Elektrische Rückführeinrichtung, insbesondere bei Selbststeueranlagen
für Luftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Rückführeinrichtung
für .die Regelung eines Stellmotors, insbesondere eines Rudermotors in, Selbststeueranlagen
für Luftfahrzeuge, entsprechend einer vorgegebenen Steuergröße, bei welcher in;
bekannter Weise der Rückführwivderstand mittels eines Schaltgliedes durch die motorische
Antriebsbewegung des Stellmotors beeinflußbar ist.Electrical feedback device, especially in automatic steering systems
for aircraft The invention relates to an electrical feedback device
for .the regulation of a servomotor, in particular a rudder motor in automatic steering systems
for aircraft, according to a predetermined control variable, at which in;
known way the Rückführwivderstand by means of a switching element through the motor
Drive movement of the servomotor can be influenced.
Die Rückbeeinflussung der Regelwirkung hat :den Zweck, die Steuerung
stabil zu gestalten, und geschieht mittels sogeriannter Rückführvorrichtungen,durch
welche erreicht wird, daß einem durch eine Störgröße ausgelösten: Regelimpuls jeweils
eine bestimmte Regelbewegung, also bei den erwähnten Selbststeuereinrichtungen beispielsweise
eine bestimmte Ruderbewegung, zugeordnet wird. Wirkt eine solche Störgröße dauernd
auf das Flugzeug ein, so muß, um das Flugzeug in: seinem Sollzustand aufrechtzuerhalten,
ein ,dauernd wirkendes Ausgleichmoment durch die Steuereinrichtung erzeugt werden.
Zu diesem Zweck werden die Rückführvorrichtungen Inder Weise ausgebildet, d:aß ein
sogenanntes nachgiebiges Glied vorgesehen ist, durch welches unter Verlagerung des
Steurungsnullpunktes das genannte Ausgleichmoment selbsttätig einstellbar ist.The re-influencing of the control effect has: the purpose, the control
to make stable, and is done by means of so-called feedback devices
which is achieved that a triggered by a disturbance: control pulse each
a certain regulating movement, for example in the case of the self-regulating devices mentioned
a specific rowing movement. Such a disturbance has a permanent effect
on the aircraft, it must, in order to maintain the aircraft in: its target state,
a continuously acting balancing torque can be generated by the control device.
For this purpose the return devices are designed in such a way that a
so-called resilient member is provided, through which the displacement of the
Control zero point, said balancing torque is automatically adjustable.
Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem der Ausbildung einer derartigen
nachgiebigen Rückführung und bringt eine neue Lösung
auf elektrischem
Wege!, die gegenüber den bekannten Einrichtungen eine Reihe von Vorteilen aufweist.
Bei diesen bekannten: Einrichtungen ist in der Regel eine mittels Druckflüssigkeit
betätigte Isodromvorrichtung als nachgiebiges Glied vorgesehen. Wegen der Temperaturabhängigkeit,
der Viskosität, der Verschmutzungsgefahr u. dgl. hat sich die Verwendung einer derartigen
Vorrichtung gerade in Luftfahrzeugen, insbesondere hinsichtlich der Betriebssicherheit,
als außerordentlich nachteilig erwiesen. Diese Nachteile sind bei der Einrichtung
gemäß der Erfindung vermieden. Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß die die
Regelwirkung rückbeeinflussende Impulsgröße in bekannter Weise an einem elektrischen
Widerstand mittels eines Schaltgliedes gebildet wird, das entsprechend der motorischen
Antriebsbewegung des Stellmotors betätigt wird, und daß nun erfindungsgemäß ein
zweites Schaltglied des Widerstandes noch durch einen diese Antriebsbewegung verzögert
nachbildenden L achla,nfantrieb im Sinne einer nachgiebigen Gestaltung der Rückführung
einstellbar ist.The invention is concerned with the problem of forming such
yielding feedback and brings a new solution
on electric
Ways! Which has a number of advantages over the known facilities.
In these known: devices is usually one by means of hydraulic fluid
actuated isodrome device provided as a compliant member. Because of the temperature dependence,
the viscosity, the risk of contamination and the like, the use of such
Device especially in aircraft, especially with regard to operational safety,
proved to be extremely disadvantageous. These drawbacks are with the establishment
avoided according to the invention. The essence of the invention is that the
Impulse size influencing the control effect in a known manner on an electrical
Resistance is formed by means of a switching element, which corresponds to the motor
Drive movement of the servomotor is actuated, and that now according to the invention
second switching element of the resistor is still delayed by this drive movement
emulating laughter, nfantrieb in the sense of a flexible design of the return
is adjustable.
Die Erfindung soll im nachstehenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention is intended in the following with reference to that shown in the drawing
Exemplary embodiment will be explained in more detail.
