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Selbststeuerung für Flugzeuge Damit. sich die Landung von Flugzeugen
ordnun-s-emäß nacheinander vollzieht, ist es üblich, einzelnen, Flugzeugen die Weisung
zu geben, sich bis zum Abruf in einem sog. Wa-rteraum aufzuhalten. Im Warterauin
umkreisen die Flugzeuge ein für diesen Zweck aufgestelltes Funkfeuer. 'Der Flugzeugführer
richtet sich dabei nach, der Punkp,eilung, die er ständig beobachtet. Statt dessen
kann aber auch der Peilempfänger auf die selbsttätige Kurssteuerung so. aufgeschaltet
werden, daß er auf Einbaltung der fechtwinkligen Stellung der Flugzeuglängsachse
zu-in 'Peilstrahl regelt. Der Flug im Warteraum vollzielit- sich dann selbsttätig,
und das Flugzeug umfliegt den Sender auf einer <>leschlo,s,-senen Bahn.
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Mit einer solchen Einrichtung, würde das Flugzeug 4en Sender zwar
auf einer geschlos, senen Bahn umfliegen. Der Abstand vom Sender, bei Windstille
also der Radius der Kreisbahn, wäre aber noch völlig unbestimmt. Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, die Steuerung sa zu beeinflussen, daß das Flugzeug aus beliebiger
Entfernung den vorgeschriebenen Radius selbsttätig findet und alsdann einhält. Dies
wird dadurch erreicht, daß zur Steuerung des Seitenruders zwei einander überlaggerte.
Steuergrößen dienen, von ,denen die einte entsprechend einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit.
fest eingestellt ist, während die andere dem Peilempfänger entnommen wird und bei
Abweichung der Flugzeuglängsachse von der Tanglente an die gewünschte Kreisbalin
mit dem Sender als Mittelpunkt einen berichtigenden Einfluß auf die Dreh esch#vindigkeit
ausübt. Bei gegeb,elier Fahrt (z. B. Reiseflug) ist damit der Radius der Kurve und
die Lage der Bahn zum Funkfeuer festgelegt, und der Flugzeugführer kann in beliebiger
Entfernung vom Funkfeuer und bei beliebigeni Kurs auf die Selbststeulerung
umschalten.
Das Flugzeug erfliegt sich dann selbsttätig die gewünschte Bahn, auf der es das
Funkfeuer umkreist. Gleichzeitig -wird damit der verzerrende Einfluß des Windics
auf die Flugbahn erheblich gemildert -Lind die Steuerung beruhigt.
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Grundsätzlich kann die vorstehend beschriebene besondere Ausführunggsforni
mit feststehendem Ralinien oder auch, was an sich vorzuziehen ist, mit ständig selbsttätig
in das Minimum gedrehtem Rahmen verwendet werden.
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Selbststeuerungen, die in Verbindung mit einem Peilempfänger arbeiten,
sind, für dein Zweck des Zielanflu-es bekannt. Sie arbeiten ebenfalls mit zwei einander
überlagerten Steuergrößen-, die aber im Gegensatz -zur Allordnun,- nach der Erfindung
das Flugzeug auf einem bestimmten Kurs zu halten suchen, während beim Warteflug
dei; Kurs keine Rolle spielt. die beiden Steitergrößen viclmehr gerade ständi- eine
1,#ursänderung erstreben. Außerdem ist beim Zielflug die'Verwendung von zwei Steuergrößen
nur wegen der Beherrschung des Einflusses der Windabtrift nötig, während man bei
Windstille lediglich mit einer der beiden Stettergrößen auskommen würde. Beim Warteflu,-
dagegen würde die Beschränkung auf die dem Peilempfänger entnommene Steuergröße
auch bei Windstille niemals die Wirkung haben, den Radius der Kreisbahn festzulegen.
Bei dem bekannten selbstgesteuerten Zielflug stellt daher die dem Peilempfänge-r
entnominfen12 Steuergröße mir eine Korrekturgröße zur Beseitigung des Windeintlus#ses
dar, während die entsprechende Größe bei der Steuerung nach der Erfindung eine Wirkung
erzielt, die mit dem Windeirifluß unmittelbar nichts zu tun. hat. Die Zeichnung
veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Darstellung,.
Die als Beispiel gezeichnete Selbststeueruti- ist an sich in and#erem Zusammenhange
bereits vorgeschlagen worden.
