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Steuervorrichtung für Flugzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine
Steuervorrichtung für Flugzeuge.
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Die Seiten-, Höhen- und Quersteuerung von Flugzeugen wird normalerweise
durch an den Ablaufkanten fester Flächen angelenkte Flächen bewirkt, wie z. B. durch
die bekannte Vereinigung von Flosse und Seitenruder. Der Flugzeugführer bewegt diese
Flächen mittels Kabelzügen, Gestängen oder anderer Mechanismen, die diese Flächen
mit den Steuereinrichtungen im Führerstand verbinden. Bei großen Flugzeugen sind
die Steuerkräfte so groß, daß sie vom Durchschnittsflugzeugführer nicht mehr ausgeübt
werden können, es sei denn, daß die mechanische Ilbersetzung so gewählt wird, daß
die Steuerung unempfindlich wird. Deshalb 'hat man zur Unterstützung des Flugzeugführers
die Steuerflächen durch Anordnung eines Teiles der Fläche vor der Drehachse aerodynamisch
ausbalanciert. Oder man hat aerodynamisch betätigte Servosteuerungen vorgesehen.
Diese Einrichtungen haben aber viele Mängel. Die Erfindung schafft ein Steuersystem,
das empfindlich und wirkungsvoll ist und dabei doch viele der Schwächen der üblichen
ausbalancierten Flächen vermeidet.
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Es ist bereits eine Flugzeugruderkonstruktion bekannt, bei der zwei
Klappen oder bewegliche Flächen hintereinander angeordnet sind, von denen die erste
in der üblichen Weise an einer festen Fläche und die zweite an der Ablaufkante der
ersten angelenkt ist. Die erste Fläche wird durch einseitig wirkende mechanische
Kraftorgane und die zweite unmittelbar durch den Flugzeugführer gesteuert.
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Bei dieser bekannten Anordnung werden die beiden Flächen unabhängig
voneinander betätigt. Es sind keine Mittel vorgesehen, die angeben, wann die durch
das Kraftorgan betätigte Klappe verstellt werden soll, noch, wann sie genügend stark
versteht
worden ist. Sie ist hauptsächlich brauchbar, wenn es sich
darum handelt, eine im wesentlichen gleichbleibende Bedingung, wie einen vollkommen
ausgefallenen Motor, auszugleichen. Nicht brauchbar ist sie aber für den Ausgleich
zeitlich vorübergehender Bedingungen, wie beispielsweise bei der Verwendung am Höhenruder
beim Landen oder beim Starten. Wegen ihrer mangelnden Beweglichkeit kann sie sogar
in manchen Fällen sehr gefährlich sein. Außerdem kann sich bei dieser Bauart ein
unerwünschter Zustand ergeben, bei dem die eine Klappe gegen die andere wirkt, so
daß sich ein erhöhter Luftwiderstand ergibt.
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Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Flugzeuge mit zwei
oder mehreren hintereinander angeordneten und aneinander angelenkten Steuerflächen
oder Klappen, bei der ein Ausschlag der Klappen aus der aerodynamisch neutralen
Stellung der Reihe nach von der hintersten Klappe zu den weiter vorn liegenden Klappen
erfolgt. Das Neue besteht darin, daß die hintere Klappe einen Antrieb für die davorliegende
Klappe einschaltet, so daß die jeweils nächstvordere Klappe betätigt wird, wenn
die dahinter angeordnete Klappe einen bestimmten Ausschlagwinkel erreicht hat.
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Auf diese Weise wird das Flugzeug normalerweise nur durch die hinterste
Klappe gesteuert, die vorzugsweise von Hand betätigt wird und teilweise ausgeglichen
ist. Wird eine Verstellung über einen bestimmten Mindestwert in einerRichtung erforderlich,
um das Flugzeug auf einem bestimmten Kurs zu halten, so wird die nächste Klappe
mechanisch in dem Maße verstellt, in dem die letzte Kfappe über den bestimmten Ausschlagwinkel
hinaus verstellt wird. Auf diese Weise wird bei einer Erhöhung des gesamten Steuermomentes
der Winkel zwischen den beiden Klappen im wesentlichen einen bestimmten Höchstwert
beibehalten. Eine Verstellung der letzten Klappe in der anderen Richtung bewirkt
ein Verschwenken der nächsten Klappe in der gleichen Richtung, wobei der Winkel
zwischen beiden Klappen wiederum etwa gleichbleibt, bis die vordere Klappe die mittlere
oder aerodynamisch neutrale Stellung erreicht 'hat. Von diesem Augenblick an, in
dem der schon erwähnte Ausschlagwinkel wieder erreicht ist, wird die Steuerung des
Flugzeugs wieder ausschließlich durch die hinterste Klappe bewirkt.
