblattdrehzahlkorrektur ausgibt und wobei die Rotorblattdrehzahlkorrektur eine Änderung gegenüber der Rotorblattdrehzahl ist, die vorhergesagt wird, um die gemessene Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit näher an die befohlene Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit heranzubringen.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrekturmittel (89) für die Taumelscheiben-Kollektivposition weiterhin folgendes umfaßt: Rotorblattdrehzahlbefehls-Generatormittel (97) zur Eingabe der Änderung der Rotorblattdrehzahl aus dem Rotorblattdrehzahl-Bestimmungsmittel (95), zum Summieren der Änderung der Rotorblattdrehzahl mit einer Referenz-Rotorblattdrehzahl und zur Ausgabe eines Rotorblattdrehzahlbefehls.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorblattdrehzahlbefehl eine prozentuale Änderung der Rotorblattdrehzahl anweist.
System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorblattdrehzahlbefehls-Generatormittel (97) weiterhin die Rotorblattdrehzahl-Korrekturausgabe aus dem Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit-Rotorblattdrehzahl-Umsetzmittel (101) eingibt.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorblattdrehzahlbefehls-Generatormittel (97) nicht nur die Änderung der Rotorblattdrehzahl mit einer Referenz-Rotorblattdrehzahl summiert, sondern ebenso die Änderung der Rotorblattdrehzahl mit der Rotorblattdrehzahl-Korrekturausgabe aus dem Helikopter-Vertikalgeschwindigkeit-Rotorblattdrehzahl-Umsetzmittel (101) summiert, und wobei der Rotorblattdrehzahlbefehl eine Summierung der Änderung der Rotorblattdrehzahl, der Referenz-Rotorblattdrehzahl und der Rotorblattdrehzahlkorrektur darstellt.
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Taumelscheiben-Kollektivpositionsskorrekturmittel (89) weiterhin folgendes umfaßt: Begrenzungsmittel (103) zur Eingabe der Rotorblattdrehzahlbefehlsausgabe aus dem Rotorblattdrehzahlbefehls-Generatormittel (97) und zur Ausgabe eines begrenzten Rotorblattdrehzahlbefehls, wobei der begrenzte Rotorblattdrehzahlbefehl eine Versich des Rotorblattdrehzahlbefehls darstellt, die auf vorbestimmte Werte innerhalb eines Bereichs begrenzt ist.
System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Taumelscheiben-Kollektivpositionskorrekturmittel (89) weiterhin folgendes umfaßt: Triebswerkdrehzahlsteuermittel (105) zur Eingabe des begrenzten Rotorblattdrehzahlbefehls und zur Steuerung eines Flugzeugs, um ein Rotorblattdrehzahlmoment zum Antreiben eines Flugzeurotorblatts mit einer Rotorblattdrehzahl zu erzeugen, die durch den begrenzten Rotorblattdrehzahlbefehl befohlen wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Normalmodus-Empfangsmittel und die Ausfallmodus-Empfangsmittel zusammen einen Schaltkreis (75) umfassen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfallmodus-Empfangsmittel (79) erste Betriebsmittel zum Betreiben in dem Fall einschließt, daß das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13) nicht funktionsfähig ist, wobei das erste Betriebsmittel folgendes umfaßt: erste Empfangsmittel zum Empfangen der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds und der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition aus dem Steuermatrix-Rechnermittel (47) für den Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds; und erste Ausgabemittel zum Ausgeben der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition, der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und der befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfallmodus-Empfangsmittel (79) zweite Betriebsmittel zum Betreiben in dem Fall einschließt, daß das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das zweite Taumelscheibenstellglied (15) nicht funktionsfähig ist, wobei das zweite Betriebsmittel folgendes umfaßt: zweite Empfangsmittel zum Empfangen der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds und der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition aus dem Steuermatrix-Rechnermittel (48) für den Ausfall des zweiten Taumelscheibenstellglieds; und zweite Ausgabemittel zum Ausgeben der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition, der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds und der befohlenen Position des dritten Taumel scheibenstellglieds.
System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfallmodus-Empfangsmittel (79) dritte Betriebsmittel zum Betreiben in dem Fall einschließt, daß das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das dritte Taumelscheibenstellglied (17) nicht funktionsfähig ist, wobei das dritte Betriebsmittel folgendes umfaßt: dritte Empfangsmittel zum Empfangen der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition aus dem Steuermatrix-Rechnermittel (67) für den Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds; und dritte Ausgabemittel zum Ausgeben der Quasi-Taumelscheibenkollektivposition, der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds und der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds.
System nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch: eine Kennzeichnung (27) für den Ausfall des ersten Stellglieds, die vom Bestimmungsmittel (25) gesetzt wird, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13) nicht länger funktionsfähig ist; eine Kennzeichnung (29) für den Ausfall des zweiten Stellglieds, die vom Bestimmungsmittel (25) gesetzt wird, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das zweite Taumelscheibenstellglied (15) nicht länger funktionsfähig ist; und eine Kennzeichnung (31) für den Ausfall des dritten Stellglieds, die vom Bestimmungsmittel (25) gesetzt wird, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das dritte Taumelscheibenstellglied (17) nicht länger funktionsfähig ist.
