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Einrichtung für die selbsttätige Steuerung von lenkbaren Fahrzeugen,
insbesondere Luftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf selbsttätige Steuerungseinrichtungen
für lenkbare Fahrzeuge, insbesondere Luft- und Wasserfahrzeuge.
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Es ist bekannt, bei derartigen Einrichtungen die _-Anordnung zu treffen,
daß eine Lenkvorrichtung bzw. eine Ruderfläche des Fahrzeuges mittels eines Servomotors
angetrieben wird, der von einer Bezugsvorrichtung aus gesteuert wird, die einen
elektrischen Impuls in Abhängigkeit von den Abweichungen des Fahrzeuges von einer
bestimmten Lage oder Richtung erzeugt, und daß ferner eine durch den Servomotor
angetriebene Nachlaufvorrichtung vorgesehen ist, die einen Nachlaufimpuls erzeugt,
der zusammen mit dem Bezugsimpuls die Steuerung des Servomotors beeinflußt.
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Die Erfindung bezweckt, diese Einrichtungen zu verbessern und insbesondere
auch einen Eingriff in die selbsttätige Steuerung nach dem Belieben der Bedienungsperson
bzw. des Piloten zu ermöglichen. Die den Gegenstand der Erfindung bildende selbsttätige
Steuerungseinrichtung der vorstehend angegebenen Art ist in erster Linie dadurch
gekennzeichnet, daß für die Betätigung der Lenk- oder Ruderfläche zusätzlich eine
selektive Steuervorrichtung vorgesehen ist, die mit der Bezugsvorrichtung und der
Nachlaufvorrichtung in Reihe geschaltet ist und einen dritten Impuls für die Steuerung
des Servomotors zu erzeugen gestattet, derart, daß die Ruderfläche unabhängig von
der Bezugsvorrichtung betätigt werden kann. Es ist somit beispielsweise möglich
gemacht, daß die Bedienungsperson von Hand in die Steuerung eingreifen kann.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Antrieb
bzw. die Steuerung
der Ruderfläche außerdem eine Vorrichtung enthält,
die einen von der Geschwindigkeit der Winkelbewegung des- Fahrzeuges um die entsprechende
Lenkachse abhängigen Impuls erzeugt und die in Reihe mit der Bezugsvorrichtung,
der Nachlaufvorrichtung und der selektiven Steuervorrichtung geschaltet ist, -wobei
diese in Reihe geschalteten Vorrichtungen vorzugsweise an die Klemmen des Erregerkreises
des entsprechenden Servomotors angeschlossen sind: Die selektive Steuervorrichtung
ist erfindungsgemäß vorteilhaft als Potentiometer ausgebildet, dessen beweglicher
Kontakt sich gewöhnlich in einer Mittelstellung befindet und das von einer Stromquelle
gespeist wird, derart, daß bei Verstellung des beweglichen Kontaktes ein veränderlicher
Steuerimpuls erzeugt wird.
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Weitere vorteilhafte Kennzeichen der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung; in der die Erfindung an einer Flugzeugsteuerung
als Ausführungsbeispiel veranschaulicht ist. Es zeigt Fig. i die Steuervorrichtung
für das Seitenruder der selbsttätigen Steuervorrichtung nach der Erfindung in schematischer
Darstellung, Fig. 2 die entsprechenden Quer- undHöhenrudersteuervorrichtun@gen und
Fig. 3 ein Schaltschema der Motor- und Kupplungssteuerung der Vorrichtung.
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Die zur Betätigung des Seitenruders io dienende Einrichtung besteht
aus einer magnetischen Abnahmevorrichtung z i mit drei lamellierten Kernen 12, 13
und 14, die je mit einer Primär- oder Erregerwicklung 15, 16 und 17 versehen sind,
wobei diese Wicklungen in Reihe miteinander und mit der Sekundärwicklung 18 eines
Transformators 1g geschaltet sind, dessen- Primärwicklung 2o mit einer nicht dargestellten
Wechselstromquelle verbunden ist. Zwischen dieser Primärwicklung und den Erregerwicklungen
ist eine Batterie 21 eingeschaltet, durch die die Wicklungen 15, 16 und 17 mit einem
wellenartigen oder veränderlichen Gleichstrom gespeist werden. Die Kerne 12, 13
und 14 sind ferner mit Sekundärwicklungen 22, 23 und 24 versehen; die an ihren inneren
Enden in Stern geschaltet und deren äußere Enden durch Leiter 25, 26 und 27 mit
einem dreiphasig gewickelten Ständer 28 einer induktiven Kupplungsvorrichtung :29
verbunden sind.