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"Zusätzlich müssen alle beweglichen Flächen zur Vermeidung von Flatterschwingungen
einen sorgfältig durchgeführten Massenausgleich erhalten. Die 'hierzu vorgesehenen
Ausgleichsgewichte erhöhen das Gewicht des Flugzeugs und sind an dünnen Teilen oft
schwer anzubringen, wenn der Bewegungsbereich zwischen den festen und beweglichen
Teilen groß ist. Bei der Ausbildung gemäß der Erfindung sind die beiden Steuerflächen
zusammengenommen etwa ebenso groß wie die übliche einteilige Steuerfläche, so daß
das Seitenverhältnis jeder der beiden Klappen etwa halb so groß wie das der bekannten
Klappen ist. Die vordere Klappe wird durch mechanische, einseitig wirkende Mittel
gesteuert und benötigt deshalb überhaupt keinen Massenausgleich. Die hintere Klappe,
die von Hand betätigt wird und daher einen Massenausgleich benötigt, braucht aber
wegen ihres geringen Seitenverhältnisses nur ein ziemlich kleines Ausgleichsgewicht.
Bei großen Flugzeugen bedeutet dies eine beachtliche Ersparnis an Ausgleichgewicht.
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Ein anderer Nachteil der normalen aerodynamisch ausgeglichenen Steuerfläche
ist, daß aerodynamisch Steuermomentcharakteristik selten linear ist, so daß die
auf die Steuermittel des Flugzeugführers wirkenden Kräfte über die wahren Verhältnisse
täuschen und die vom Flugzeugführer ausgeübte Kraft der auf die Steuerflächen wirkenden
Kraft oder dem dadurch auf das Flugzeug wirkenden Moment nicht proportional ist.
So beschreibt auch die amerikanische Patentschrift 2 272 378 eine
mit Hilfskräften arbeitende Steuerung, die den aerodynamischen Ausgleich beseitigen
soll und darauf gerichtet ist, das gute Steuergefühl, das der Flugzeugführer bei
einem unausgeglichenen System hat, zu verwirklichen. Bei dieser Einrichtung besteht
jedoch keine direkte Verbindung zwischen dem vom Flugzeugführer betätigten Steuermittel
und den zusammenwirkenden Steuerflächen. Das System weist vielmehr nachgiebige Kraftübertragungsmittel
auf, so daß die auf die Steuerflächen einwirkenden Luftkräfte bei jeder gegebenen
Einstellung des vom Flugzeugführer betätigten Steuerhebels sich nicht verhältnisgleich
mit der Fluggeschwindigkeit verändern und ihre Auswirkung am Steuerhebel daher nicht
den tatsächlich auf das Flugzeug einwirkenden Kräften entspricht. Durch die Erfindung
wird diesem Mangel abgeholfen und eine lineare Steuermomentcharakteristik und das
gute Steuergefühl des unausgeglichenen Systems auch bei großen Flugzeugen erreicht,
ohne daß bei besonderen Flugumständen übermäßig große Kräfte vom Flugzeugführer
aufzubringen sind.
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Durch die Erfindung kann ferner der zulässige Schwerpunktbereich des
Flugzeugs vergrößert werden. Im vorstehenden wurden die verschiedenen Mängel des
aerodynamisch ausgeglichenen Steuersystems beschrieben, und es wurde weiterhin angegeben,
wie die Erfindung die gleichen Wirkungen erzielt, ohne daß diese Nachteile auftreten.