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Der das Seitenruder i über ein Triebwerk:z treibende Rudermotor
3 wird, durch einen Leonardgenerator 4 gespeist, dessen Feldwicklung
5 an den, Ausgang eines Steuerrelais6 angeschlossen ist. Das bewegliche System
dieses Relais wird im Ruhezustand durch eine geeignete RicIttkraft in derzeichneten
mittleren Lage gehalten. Es bcsteht u.a. aus zwei auf Spann:ungsteilen
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gleitenden Abgreiferti 8 und liefert daher einen seiner Auslenkung,
einsprech.-nden Strom an die Feldwicklung' 5. Zur Auslenkung des Systems
dienen drei Spuleng, io und ii, deren magnetische Wirkungen sich überlagern. Die
Spuleg erhält Strom vorn einem Kurskreisel, dessen Läufer 12 in zwei Kardanringen
13 und 14 gelagert ist, von denen der äußere zwei Abgreifer 15 trägt,
die auf einem ringförmiggen Doppelspannungsteiler 16 gleiten. Die Abgreifer 15
sind mit der Spule 9
verbunden. Der Spannungsteiler sitzt auf einem drehbaren
Ring16, der durch einen Motor 17 je nach dem gewünschten Sollkurs verstellt
werden kann. Die Spule io ist mit einem Abgreifer 18, der auf einem Spannungsteiler
ig gleitet, und mit dem festen Mittelpunkt dieses Spannungsteilers verbunden. Der
Abgreifer 18 wird durch einen nach Art eines Wendezeigers gebauten Kreisel 2o bewegt,
der zwei Freiheitsgrade besitzt und durch Federn 21 gefesselt ist. Die Spule i i
endlich ist dem Motor 17 parallel geschaltet und außerdem, solange sich der
Umschalter 22 in der ,gestrichelt gezeichneten Stellung befindet, mit einem Handschalter
23 verbunden, der im Kurvenflug betätigt wird.
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Im Geradeausflug wird der Kurs durch den K-Lirskreisel 12 und den
dämpfend wirkenden Kreisel 2o, der jeweils auch die Rückführung des Ruders bewirkt,
konstant gehalten. Wird der Schalter 23 betätigt, so läuft der Motor 17,
und die Spule i i erhält einen Strom, der das Relais einseitig auslenkt. Die Winkel-,geschwindigkeit
des Flugzeuges ist dabei D der Winkelgeschivindigkeit des den gleich Spannungsteiler
16 tragenden Ringes.
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In Abb. 2 sind einzelne der vorstehend beschriebenen Teile einfacHeitsbalber
fortgelassen. Der Peilrahnien 24 des Flugzeuges kann um seine senkrechte Achse durch
einen Motor 25 gedreht werden. Der mit dem Peilrahmen elektrisch verbundene,
mit Festantenne 26 aus-:D liefert die übliche gerüstete Empfänger
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Gleichspannung, deren Größe und Richtung der Abweichung vom Minimum entspricht.
Diese Spannung kann an einem Sichtgerät 28 beobachtet werden. Sie ist außerdem auf
ein polarisiertes Relais 29 geschaltet, (las den Motor 25 steuert. Der Rahmen
wird dalier so lange- gedreht, bis die- vom Empfänger gelieferte Spannun- verschwindet.
Er stellt sich also selbsttätig in das Minimum ein.
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Durch ein Triebwerk 30 ist in Abb. i mit dem Rahmen ein Abgreifer
31 gekuppelt, der auf einem Spannungsteiler 32 -leitet. Das übersetzungsverhältnis
zwischen ##bgreifer-und Rahmendrehung ist in der Zeichnung einfachheitshalber mit
i:i angenominen. Das Triebwerk 3o kann in in sich bekannter Weise gleichzeitig mittels
eines geeigneten, nicht gezeichneten Kurventriebes die Funkbeschickung berücksichtigen.
Die zwischen dem Abgreifer31 und #d#em Mittelpunkt des Spannungsteilers32 stehende
Spannung wird
beim Umlegen des Umschalters 22 an Stelle der sonst
von 23 gelieferten Spannung an die Spule i i und den Motor 17 gelegt,
so daß das Flugzeug in den Kurvenflug übergeht, dessen Winkelgeschwindigkeit von
der Größe der genannten Spannung abhänjgt.