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Statt einer Aufnahmevorrichtung ii können auch zwei solcher Vorrichtungen
verwendet werden, die miteinander verbunden sind, um ein größeres Arbeitssignal
zu erzeugen. Die Aufnahmevorrichtung i i ist an irgendeinem Teil des Flugzeuges,
z. B. am Flügel, unmittelbar starr befestigt; wo die durch örtliche Magnetfelder
hervorgerufene Störung am geringsten ist.
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Es sei angenommen, daß die magnetische Abnahmevorrichtung im magnetischenErdfeld
in einer im wesentlichen waagerechten Ebene, die durch weiter unten ausführlicher
beschriebene lotrechte Kreiselvorrichtungen bestimmt wird, angeordnet ist lind kein
Erregerstrom in den Primärwicklungen 15, 16 und 17 fließt; der magnetische Fluß-
des Erdfeldes durchdringt die einzelnen Kerne 12, 13 und 14 mit einer Stärke, die
von der Winkelstellung des einzelnen Kerns gegenüber dem Feld abhängt. Solange der
Magnetfluß in jedem Kern konstant bleibt, werden in den Sekundärwicklungen 22, 23
und 24 keine Spannungen induziert, aber sobald ein wellenförmiger oder veränderlicher
Gleichstrom den Primärwicklungen 15, 16 und 17 zugeführt wird, werden die Kerne
periodisch, nämlich einmal in jeder Periode des Stromes der mit der Primärwicklung
2o des Transformators verbundenen Stromquelle gesättigt, wodurch der Erdfluß die
Kerne 12, 13 und 14 mit einer Geschwindigkeit verläßt, die von der Frequenz der
Stromquelle abhängt. Dadurch werden Spannungen in den Sekundärwicklungen 22, 23
und 24 induziert und bewirken in diesen und im gewickelten Ständer 28 Wechselströme
von gleicher Frequenz wie die Grundfrequenz der Stromquelle. Die Abnahmevorrichtung
i i arbeitet daher als Erdinduktorkompaß, insofern, als für jede, wenn auch noch
so kleine Abweichung des Flugzeuges von einem vorgeschriebenen Kurs die in den Sekundärwicklungen
22, 23 und 24 induzierten Spannungen sich proportional mit der Abweichung ändern.
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Bei Gleichgewichtszustand, wenn das Flugzeug auf seinem Kurs und in
einer im wesentlichen waagerechten Ebene liegt, entsprechen die Spannungen in den
Ständerwicklungen 28 den 'Spannungen an den drei Anzapfunggen der Sekundärwicklungen
22, 23 und a4 der Abnahmevorrichtung. -Gleichzeitig wird eine mit dem Ständer 28
induktiv gekuppelte und von einer geeigneten Welle 31 getragene Läuferwicklung 3o
eine Winkelstellung einnehmen, in der ihre elektrische Achse zur Resultierenden
der Magnetfelder in den Ständerwick-Lungen senkrecht liegt, so daß die in den letzteren
vorhandenen Spannungen auf die Läuferwicklung wirkungslos sind. Sobald aber das
Flugzeug von dem vorgeschriebenen Kurs abweicht, ändern sich die Spannungen in den
Sekundärwicklungen 22, 23 und 24- und demgemäß in, jeder Ständerwicklung. Dies bewirkt
eine Winkeländerung in der Resultierenden des Magnetfeldes in dem Ständer, und da
die elektrische Achse der Läuferwicklung nicht mehr zur Resultierenden des Ständerfeldes
senkrecht liegt, wird in der Läuferwicklung 30 ein Impuls induziert, der
dem Winkel der Abweichung des Flugzeuges von seinem vorgeschriebenen Kurs entspricht.
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Der in der Läuferwicklung 30 induzierte Impuls wird durch Leiter
32 einem üblichen Vakuumröhrenverstärker 33 zugeführt, dessen Ausgang durch Leiter
34 mit der veränderlichen Phasenwicklung 35 eines Zweiphaseninduktiönsmotors 36
verbünden ist, dessen zweite Phasenwicklung 37 von .einer Wecbselstromquelle, z.
B. der mit der Primärwicklung 2o des Transformators i.9 verbundenen Stromquelle,
ständig erregt wird. Ein übliches, nicht dargestelltes Phasenverschiebungsnetz kann
im Verstärker 33 vorgesehen sein, so daß die Stromphasen in den Motorwicklungen
im
wesentlichen um 9o° gegeneinander verschoben sind.