Handelt es sich jedoch um das Höhenruder, so muß zugegeben werden, daß hierbei die
aerodynamisch ausgeglichene Steuerfläche bezüglich des Schwerpunktbereichs einige
Vorteile gegenüber der unausgeglichenen und sonst gleichwertigen Fläche hat. Der
Fachmann kennt die Bedeutung des sog. neutralen Punktes bei freiem Steuerknüppel
bzw. bei festgestelltem Steuerknüppel und w=eiß, daß bei einem aerodynamisch ausgeglichenen
Höhenruder der neutrale Punkt bei freiem Steuerknüppel nicht nur ebensoweit hinten
liegt wie der neutrale Punkt bei festgestelltem Steuerknüppel, sondern oftmals sogar
weiter hinten, wogegen bei einem unausgeglichenen Höhenruder der neutrale Punkt
bei festgestelltem Steuerknüppel immer wesentlich weiter vorn als der bei freiem
Steuerknüppel liegt. Die hintere Grenze des zulässigen Schwerpunktbereichs muß mit
dein am w-eitesteii vorn liegenden neutralen
Punkt zusammenfallen.
Vermöge des geringUn Seitenverhältnisses der von Hand gesteuerten Klappe ergibt
sich bei der Erfindung ein sehr geringer Unterschied zwischen den beiden neutralen
Punkten, wodurch sich ein verhältnismäßig großer Schwerpunktbereich ergibt, ohne
daß der aerodynamische :lusgleicli mit seinen bereits beschriebenen Nachteilen zu
Hilfe genommen zu werden braucht.
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Bei der selbsttätigen Steuerung der ersten Klappe wäre es. wie bei
allen mechanisch betätigten Steuerungen, aus Sicherheitsgründen normalerweise notwendig,
für :\usfälle dieser Steuerungen Hilfssteuerungen vorzusehen. Bei der Erfindung,
bei der neben einer selbsttätigen Steuerung sowieso noch eine von Hand betätigte
Klappe vorhanden ist, ist eine solche Sicherung nicht nötig, da das Flugzeug notfalls
auch ohne die selbsttätige Steuerung geflogen werden kann. Infolgedessen wird gegenüber
anderen selbsttätigen Steuerungen eine erhel)-liche Gewichtsersparnis erreicht,
und zusätzlich braucht weniger Wert auf die Betriebssicherheit der Einrichtungen
gelegt zu werden. Auch wird eine Beschädigung durch Feindeimvirkung die Steuerfähigkeit
des Flugzeugs normalerweise nicht aufhellen. Eine weitere Gewichtsersparnis ergibt
sich durch die Tatsache, daß die selbsttätige Steuerung hei normaler Arbeitsweise
nur hin und wieder arbeitet, so (laß die Einrichtungen nur für kurzzeitige Höchstbelastungen
konstruiert zti werden brauchen.
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Zusammengefaßt ergibt sich, daß das Wesentliche der Erfindung darin
besteht, eine Steuerfläche zu schaffen, bei der die Handsteuerung und die selbsttätige
Steuerung so miteinander vereinigt sind; (laß die @'-orteilhaften Eigenschaften
beider Steuerverfahren erzielt werden, ohne daß die Nachteile auftreten, die beiden
Verfahren bei einzelner Anwendung anhaften. Das wird dank der Tatsache erreicht,
(iaß die handbetätigte Klappe trotz ihres geringen Seitenverhältnisses eine aerodynamische
\\'irkting hat, die einen erheblichen Bruchteil der beiden zusammenwirkenden Klappen
ausmacht, so (laß es nl(*)'glicli ist, (las Flugzeug unter den meisten normalen
Bedingungen nur mit der 'handbetätigten Klappe zu steuern. Andere Vorteile der Erfindung
sind aus der Beschreibung des in der Zeicliiitiiig dargestellten .ltisführungsbeispiels
ersichtlich.
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In der Zeichnung zeigt schematisch Fig. i einen waagerechten Schnitt
durch eine tyl)isc'he Flosse mit Seitenruder nach der Linie i-1, in Fig. 2 in etwa
doppelt so großem Maßstab wie die letztere. der die .\usbildung der Flächen, der
selbsttätig gesteuerten Kraftorgane und der Handsteuermittel veranschaulicht, 1,711-.
2 eine Seitenansicht der Flosse und der Steuerflächen und Fig.3 die selbsttätige
Steuerung, die mit von einem Potentiometer gegebenen und von einer elektrischen
Schaltvorrichtung gesteuerten Impulsen arbeitet.