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Der Abg-reifer wird von vornherein so. ein-Glestellt daß er, wenn
die Seitenpieilun go' e -9 (oder 27o') beträgt, wenn also der Sender querab liegt,
nicht im Mittelpunkt 33 des Spannungsteillers, sondern um einen Winkela dagegen
versetzt steht. Dieser Winkel ist so bemessen, daß die Spannung zwischen
' dem Abgreifer und dem Mittelpunkt eine Winkel-,geschwindigkeit eigibt,
die bei normaler Fahrt dem Radius der gewüns#chten Kreisbalin um das Funkfeuer entspricht.
Bewegt sich das Flugzeug bereits auf dies-er Bahn und ist der Windeinfluß
Null, dann bleibt der Rahmen in der einmal eingenommenen Stellung. Es wirkt
lediglich diedem Winkel a entsprechende Voirgabe. Soll das Flugzeug aber
erst die Kreisbahn selbsttätig auffinden, oder entsteht Abtrift durch Wind, so er-gibt
die Rahmendrehung einen von go' (-oder --70') verschiedenen Wert für die Seitenpeilung,
und der Abgreifer 31 wandert aus seiner Grundstell#uncr aus, um die Vorgabe
im positiven oder negativen Sinne zu berichtigen. Die Spannung kann sich dabei auch
umkehren, wenn die Abweichung des Rahmens so. groß ist, daß der Ab,-reifer
3 1 den Mittelpunkt 5 3
,des Spannungsteilers überschreitet.
Dies ist z. B. der Fall, wenn gemäß Abb. 3 das Flugzeug die Kreisbahn
b rechtsdrehend beschreiben soll und sich beim Umlegen des Umschalters 22
im Punkte P in Richtung auf das Funkfeuer F Aiegend befindet. Der Rahmen 24 und
der Abgreifer 3 1 stehen dann um go' versetzt gegen ihre in Abb. i
ge-
zeichnete Grundstell#ung, so daß das Flugzeugzunächst mit einer
Linkskurve begintit und erst nach einiger Zeit zu einer Rechtskurve übergeht, die
schließlich in die gewünschte Kreisbahn verläuft.
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In der Ausführung nach Abb. 2 werden die beiden Steuergrößen, also#
die konstante Vorgabe und die von der Peilrahmenstellung abhängige Berichtigung,
magnetisch in einem Relais34 einander überlagert. Der Ausgang dieses Relais, das
ähnlich gebaut ist wie das Steuerrelais6 in Abb. i, kann wieder mittels des Umschalters
22 an Stelle des Handschalters - 23 auf den Motor 17 des Kurskreisels
12 und auf die Spule i i geschaltet werden. Die beiden Spulen35 und 36 des
Relais34 liefern die -Vorgabe und die Bierichtigung. Demgemäß ist Spule
35 über einen Stromwender37 und einen regclbaren Widerstand 3 8 an
eine feste Spannung gelegt, während Spule36 über einen Schalter mit einem Abgreifer39
verbunden ist, dcr älmlich wie der Abgreif er 31 in Abb. i durch den Rahmen
gedreht wird. Dieser Abgreifer steht im Gegensatz zu Abb. i in.seiner GrundsteHung
(also. bei Seitenpeilung go') im Mittelpunkt40 des Spannungsteilers41, da er nur
die Berichtigäng zu liefern hat, während die Vorgabe getrennt mit der Spule35 #ein-,geführt
wird. Mittels des regelbaren Widerstandes38. kann die Vorgabe und damit die Drehgeschwindigkeit
und mit dieser der Radius der Kreisbahn eingestellt werdien.
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Der * Spannungsteiler 41 ist doppelt gest,altet,.und es ist
ein zweiter Abgreifer 42 vorgesehen, der mittels eines Umschalt#ers 43 an Stelle
des Abgreifers 39 auf die Spule 36 geschaltet werden kann. Dadurch
ist es möglich, die Drehrichtung beim Umfliegen des Senders umzukehren, also statt
mit go' S#eitenpeilung mit 270' zu fliegen. Der Umschalter 43 ist mit dem
S.tromwender 37 gekuppelt, so daß auch die Richtung der Vorgabe unigedreht
wird.
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Selbstverständlich kann außer dem Seitenruder auch das Querruder entsprechend
be:-einflußt werden.