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Bei Erregung der Phasenwicklung 35 treibt der Motor 36 die Läuferwicklung
30 unmittelbar durch die Welle 31 in eine Nullstellung, in der die elektrische
Achse der Läuferwicklung zur neuen Resultierenden des Ständerfeldes senkrecht liegt;
der Impuls in der Wicklung 3o nähert sich dann Null, und die Phasenwicklung 35 des
Motors wird aberregt, worauf der Motor zum Stillstand kommt.
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Wie weiter unten ausführlich erklärt ist, wird der Motor 36 während
des selbsttätig gesteuerten Fluges gegen Drehung verriegelt, so daß ein durch die
Abnahmevorrichtung i i infolge einer Abweichung von einem vorgeschriebenen Kurs
erzeugter Impuls in der Läuferwicklung 30 wiederholt wird, und da diese durch
den Motor nicht in die Nullstellung gebracht werden kann, so wird: der Impuls durch
Leiter 38 und 39 dem Eingang eines üblichen Vakuumröhrenverstärkers 40 und aus diesem
durch Leiter 41 der veränderlichen Phase 42 eines Zweiphasenhilfsmotors 43 zugeführt,
dessen zweite Phase 44 von einer geeigneten Wechselstromquelle ständig erregt wird.
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Bei Erregung der veränderlichen Phase 42 wird die Ruderfläche io über
eine elektromagnetische Kupplung 45 und ein Untersetzungsgetriebe 46 betätigt. Das
Arbeiten des Motors 43 bewirkt außerdem die Verschiebung einer mit einer geeigneten
Stromquelle verbundenen Läuferwicklung 47 durch ein Untersetzungsgetriebe 48 gegenüber
der zugehörigen Ständerwicklung 49, wodurch in der letzteren ein Impuls induziert
wird, der durch den Leiter 5o dem Richtungsimpuls am Eingang des Verstärkers 4o
aufgedrückt wird. Der Ständer 49 und der Läufer 47 bilden eine induktive Nachlaufvorrichtung,
die bei jeder Abweichung des Flugzeuges einen Nachlaufimpuls erzeugt.
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Wenn nun dem Richtungsimpuls ein weiterer Impuls aufgedrückt wird,
der von der Winkel- oder Schwenkungsgeschwindigkeit des Flugzeuges abhängig ist,
ist, es möglich, die Schwenkung des Flugzeuges so zu steuern, daß eine aperiodische
Steuerung und eine äußerste Stabilität unter allen Wetterverhältnissen erhalten
werden können. Zu diesem Zweck ist ein Schwenkungsgeschwindigkeitskreisel mit einem
Läufer 51 vorgesehen, dessen Drehachse für gewöhnlich waagerecht liegt und der durch
Lagerzapfen 52 in einem Tragring 53 gelagert ist, der selbst durch äußere Lagerzapfen
54 und 55 so gelagert wird, daß er um eine zweite zur Drehachse senkrechte waagerechte
Achse schwingen kann. Die Kreiselpräzession wird durch mit dem Lagerzapfen 54 verbundene
Federn 56 in nachgiebiger Weise auf eine Schwenkungsfunktion beschränkt.
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Um einen der Schwenkungsgeschwindigkeit des Flugzeuges entsprechenden
Impuls zu erzeugen, ist eine induktive Gebervorrichtung 57 vorgesehen, die aus einem
dreiphasig gewickelten Ständer 58, von dem zwei Phasen durch einen Widerstand 59
miteinander verbunden sind, und einen bewickelten Läufer 6o besteht, der mit dem
Ständer induktiv gekuppelt ist. Ferner ist der Läufer 6o auf dem Lagerzapfen 55
so gelagert, daß er im Ständer schwingen kann. In jeder Wicklung des Ständers 58
wird eine Spannung erzeugt, die der Winkelstellung einer jeden der Wicklungen gegenüber
dem Läufer 6o entspricht, und der sich daraus ergebende Impuls wird durch den Leiter
61, der den Ständer 58 mit dem Ständer des Nachlaufimpulserzeugers in Reihe verbindet,
dem Eingang des Verstärkers zugeführt, um dem Richtungs- und dem Nachlaufimpuls
aufgedrückt zu werden. Zwischen einem Leiter 63 und dem Leiter 61 ist ein Widerstand
62 eingeschaltet, so daß eine anfängliche ,Einstellung der Höhe des in den Ruderkanal
einzuführenden Geschwindigkeitsimpulses festgelegt werden kann.