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Zur \'ereiiifachtiiig ist die Erfindung all einer senkrechten blosse
erläutert. Siekann aberebensogut an anderen Steuerflächen, wie an Höhenflossen und
Höhenrudern, vorgesehen werden. In Fig. i ist die Flosse mit ro bezeichnet. Sie
trägt ein Ruder, (las aus zwei hintereinander angeordneten Klappen i i und 12 besteht.
Die erste Klappe i i ist an der Flosse mittels eines Scharniers 13 angelenkt und
wird durch ein Kraftorgan 14 betätigt, das bei 15 und 16 an der Flosse io bzw. der
Klappe r i angelenkt ist. Die zweite Klappe 12 ist mittels eines Scharniers 17 an
der ersten Klappe angelenkt und wird durch die Gestänge 18, i9 und einen Winkelllebel
20 gesteuert. Verkleidungen 21 und 22 sind all den Klappen vorgesehen, die die beim
Schwenken der verschiedenen Teile um die Scharniere 13 und 17 entstehenden Spalte
abdecken. Die in Fig. i eingezeichneten gestrichelten Linien veranschaulichen eine
besondere Stellung des Ruders, während durch die Buchstaben a und h die Ausschlagwinkel
der Klappe 12 relativ zur Klappe i i bzw. der Klappe l i relativ zur Flosse io bezeichnet
sind. Die strichpunktierten Linien kennzeichnen einen bestimmten @\usschlagwinkel
_A.
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Die zur Betätigung der Klappe 12 dienenden Mittel bestehen aus der
üblicherweise verwendeten Reihe von Gestängen und Winkelhebeln zwischen (lern Steuerhebel
des Flugzeugführers und der Klappe. Darunter befinden sich die in Fig. i dargestellten
Gestänge 18 und i9 sowie der Winkelhebel 20. Der letztere ist um die Achse 23 schwenkbar,
während das Gestänge ig bei 24 an diesem \\'inkel'hel)el und bei 25 an der Klappe
12 angelenkt ist. Das Gestänge 18 greift bei 26 an dem Winkelhebel an. Die Größenabmessungen
des Winkelhebels 20 und des Gestänges i9 sowie die Anordnung der Schwenkachse 23
werden im Verhältnis zur Lage der Scharniere 13 und 17 so gewählt, daß sich bei
Beginn der Bewegung der Klappe i i eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen
der Bewegung des Steuerhebels und derjenigen der Klappe 12 ergibt, wie dies weiter
unten noch beschrieben wird.
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Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, sind die Kraftorgane 14 in Abständen
entlang der Klappenlänge angeordnet. Es wurde gefunden, daß man gewichtsmäßig mit
einer größeren Zahl solcher Organe günstiger kommt, als wenn man nur ein oder zwei
solcher Organe vorsieht. Denn im letzteren Falle muß die Klappe mit schweren Versteifungen
versehen werden, damit sie die notwendige Verdrehungssteifigkeit erhält. Jedes Kraftorgan
wird durch eine Anzahl kleiner elektrischer Servomotoren 27 betätigt, die -ein hohes
Verhältnis von Drehmoment zu, schädlichem Trägheitsmo.ment aufweisen, um ein schnelles
Ansprechen des Kraftorgans auf die Impulse zu erzielen. Da, wie später noch erklärt
werden wird, die Betätigung dieser Servomotoren nur von Zeit zu Zeit erfolgt, können
sie h<'>her beansprucht werden, als es bei dauernder Betätigung möglich wäre,
wodurch sich beträchtliche Gewichtsersparnisse erzielen lassen.