Das Ausführungsbeispiel stellt ein Schema einer selbsttätigen Seitenrudersteuerung
dar. Als Richtgeber dient ein bei i vorgesehener Azimutkreisel i', dessen Steuerimpulse
mit Hilfe einer Bolometeranordnung 1" in entsprechende elektrische Größen umgeformt
werden. Die jeweils aus Doppelwendeln bestehenden Bolometerdrähte sind in Brückenschaltung
geschaltet. Als Bolometer dient ein auf dem Schaltdüsenprinzip beruhendes Düsenbolometer,
'bei welchem die aus den Schlitzdüsen austretenden Kühlluftströme mittels einer
mit dem unteren Zapfen der lotrechten äußeren Kardanachse verbundenen Steuerblende
gesteuert werden. In der Brückenschaltung liegt ein durch eine Feder 3 belastetes.
Schaltrelais 2, das beispielsweise nach Art einer Tauchspule als elektrodynamisches
Relais ausgebildet ist. Die Feder 3 ist so abgestimmt, daß sie den Schaltarm 4 im
unerregten Zustand des Relais 2 in der Mittelstellung zwischen den Gegenkontakten
5 und 6 hält. In, dieser Stellung ist der Stromkreis zu dem Rudermotor (Stellmotor)
7 unterbrochen. Der Teil ? kann auch ein anderer Antrieb, z. B. eine Kupplungseinrichtung
für den Ruderantrieb sein. Im Stromweg des Relais 2 liegt ein Kontakthebel (Schaltglied)
8, der mit dem Rudermotor 7 verbunden ist und über ein Potentiometer 9 schleifen
kann. Der Kontaktarm (Schaltglied) io bildet den elektrischen Mittelpunkt -des Potentiometers.
Wird infolge einer Relativdrehung des Azimutkreisels das Brückengleichgewicht der
Bolometeranordnung geändert, so wird das Relais 2 erregt und mittels der an dem
Kontaktarm 4 angeordneten Schaltkontakte der eine oder der andere der beiden Kontakte
5 und 6 geschlossen und dadurch der Rudermotor 7 in der einen oder in der anderen
Richtung eingeschaltet und dadurch über einen Zahnstangenantrieb das Seitenruder
R verstellt. Gleichzeitig wird auch der mit dem Rudermotor- verbundene Kontaktarm
8 auf dem Potentiometer 9 verstellt, und zwar so lange, bis die, am Potentiometer
9 eingest,-llte Spannung entgegengesetzt gleich der Brückenspannung ist. Die beiden
Spannungen heben sich dann auf, so daß das Relais 2 stromlos und der Kontaktarm
4 mittels der Feder 3 wieder in seine Mittelstellung gebracht wird. Dadurch wird
der Stromkreis zu dem Rudermotor 7 unterbrochen. Auf diese Weise wird ein Ruderausschlag
erzielt, der im wesentlichen proportional dem Ausschlag des Azimutkreisels ist.
Diese Vorrichtung bildet eine Rückführung für das Schaltrelais des Rudermotors ä.
Dieser Steuervorgang wiederholt sich, bis die Störung wieder ausgeglichen ist und
das Flugzeug sich wieder in seinem Sollzustand befindet.The exemplary embodiment provides a diagram of an automatic rudder control
The aiming device is an azimuth gyro i 'provided at i, its control pulses
transformed into corresponding electrical quantities with the aid of a bolometer arrangement 1 ″
will. The bolometer wires, each consisting of double coils, are connected in a bridge
switched. A nozzle bolometer based on the switching nozzle principle serves as the bolometer,
'in which the cooling air flows emerging from the slot nozzles by means of a
control panel connected to the lower pin of the vertical outer cardan axis
being controlled. In the bridge circuit there is a spring 3 loaded.
Switching relay 2, for example in the manner of a moving coil as an electrodynamic
Relay is formed. The spring 3 is coordinated so that it controls the switching arm 4 in the
unexcited state of relay 2 in the middle position between the mating contacts
5 and 6 holds. In, this position is the circuit to the rudder motor (servomotor)
7 interrupted. The part ? can also be another drive, z. B. a coupling device
be for the rudder drive. A contact lever (switching element) is located in the current path of relay 2
8, which is connected to the rudder motor 7 and looping over a potentiometer 9
can. The contact arm (switching element) io forms the electrical center of the potentiometer.
As a result of a relative rotation of the azimuth gyro, the bridge equilibrium of the
Bolometer arrangement changed, the relay 2 is energized and by means of the on the
Contact arm 4 arranged switching contacts one or the other of the two contacts
5 and 6 closed and thereby the rudder motor 7 in one or the other
Direction switched on and thus the rudder via a rack and pinion drive
R adjusted. At the same time, the contact arm connected to the rudder motor is also activated
8 adjusted on the potentiometer 9 until the, on the potentiometer
9 set, -llte voltage is opposite to the bridge voltage. The two
Voltages then cancel each other out, so that the relay 2 and the contact arm are de-energized
4 is brought back into its central position by means of the spring 3. This will
the circuit to the rudder motor 7 is interrupted. In this way, a rudder deflection becomes
obtained, which is substantially proportional to the deflection of the azimuth gyro.
This device forms a feedback for the switching relay of the rudder motor.
This control process is repeated until the disturbance is balanced out again and
the aircraft is back in its target state.