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Auf diese Weise werden drei Impulse, nämlich ein Richtungsimpuls,
ein Geschwindigkeitsimpuls und ein Nachlaufimpuls, im Verstärker 40 miteinander
vermischt oder algebraisch addiert, um das Arbeiten des Hilfsmotors 43 zu steuern.
Während einer anfänglichen Abweichung des Flugzeuges von einem vorgeschriebenen
Kurs unterstützt der Geschwindigkeitsimpuls den Richtungsimpuls und wirkt dem Nachlaufimpuls
entgegen, so daß das Ruder schneller ausgeschlagen wird, als dies durch den Richtungsimpuls
allein der Fall wäre, und während der Rückkehr auf den Kurs wirkt der Geschwindigkeitsimpuls,
da die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges jetzt in der entgegengesetzten Richtung
liegt, dem Richtungsimpuls entgegen, addiert sich aber mit dem Nachlaufimpuls,wodurch
verhindert wird, daß das Flugzeug über seinen vorgeschriebenen Kurs hinausschwingt,
nachdem es ihn erreicht hat. Durch diese Wirkung wird das Ruder, wenn das Flugzeug
sich dem eingestellten Kurs nähert, etwas in der entgegengesetzten Richtung abgelenkt,
so daß es abgefangen wird, um auf diesem Kurs zu verbleiben'. Die statische Ruderstellung
wird daher so bestimmt, daß sie der algebraischen Summe des Geschwindigkeits- und
des Richtungsimpulses entspricht.
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Die Impulse für die Steuerung des Flugzeuges um die Längs- und die
Querachse werden von Abnahmevorrichtungen abgeleitet, die mit einem künstlichen
Horizontalkreisel verbunden sind, wodurch die magnetische Abnahmevorrichtung i i
in ihrer Lage stabilisiert, d. h. in einer im wesentlichen waagerechten Ebene gehalten
wird. Zu diesem Zweck besitzt der Kreisel einen angetriebenen Läufer mit einer für
gewöhnlich lotrechten Drehachse. Dieser Läufer ist in, einem Läufergehäuse 66 angeordnet,
das von Lagerzapfen 67 so getragen wird, daß es um eine waagerechte Achse in einem
Tragring 68 schwingen kann, der durch einen äußeren Lagerzapfen 69 so gelagert ist,
daß er um eine zweite zur Drehachse senkrechte waagerechte Achse schwingen kann.
Der Kreisel ist so angeordnet, daß sein äußerer Lagerzapfen mit der Längsachse des
Fahrzeuges parallel liegt, um die Querneigung hierdurch zu erfassen, während die
Lagerzapfen 67 mit der Flugzeugquerachse parallel sind, um die Längsneigung zu erfassen.
Um
-die Querruder 70 zu betätigen und das Flugzeug hierdurch um seine Längsachse
zu steuern und die magnetische Aufnahmevorrichtung i i somit in der Querneigung
zu stabilisieren, ist eine induktive Gebervorrichtung 71 vorgesehen, die aus einem
bewickelten Ständer 72 und einer induktiv gekuppelten Läuferwicklung 73 besteht,
die vom Lagerzapfen 69 getragen wird, um sich mit ihm zu drehen. Die Läuferwicklung
ist mit einer Stromquelle verbunden, während zwei von den Ständer-Wicklungen durch
einen Widerstand 74 miteinander verbunden sind, von dessen Mitte ein Leiter 75 abzweigt,
der den Ständer mit dem Eingang des Querruderkanals eines Verstärkers 76 verbindet.
Wenn keine Querneigung vorhanden ist, ist die normale Stellung der Läuferwicklung73
gegenüber dem Ständer eine solche, daß die elektrische Achse dieser Wicklung-senkrecht
zu den Ständerwicklungen liegt und-in diesen kein Impuls induziert wird. Bei einer
Schräglage des Flugzeuges- wird die Läuferwicklung 73 mit dem Lagerzapfen
69 gegenüber den zugehörigen Ständerwicklungen verschwenkt, um in diesen
einen Impuls zu induzieren, der der Größe der Flugzeugneigung entspricht und im
Verstärker 76 verstärkt und durch Leiter 78 der veränderlichen Phase 79 eines
Zweiphasenhilfsmotors 8o zugeführt wird, dessen zweite Phase 81 von einer Stromquelle
ständig erregt wird.