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In Fig.3 ist veranschaulicht, wie den Servomotoren 27 die Energie
zugeführt wird. Dies geschieht mittels eines Verstärkers 28, der durch
einen
Impulsempfänger 29 gesteuert wird. Es wird später noch dargelegt werden, daß die
selbsttätige Steuerung in Abhängigkeit von den Veränderungen des Winkels erfolgt,
um den der Ausschlagwinkel der Klappe größer als ein bestimmter Wert A ist, und
dieser Winkel a minus A wird als Impulswinkel bezeichnet. Für positive
Werte von a ist A ebenfalls positiv, während für negative Werte von a der Wert A
auch negativ ist. Im folgenden werden nur die positiven Werte betrachtet, da die
negativen nur das Spiegelbild davon sind. Es ist klar, daß es viele Möglichkeiten
gibt, dem Impulswinkel proportionale Impulse an den Impulsempfänger 29 weiterzugeben,
aber Fig. 3 zeigt ein besonders einfaches Mittel hierfür. Bei diesem ist an der
Klappe 12 ein Arm 30 befestigt, der über die an der Klappe i i angeordneten
Potentiometer bewegt werden kann. jedes Potentiometer hat eine neutrale Mittelstellung,
die von der Mittelstellung des anderen Potentiometers um den doppelten Winkel A
entfernt ist. Das Potentiometer 3i mißt die Impulswinkel für positive Werte des
Winkels a und das Potentiometer 32 solche für negative Werte des Winkels a. Das
Potentiometersystem ist so ausgebildet, daß sich der von ihm gegebene Impuls laufend
mit zunehmendem Impulswinkel beiderseits des Winkels A (entweder d-- A oder
- A) von Null bis zu einem Höchstwert verstärkt und entsprechend an den Impulsempfänger
29 weitergegeben wird. Der Impulsempfänger besteht aus einem zusammenhängenden System
von Widerständen, Relais und Kondensatoren, und die von ihm ausgehenden Ströme werden
durch voll ausgesteuerte Relais in der Verstärkereinheit 28 für die Steuerung der
Servomotoren 27 verstärkt.
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Neben dem Potentiometersystem sind zwischen den Klappen ii und 12
noch An- und Abschalter vorgesehen, die, wie aus Fig.3 ersichtlich ist, in den Impulsstromkreis
eingeschaltet sind. Der an der Klappe 12 befestigte Arm 3o dient nicht nur, wie
beschrieben, als Potentiometerarm, sondern auch als Schalthebel im Zusammenwirken
mit den Kontakten 33 und 34, die um den Winkel + A bis - A voneinander entfernt
sind. Die beiden Arme sind gegeneinander isoliert, und der Potentiometerarrn ist
mit der Zuleitung des Potentioineters verbunden, während der Schalthebel, wie Fig.
3 zeigt, mit dem Impulsempfänger 29 in Verbindung steht. Die Klappe i i weist einen
ähnlichen Schalthebel 35 auf, der mit den Kontakten 36 und 37 zusammenarbeitet,
die einen verhältnismäßig kleinen Unterbrechungswinkel zwischen sich belassen. Im
Falle eines Seitenruders weist jeder Schalter einen Hebel und zwei Kontakte zur
Steuerung der Fläche in beiden Richtungen auf, während im Falle eines Höhenruders
nur an einer Seite Kontakte vorhanden zu sein brauchen, tim einen nach unten gerichteten
Ausschlag der automatisch gesteuerten Klappe zu verhindern. Die Schaltung ist im
einzelnen aus der Zeichnung zu ersehen. Danach sind die Schalter zwischen den Impulsempfänger
29 und den Verstärker 28 eingeschaltet, so daß von dem Impulsempfänger kein Strom
zu dem Verstär-I<er fließen kann, wenn sich die Klappe 12 im «-esentlichen in
der '\littelstellung zur Flosse io befindet.
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Die Relativlie@vegung z«-isclleri den Klappen ii und 12 ist durch
Anschläge begrenzt, die den äußeren 1?nden der Kontaktstreifen 33 und 34 entsprechen,
d. h. die Länge jedes dieser Kontaktstreifen ist so gewählt, daß sie einem Winkel
um den Drehpunkt des Hebels 30 entspricht, vier dem größten Impulswinkel
gleich ist.
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Die Betätigung der Steuerung geht vom Flugzeugführer aus, der einen
Druck auf seinen Steuerhebel ausübt. Die hierdurch hervorgerufene Versch-,venkung
des Hebels wird über die Gestänge 18 und i9 und den Winkelhebel 2o auf die Klappe
12 übertragen, die als handbetiitigte Klappe bezeichnet wird, obwohl sie auch durch
eine Selbststeuereinrichtung gesteuert «erden kann. Diese Klappe wird ohne irgendeine
Beeinflussung der Klappe i i verschwenkt, bis der Ausschlagwinkel den Wert A erreicht.