Wirkt indes die Störgröße :dauernd auf das Flugzeug ein, so ist eine
dauernde Störung der Gleichgewichtslage des Flugzeuges die Folge. Um diese dauernde
Gleichgewichtsstörung zu beseitigen, ist ein Ausgleichsdrehmoment erforderlich,
das dauernd auf das Flugzeug einwirken muß. Dieses Drehmoment wird bei nachgiebigen
Rückführungen mit Hilfe einer besonderen Vorrichtung durch die Steuereinrichtung
erzeugt. Gemäß der Erfindung geschieht dies mit Hilfe eines besonderen Nachlaufantriebes,
der jeweils zu Beginn eines Rückführvorganges eingeschaltet wird. Bei einer elektrischen
Rückführung mit einem Spannungsteiler wird zweckmäßig der elektrische Nullpunkt
dieses Spannungsteilers mit dem Nachlaufmotor gekuppelt. Der elektrische Nullpunkt
wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch den bereits erwähnten Kontaktarm
io gebildet. Der Arm io ist mit einer Scheibe i i fest verbunden, die über einen
Nachlaufmotor 12 mittels eines Zahnradgetriebes angetrieben werden kann. Auf der
Verlängerung .der Achse 13, auf der der Kontaktarm 8 befestigt ist, ist ein Steuernocken
14 angeordnet, der zur Betätigungder Kontakte 15, 16 dient. Die Anordnung wirkt
folgendermaßen: Wenn durch den Azimutkreisel ein Regelvorgang eingeleitet ist, so
wird über die mit dem Rudermotor (Stellmotor) 7 irgendwie gekuppelte Welle 13 ,der
Kontakthebel 8 verstellt
und dadurch gleichzeitig an dem Potentiometer
9 eine entsprechende Spannung eingestellt. Gleichzeitig mit der Drehung der Welle
13 wird der Steuernocken 14 in dem einen oder anderen Sinne verdreht und dadurch
der eine oder .der andere der beiden Kontakte 15 und 16 geschlossen, wodurch der
Nachlaufmotor 12 eingeschaltet wird. Es ist eine zweistufige Einschaltung vorbesehen,
nämlich zunächst die Einschaltung über Widerstände 17, 18 und anschließend der Übergang
zum unmittelbaren Anschluß des Nachlaufmotors 12 an das Netz. Der Kontaktarm io
läuft dem Kontaktarm 8 so lange nach; bis die beiden Kontaktarme einander gegenüberliegen
und damit die Ausgleichspannung für das Schaltrelais 2 verschwunden ist. Das bedeutet
aber folgendes: Wenn das Relais 2 stromlos ist und auch an dem Spannungsteiler bzw.
Potentiometer 9@ keine Spannung mehr eingestellt ist, so. ist der stabile Zustand
nur dann möglich, wenn auch die Brückenspannung der Bolometeranordnung verschwunden
ist. Das bedeutet, daß .der Richtgeber sich wieder in der Ausgangsstellung befindet,
während das, Ruder eine von der Ausgangsstellung abweichende Stellung einnehmen
kann, wie es bei nachgiebigen Rückführungen angestrebt wird.However, if the disturbance variable has a permanent effect on the aircraft, then there is one
permanent disturbance of the equilibrium position of the aircraft the result. To this enduring
To eliminate imbalance, a balancing torque is required,
that has to act continuously on the aircraft. This torque is at compliant
Returns with the help of a special device by the control device
generated. According to the invention, this is done with the help of a special follow-up drive,
which is switched on at the beginning of a return process. With an electric
Feedback with a voltage divider is expediently the electrical zero point
this voltage divider is coupled with the follower motor. The electrical zero point
is in the illustrated embodiment by the aforementioned contact arm
io formed. The arm io is firmly connected to a disk i i, which has a
Follower motor 12 can be driven by means of a gear transmission. On the
Extension of the axis 13 on which the contact arm 8 is attached is a control cam
14, which is used to actuate the contacts 15,16. The arrangement works
as follows: If a control process is initiated by the azimuth gyro, so
is via the shaft 13 somehow coupled to the rudder motor (servomotor) 7, the
Contact lever 8 adjusted
and thereby at the same time on the potentiometer
9 a corresponding voltage is set. Simultaneously with the rotation of the shaft
13, the control cam 14 is rotated in one sense or the other and thereby
the one or .the other of the two contacts 15 and 16 closed, whereby the
Follow-up motor 12 is switched on. A two-stage activation is planned,
namely first the switching on via resistors 17, 18 and then the transition
for the direct connection of the trailing motor 12 to the network. The contact arm io
runs after the contact arm 8 for so long; until the two contact arms are opposite each other
and thus the equalizing voltage for the switching relay 2 has disappeared. That means
but the following: If relay 2 is de-energized and also connected to the voltage divider or
Potentiometer 9 @ no more voltage is set, so. is the stable state
only possible if the bridge tension of the bolometer arrangement has also disappeared
is. This means that .the aligner is back in the starting position,
while the rudder takes a position deviating from the original position
can, as is aimed at with compliant returns.