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Durch die Erregung der veränderlichen Phase 79
wird erreicht,
daß der Motor 8o die Querruder 70 über eine elektromagnetische Kupplung 82 und -ein
Untersetzungsgetriebe 83 betätigt. Das Arbeiten des Motors 8o bewirkt über ein Untersetzungsgetriebe
84a außerdem die Verschiebung einer Läuferwicklung 84, die mit einer Stromquelle
verbunden ist, gegenüber dem zugehörigen Ständer 85, wodurch in diesem ein Impuls
induziert wird, den ein Leiter 86 dem Eingang des Verstärkers 76 zuführt, wobei
die bewickelten 'Ständer 85 und 72 in Reihe miteinander und mit dem Verstärkereingang
verbunden sind: Der bewickelte Ständer 85 und die Läuferwicklung 84 bilden eine
induktive Nachlaufvörrichtung, die bei jeder Abweichung des Flugzeuges um seine
Längsachse einen Nachlaufimpuls erzeugt; der sich mit dem Neigungsimpuls für die
Steuerung der Querruder algebraisch addiert.
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Um die Höhenruder 87 zu betätigen und das Flugzeug hierdurch um seine
Querachse zu steuern und die magnetische Aufnahmevorrichtung i i somit bezüglich
der Längsneigung zu stabilisieren; ist eine induktive Gebervorrichtung 88 vorgesehen,
die einen feststehenden bewickelten Ständer, von dem zwei Wicklungen durch einen
Widerstand go miteinander verbunden sind, von dessen Mitte ein Leiter
9 1 abzweigt, der den .Ständer mit dem Eingang eines üblichen Vaküumröhrenverstärkers
92 verbindet, sowie eine Läuferwicklung 93 besitzt, die mit dem Ständer induktiv
gekuppelt und mit einer Stromquelle verbunden ist, wobei dieseLäuferwicklung vom
Lagerzapfen 67 des lotrechten Kreisels 64 getragen wird. Die Läuferwicklung nimmt
für gewöhnlich gegenüber dem zugehörigen Ständer eine Stellung ein,- in der ihre
elektrische Achse zum Ständer senkrecht ist, so daß in diesem kein Impuls induziert
wird. Bei einer Längsneigung des Flugzeuges dagegen entsteht eine gegenseitige Bewegung
zwischen dem Ständer 89 und dem Läufer 93, und in dem Ständer wird ein Impuls induziert,
der dem Auf- oder Abstieg des Flugzeuges entspricht.
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Der so im Ständer 89 entwickelte Impuls wird im Verstärker
92 verstärkt und durch Leiter 94 der veränderlichen Phase 95 eines Zweiphasenhilfsmotors
96 zugeführt, dessen zweite Phase 97 von einer Stromquelle ständig
erregt wird.
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Bei der Erregung der veränderlichen Phase 95
betätigt der Motor
9ö die Höhenruder 87 über eine elektromagnetische Kupplung 98 und ein Untersetzungsgetriebe
9g und bewirkt außerdem eine Verschiebung der mit einer Stromquelle verbundenen
Läuferwicklung ioo über ein Untersetzungsgetriebe ioi gegenüber ihrem bewickelten
Ständer. Hierdurch wird im letzteren ein Impuls induziert, den ein Leiter ioß dem
Eingang des Verstärkers 92 zuführt, wobei die gewickelten Ständer 89 und
io2 miteinander und mit dem Eingang des Verstärkers in Reihe verbunden sind. Der
bewickelte Ständer io2 und die Läuferwicklung zoo bilden eine induktive Nachlaufvorrichtung;
die bei jeder Abweichung des Fahrzeuges um seine Querachse einen Impuls erzeugt,
der sich mit dem Neigungsimpuls für die Steuerung der Höhenruder algebraisch addiert.
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Die beschriebene Vorrichtung bildet eine vollkommen elektrische selbsttätige
Steuervorrichtung mit drei Steuerachsen, und zwar so, daß, wenn ein gegebener Kurs
und eine gegebene Lage durch den Führer eingestellt worden sind, durch nachträgliches
Einschalten der Vorrichtung das Flugzeug auf diesem Kurs und in dieser Lage selbsttätig
gehalten wird. Um es dem Führer leicht zu machen, das Flugzeug in eine selbsttätige
Schwenkung zu bringen, sind Seiten-; Quer- und Höhenruderschwenkvorrichtungen 104,
105 und io6 vorgesehen, die je ein Potentiometer mit einem Widerstand
107,
io8 und iog und einem Schleifkontakt i io, i i i und 112 bilden, wobei
der Kontakt no durch einen Leiter 63 mit dem bewickelten Ständer 58 der induktiven
Geschwindigkeitsvorrichtung, dem bewickelten Ständer 4g der induktiven Nachlaufvorrichtung
und dem Eingang des Verstärkers 40, der Kontakt i i i durch einen Leiter 113 mit
dem bewickelten Ständer g5 der induktiven Nachlaufvorrichtüng, dein bewickelten
Ständer 72 der indülctiven Gebervorrichtung und dem Eingang des Verstärkers 76 und
der Kontakt 112 durch einen Leiter 114 mit dem bewickelten Ständer io2 der induktiven
Nachlaufvorrichtung, dem bewickeltenStänder 89 der induktiven Gebervorrichtung
und dem Eingang des Verstärkers 92 in Reihe verbunden sind.