In dieser Stellung der Klappe 12 schließt der Hebel 3o den Kontakt mit dem Kontaktstreifen
33 oder 34, worauf von dem Potentionneter kommende Impulse über den Impulsempfänger
29 und den Verstärker 28 zu den Servomotoren der Kraftorgane geleitet '%verden.
Setzt der Flugzeugführer seine Steuerbewegung fort, so überschreitet der Ausschlagwinkel
a den bestimmten Wert A, und ein dem Impulswinkel, d. h. dem der Differenz
zwischen dem Winkel a und dem Winkel A entsprechenden Winkel, proportionaler
Impuls wird an das Betätigungssystem weitergegeben, das die Servomotoren veranlaßt,
die Kraftorgane 14 in einem dem Impuls entsprechenden Sinne und einer entsprechenden
Geschwindigkeit vor- oder zurückzubewegen. Dank der Potentiometersteuerung ergibt
sich hierbei eine weiche und gleichmäßige Beschleunigung. Setzt der Flugzeugführer
die Steuerhebelbewegung mit solcher Geschwindigkeit fort, daß die selbsttätig gesteuerte
Klappe i i folgen kann, so wird der entsprechende Impulswinkel unter der Wirkung
eines hestiminten Impulses beibehalten, und die Klappe ii wird infolgedessen weiter
ausschwenken. jedoch ruft eine Bewegung der selbsttätig gesteuerten Klappe i i ohne
eine entsprec'hend'e Steuerhebelbewegung des Flugzeugführers eine Verminderung des
Impulswinkels hervor, und wenn der Flugzeugführer entweder die Geschwindigkeit seiner
Steuerbewegung vermindert oder sie vollkommen abstoppt, so Nvird die Klappe i i
ihre Ausschwenkbewegung mit gleichmäßig verminderter Geschwindigkeit fortsetzen,
bis der Impulswinkel gleich Null ist, (1.11. der Winkel a den Wert .,1 erreicht
liat. In dieser Stellung hört die selbsttätige Steuerung auf und heläßt die Klappe
i t in einer neuen Stellung.
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Die Arbeitsgeschwindigkeit des selbsttätigen Steuersystems ist so,
daß es dein Flugzeugführer normalerweise unmöglich ist, die Klappe 12 im Verhältnis
zur Klappe i i so schnell zu bewegen, daß er den maximalen lnilitilswinkel in beiden
Richtungen erreicht bzü . <1211.i die Klappe 12 111 der Auswärtsrichtung gegen
dic Anschläge an den
äußeren Enden der Kontaktstreifen 33 und 34
zur Anlage kommt.
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Der größte, erreichbare Impulswinkel, d. h. der Winkel a-A, oberhalb
dessen der dem Servomotor in verstärkter Form zugeleitete Impuls nicht erhöht wird,
hat einen wichtigen Einfluß auf die Arbeitsweise des Systems. Wenn dieser Impulswinkel
klein ist, so kann die von Hand betätigte Klappe 12 nach Überschreiten des Winkels
A nur ein sehr kleines Steuermoment auf das Flugzeug ausüben, und praktisch wird
dann die Bewegung der selbsttätig gesteuerten Klappe i i mehr oder weniger unmittelbar
durch den Flugzeugführer gesteuert. Das Ansprechen des Kraftsteuersystems muß dementsprechend
so sein, daß es den höchsten Anforderungen genügt. Wird der größte Impulswinkel
andererseits groß gemacht, so kann durch die von Hand betätigte Klappe 12 ein beträchtliches
Steuermoment ausgeübt werden, nachdem sie den Winkel A überschritten hat, und wenn
die Geschwindigkeit der der Klappe 12 vom Flugzeugführer erteilten Bewegung so groß
ist, daß das Kraftsteuersystem ihr nicht folgen kann, so hat der Flugzeugführer
die Möglichkeit, kleine korrigierende Momente mit Geschwindigkeiten auszuüben, denen
das Folgevermögen des Kraftsteuersystems nicht gewachsen ist. Dies kann für die
Steuerung von Höhenrudern, insbesondere beim Landen vorteilhaft sein.