System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermatrix (47) für einen Ausfall des ersten Taumelscheibenstellglieds ein erstes Kennzeichnungseingabemittel zur Eingabe der Kennzeichnung (27) für einen Ausfall des ersten Stellglieds umfaßt, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13) nicht länger funktionsfähig ist, wobei die Steuermatrix (48) für einen Ausfall des zweiten Taumelscheibenstellglieds ein zweites Kennzeichnungseingabemittel zur Eingabe der Kennzeichnung (29) für einen Ausfall des zweiten Stellglieds umfaßt, wenn das Bestimmungsmittel festlegt, daß das zweite Taumelscheibenstellglied (15) nicht länger funktionsfähig ist, und wobei die Steuermatrix (67) für einen Ausfall des dritten Taumelscheibenstellglieds ein drittes Kennzeichnungseingabemittel zur Eingabe der Kennzeichnung (31) für einen Ausfall des dritten Stellglieds umfaßt, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das dritte Taumelscheibenstellglied (17) nicht länger funktionsfähig ist.
System nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch: eine Taumelscheibenstellgliedschnittstelle (87) zum Empfangen von zwei oder mehreren aus der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und der befohlenen Position des dritten Taumelscheibenstellglieds und zum Steuern der entsprechenden zwei oder mehreren aus einem ersten Taumelscheibenstellglied (13), einem zweiten Taumelscheibenstellglied (15) und einem dritten Taumelscheibenstellglied (17) entsprechend den empfangenen zwei oder mehreren aus der befohlenen Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, der befohlenen Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und der befohlenen Position des dritten Taumelscheiben stellglieds.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13), das zweite Taumelscheibenstellglied (15) und das dritte Taumelscheibenstellglied (17) alle funktionsfähig sind, die Taumelscheibenstellgliedschnittstelle (87) die befohlene Position des ersten Taumelscheibenstellglieds, die befohlene Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und die befohlene Position des dritten Taumelscheibenstellglieds empfängt, und wobei, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13), das zweite Taumelscheibenstellglied (15) und das dritte Taumelscheibenstellglied (17) alle funktionsfähig sind, die Taumelscheibenstellgliedschnittstelle (87) das erste Taumelscheibenstellglied (13), das zweite Taumelscheibenstellglied (15) und das dritte Taumelscheibenstellglied (17) steuert.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Bestimmungsmittel (25) bestimmt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13) nicht funktionsfähig ist, die Taumelscheibenstellgliedschnittstelle (87) die befohlene Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds und die befohlene Position des dritten Taumelscheibenstellglieds empfängt, und wobei, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13) nicht funktionsfähig ist, die Taumelscheibenstellgliedschnittstelle (87) das zweite Taumelscheibenstellglied (15) und das dritte Taumelscheibenstellglied (17) steuert.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Bestimmungsmittel (25) bestimmt, daß das zweite Taumelscheibenstellglied (15) nicht funktionsfähig ist, die Taumelscheibenstellgliedschnittstelle (87) die befohlene Position des ersten Taumelscheibenstellglieds und die befohlene Position des dritten Taumelscheibenstellglieds empfängt, und wobei, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das zweite Taumelscheibenstellglied (15) nicht funktionsfähig ist, die Taumelscheibenstellgliedschnittstelle (87) das erste Taumelscheibenstellglied (13) und das dritte Taumelscheibenstellglied (17) steuert.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Bestimmungsmittel (25) bestimmt, daß das dritte Taumelscheibenstellglied (17) nicht funktionsfähig ist, die Taumelscheibenstellgliedschnittstelle (87) die befohlene Position des ersten Taumelscheibenstellglieds und die befohlene Position des zweiten Taumelscheibenstellglieds empfängt, und wobei, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das dritte Taumelscheibenstellglied (17) nicht funktionsfähig ist, die Taumelscheibenstellgliedschnittelle (87) das erste Taumelscheibenstellglied (13) und das zweite Taumelscheibenstellglied (15) steuert.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13), das zweite Taumelscheibenstellglied (15) und das dritte Taumelscheibenstellglied (17) alle funktionsfähig sind, das Taumelscheibenkollektivpositionskorrekturmittel (89) nicht die Quasi-Taumelscheibenkollektivposition empfängt.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Bestimmungsmittel (25) festlegt, daß das erste Taumelscheibenstellglied (13), das zweite Taumelscheibenstellglied (15) oder das dritte Taumelscheibenstellglied (17) nicht funktionsfähig ist, das Taumelscheiben-Kollektivpositionskorrekturmittel (89) die Quasi-Taumelscheibenkollektivposition empfängt.