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Jeder Potentiometerwiderstand 107, io8 und iog ist mit einer entsprechenden
Sekundärwicklung i 15,
i 16 und i 17 von Transformatoren verbunden,
deren Primärwicklungen 118, iig und i2o von einer geeigneten Wechselstromquelle
erregt werden. Die Schleifkontakte i io, i z i und 112 befinden sich für gewöhnlich
in einer mittleren Stellung auf den
Widerständen 107, io8
und iog, so daß von den Schwenkungsvorrichtungen 104, io5 und io6 keine Impulse
den zugehörigen Steuerkanälen zugeführt werden.
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Ferner können alle drei Schleifkontakte i io, i i i und 112 auf einer
gemeinsamen Welle angeordnet sein und mittels eines einzigen Drehknopfes betätigt
werden, so daß durch eine Betätigung des letzteren dem Flugzeug jeder gewünschte
Schwenkungsgrad erteilt werden kann. Durch Verschiebung der Schleifkontakte i io,
i i i und i i?, an ihren Widerständen io7, io8 und iog werden Seiten-, Quer-und
Höhenruderimpulse unabhängig von der magnetischen Abnahmevorrichtung i i, vom Schwenkungsgeschwindigkeitskreisel
und von den Abnahmevorrichtungen des lotrechten Kreisels entwickelt, um die Seiten-,
Quer- und Höhenruder zu betätigen und dem Flugzeug hierdurch den der Betätigung
des Drehknopfes entsprechenden Schwenkungsgrad zu erteilen. In den Ouer- und Höhenruderkanälen
werden die Quer- und Höhenruder durch die infolge der Verschiebung der Schleifkontakte
i m und 112 erzeugten Impulse so lange betätigt, bis das Flugzeug die gewünschte
Quer- und Längsneigung erreicht, worauf in den Abnahmevorrichtungen 71 und 88 infolge
der Änderung der Flugzeuglage Impulse erzeugt werden, die die Impulse, die durch
die Bewegung der Schleifkontakte i i i und 112 erzeugt werden, aufheben, wenn das
Flugzeug die durch die Betätigung des Drehknopfes bestimmte Lage erreicht. Eine
weitere Abweichung von der erforderlichen Fluglage unterliegt der Steuerung der
Abnahmevorrichtungen für die Quer- und Längsneigung.
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Da eine Betätigung des Höhenruders erforderlich ist, wenn das Flugzeug
eine Schwenkung nach links oder rechts ausführt, unterscheidet sich die Schwenkungsvorrichtung
io6 von den Seiten- und Querrudervorrichtungen 194 und io5 insofern, als die Sekundärwicklung
117 der ersteren an einem Ende durch einen Leiter 121 mit dem entgegengesetzten
Ende des Widerstandes iog und das entgegengesetzte Ende der Sekundärwicklung 117
durch einen Leiter 122 mit der Mitte des Widerstandes iog verbunden ist. Infolge
dieser Anordnung wird durch eine Bewegung des Schleifkontaktes 112 von seiner Mittelstellung
aus in der einen oder in der anderen Richtung ein Impuls in nur einer Richtung,
d. h. im Sinne eines Anstiegs erzeugt, im Gegensatz zu der Umkehr des Impulses,
die bei dem Schleifkontakt i i i z. B. bei seiner Bewegung von der einen Seite über
die Mittelstellung hinweg nach der anderen Seite erfolgt.