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Es wurde schon erwähnt, daß das Gestänge- und Hebelsystem 18 bis 20
so bemessen und angeordnet werden soll, d@aß eine Änderung im Verhältnis zwischen
:der vom Flugzeugführer ausgeführten Steuerbewegung und der dadurch hervorgerufenen
Bewegung der handbetätigten Klappe 12 entstehen soll, und zwar soll sie im Bereich
des Punktes stattfinden, bei dem die selbsttätige Steuerung in Tätigkeit tritt,
d. h. wo der Winkel a den Wert A
erreicht, während der Winkel b gleich
Null ist. An diesem Punkt kann sich die Geschwindigkeit, mit der sich das von der
Klappe ausgeübte Steuermoment mit dem Ausschlagwin:kel der Klappe 12 ändert, infolge
der Wirkung der selbsttätig gesteuerten Klappe i i ändern, und das Differerntialsteuergestänge
muß vorgesehen werden, damit der Flugzeugführer unabhängig von den Ausschlägen der
selbsttätig gesteuerten Klappe jederzeit eine der Steuerbewegung im Führerstand
proportionale Belastung an dem Steuerhebel fühlt.
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Der Zweck der in Fig. 3 dargestellten An- und Abschalter ist verständlich,
wenn man das Wesen der von der bandgesteuerten Klappe 12 auf das Kraftsteuersystem
ausgeübten Steuerung beachtet. Bei irgendeiner Stellung und irgendeiner Richtung
nimmt der Winkel b mit einer Geschwindigkeit zu, die dem Betrag proportional ist,
um den der Winkel a größer als der bestimmte. Wert A ist, und( er nimmt mit einer
Geschwindigkeit ab, die dem Betrag proportional ist, um den der Winkel a kleiner
als der Wert A ist. Mit anderen Worten: Je nachdem, ob der lcnpulswinkel positiv
oder negätiv ist, wird ein positiver oder ein negativer Impuls an das Kraftsteuersystem
gegeben. Natürlich ergibt sich diese Bedingung nicht, wenn die Klappe i i in der
neutralen Stellung ist, wenn also der Winkel b gleich Null ist. Im anderen Falle
wird bei einem positiven Ausschlag der handgesteuerten Klappe innerhalb des Winkels
A ein negativer Impuls an das Kraftsteuersystem gegeben, der die selbsttätig gesteuerte
Klappe i i in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen sucht, d. h. also dem Winkel
b einen negativen Wert zu geben sucht. Ist der Winkel b gleich Null, so marß also
die handbetätigte Klappe 12 frei über den Winkel von + A bis -A bewegt werden können,
ohne daß ein Impuls an das Kraftsteuersystem gegeben wird, und das wird durch die
in Fig.3 gezeigten Unterbrecherschalter erreicht.
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Vorausgesetzt, daß das Seitenverhältnis der. handgesteuerten Klappe
etwa halb so groß wie bei den üblichen einteiligen Rüdern isst, so wird in der Praxis
die selbsttätig gesteuerte Klappe i i nur sehr selten in Tätigkeit zu treten brauchen
und, abgesehen von besonderen Umstänsden, wie beim Ausfall eines Außenmotors bei
mehrmotorigen Flugzeugen, die handbetätigte Klappe 12 in allen Flugbedingungen eine
genügende Steuerwirkung ausüben. In ähnlicher Weise wird bei einer Anwendung der
Erfindung auf das Höhenruder die selbsttätig gesteuerte Klappe im allgemeinen nur
beim Landen verwendet werden, während sonst die handbetätigte Klappe genügen wird.
Aus diesem Grund brauchen, wie schon erwähnt wurde, die Servomotoren 27 nicht für
längere Zeit in Tätigkeit zu treten und können daher für unterbrochenen Betrieb
'konstruiert werden.
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Bei dem beschriebenen System ist eine elektrische Steuerung vorgeseherr.
Es können aber auch hydraulische oder andere Einrichtungen zur Erzielung des gleichen
Zwecks verwendet werden. Ebenso kann die Erfindung statt, wie es beschrieben wurde,
bei Seitenrudern auch bei Höhenrudern verwendet werden, bei dienen wohl die größten
Vorteile aus der Erfindung gezogen werden können. Deshalb handelt es sich bei der
dargestellten Ausführungsform nur um ein Beispiel, und Änderungen in der Form, Größe
und Anordnung der Teile können ohne weiteres vorgenommen werden, ohne daß diamit
der Geltungsbereich der Erfindung verlassen zu werden braucht.