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Während einer selbsttätigen Schwenkung ist es nötig, die magnetische
Abnahmevorrichtung i i vom Ruderkanal in wirksamer Weise zu trennen, da sonst jede
angestrebte Schwenkung des Flugzeuges durch die Vorrichtung i i zunichte gemacht
werden würde, weil diese in der Weise wirkt, daß das Fahrzeug auf seinem vorgeschriebenen
Kurs gehalten wird. Zu diesem Zweck ist der Motor 36, der den Läufer 3o der induktiven
Kupplungsvorrichtung 29 für gewöhnlich in seine Nullstellung bringt,: mit einer
elektromagnetischen Bremse versehen, die als Tauchkolben 123 ausgebildet
ist, der durch eine Feder 124 mit dem Läufer des Motors außer Eingriff gehalten
wird. Der Tauchkolben ist mit einer Spule 125 induktiv verbunden, die über Leiter
126, einen Schwenkungsschalter 127, Leiter 128 und einen Kupplungsschalter 129 mit
einer Batterie 130
verbunden ist. Wie Fig. 3 zeigt, sind Spulen 134 132 und
133 angeordnet, die durch Schließen des Schalters 129 erregt werden, um Kupplungen
45, 82 und 98 einzurücken, wodurch der Hilfsmotor 4.3 mit dem Seitenruder io, der
Hilfsmotor 8o mit den Querrudern 7o und der Hilfsmotor 96 mit den Höhenrudern 87
antriebsmäßig verbunden werden.
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Während des selbsttätigen Fluges in gerader Linie ist der Kupplungsschalter
129 geschlossen, um eine antriebsmäßige Verbindung zwischen den Hilfsmotoren und
ihren Ruderflächen herzustellen, und der Schwenkungsschalter 127 ist ebenfalls geschlossen,
um die Spule 125 zu erregen, so daß der Tauchkolben 23 den Läufer des Motors 36
gegen Drehung bremst und jede Azimutabweichung des Flugzeuges in der Läuferwicklung
3o durch die Wirkung der magnetischen Abnahmevorrichtung i i einen Impuls erzeugt,
der den Hilfsmotor 43 erregt und hierdurch die Ruderfläche io betätigt.
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Beim Einleiten einer selbsttätigen Schwenkung des Flugzeuges, d. h.
wenn die Schleifkontakte iio, iii und 112 an ihren Widerständen 107, 108
und iog verschoben werden, wird der Schalter 127 geöffnet, um die Spule 125 abzuschalten,
worauf die Feder 124 den Tauchkolben 123 vom Motor 36 zurückzieht, so daß sich dieser
unter dem Einfluß der in der Läuferwicklung 30 erzeugten Impulse frei drehen
kann. Während einer selbsttätigen Schwenkung und selbst wenn die Abnahmevorrichtung
i i ständig einen Impuls erzeugt, der der Größe der Azimutverschiebung des Flugzeuges
entspricht und in der Läuferwicklung 30 wiedergegeben wird, wirkt daher der
Motor 36, der sich frei .drehen kann, in der Weise, daß er den Läufer
30 in seine Nullstellung bringt, so daß während einer solchen Schwenkung
von der Abnahmevorrichtung i i aus kein Impuls für den Ruderkanal zur Verfügung
steht.
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Durch die Schaffung einer Anordnung, bei der der Motor 36 während
eines selbsttätigen Fluges in gerader Richtung gegen Drehung verriegelt wird und
sich während des vom Führer gesteuerten Fluges oder während einer selbsttätigen
Fahrzeugschwenkung frei drehen kann, wird somit ein neuartiges Synchronisierungsmerkmal
erhalten, durch das die Vorrichtung stets in Synchronismus erhalten wird, d. h.
vor dem Einleiten des selbsttätigen Fluges in gerader Richtung befindet sich die
Läuferwicklung 3o der induktiven Kupplungsvorrichtung in ihrer Nullstellung, um
die Steuerung der Ruderflächen sofort zu übernehmen. Bei einer Abweichung von einem
vorgeschriebenen Kurs wird in der Wicklung 30 ein Impuls erzeugt, der der Abweichung
entspricht, und da der Motor 36 gebremst oder verriegelt ist und die Wicklung 30
nicht in ihre Nullstellung bringen kann, wird der
Impuls zu dieser
Wicklung 30 weitergeleitet, um den Hilfsmotor 43 zu betätigen: Während des
selbsttätigen Fluges in gerader Linie sind-die Schalter z27 und 129 geschlossen,
aber während einer selbsttätigen Schwenkung ist der Schalter 127 geöffnet, damit
sich der Motor 36 frei drehen kann. Während des vom Führer gesteuerten Fluges ist
der Kupplungsschalter 129 andererseits geöffnet, um die Hilfsmotoren zu entkuppeln
und die Steuerung der Ruder durch den Führer zu ermöglichen. Gleichzeitig und selbst
dann,- wenn der Schwenkungsschalter 127 geschlossen ist, ist die Spule 125 stromlos,
da sie mit der Batterie durch den -Kupplungsschalter verbunden ist, um ein freies
Arbeiten des Motors 36 hierdurch zu ermöglichen.
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Obgleich der Seitenruderkanal mit einem Verstärker 33 Lind die Quer-
und Höhenruderkanäle mit getrennten Verstärkern 76 und 92 versehen sind; -so kann
statt dessen eineinziger Verstärker vorgesehen sein, der alle drei Kanäle enthält:
Unter gewissen Bedingungen ist es erwünscht, das Seitenruder und die Quer- und Höhenruder
zu trimmen, und zu diesem Zweck sind neuartige Seiten-, Quer- und Höhenrudertrimmvorrichtungen
135, 136 und 137 vorgesehen. Die Vorrichtung 135 besitzt ein Potentiometer mit einem
Widerstand 138, der mit den Klemmen einer Sekundärwicklung 139 des Transformators
mit der Primärwicklung 118 verbunden ist. Eine mittlere Anzäpfung der Sekundärwicklung
ist durch einen Leiter 14o an Masse gelegt, während der Widerstand 138 mit einem
Schleifkontakt 141 versehen ist, der sich an einer für gewöhnlich mittleren Stelle
des Widerstandes 138 *befindet, während der IS.chleifkontakt 141 durch einen Leiter
142 mit der Mitte der Sekundärwicklung 115 verbunden ist. Bei dieser Anordnung ist
die Seitenrudertrimmvorrichtung 135 mit der Seitenruderschwenkvorrichtung io4, der
induktiven Geschwindigkeitsvorrichtung, der induktiven Seitenrudernachlaufvorrichtung
und dem Eingang des Seitenruderkänals des Verstärkers in Reihe geschaltet.
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Die Qüerrudertriminvorrichtung 136 besitzt ein Potentiometer mit einem
Widerstand 144, der mit den Klemmen einer Sekundärwicklung 145 des Transformators
mit der Primärwicklung r 19 verbünden ist. Eine mittlere Anzapfung der Sekundärwicklung
ist durch einen Leiter 147 mit Masse verbunden, während der Widerstand 144 mit einem
Schleifkontakt 148 versehen ist, der sich für gewöhnlich an einer mittleren Stelle
des Widerstandes 144 befindet, wobei der Schleifkontakt 148 durch einen Leiter 149
mit der Mitte der Sekundärwicklung-i16 verbünden ist. Wie ersichtlich, ist -die
Querrudertrimmvorrichtung 143 mit der Querruderschwenkungsvorrichtung 105, mit dem
Ständer 85 der Schräglagennachlaufvorrichtung, mit dem Ständer 72 der Schräglagenabnahmevörrichtung
und mit dem Eingang des Querruderkanals des Verstärkers in Reihe geschaltet.
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Andererseits besitzt die Höhenrudertrimmvorrichturig 137 ein Potentiometer
mit einem Widerstand 15o, der mit einer Sekundärwicklung 151 des Transformators
mit der Primärwicklung i2o verbunden ist. Eine mittlere Anzapfung der Sekundärwicklung
ist durch einen Leiter 152 an Masse gelegt, während der Widerstand
150 mit einem Schleifkontakt 153 versehen ist, der sich für gewöhnlich in
der Mitte des Widerstandes 15o befindet, wobei der Schleifkontakt 153 durch einen
Leiter 154 mit der Sekundärwicklung 117 an demjenigen Ende verbunden ist, das selbst
durch den Leiter. 122 mit der mittleren Anzapfung des Widerstandes 1o9 der Schwenkungsvorrichtung
io6 in Verbindung steht. Bei dieser Anordnung ist die Höhenrudertrimmvorrichtung
137 mit der Höhenruderschwenkungsvorrichtung iö6, mit dem Ständer 104 der entsprechenden'
Nachlaufvorrichtung und dem Ständer 89 der entsprechenden Kreiselabnahmevorrichtung
sowie mit dem 4Eingang des Höhenruderkanals des Verstärkers in Reihe geschaltet.
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Wenn ein Trimmen des Seitenruders nach links öder nach rechts erforderlich
ist, wird der Schleifkontakt 141 am Widerstand 138 verschoben, und zwar über oder
.unter dessen Mitte, und der entsprechende Impuls wird durch den Leiter 142 dem
Ruderkanal des Verstärkers zugeführt: In ähnlicher Weise werden die Schleifkontakte
148 und i53 an ihren Widerständen 144 und iSo über oder unter ihre normale mittlere
Stellung verschoben, um die erforderlichen Trimmimpulse dem Quer- und bzw. oder
dem Höhenruderkanal des Verstärkers zuzuführen.