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Selbsttätige Steuerung für Flugzeuge Die Erfindung betrifft eine selbsttätige
Steuerung für Flugzeuge und bezieht sich auf solche Steuerungen, bei denen ein Steuergerlät
einen Abweichungsimpuls erzeugt, welcher die Abweichung des Flugzeugs von einer
Richtung oder Stellung angibt, die beibehalten werden soll, und bei denen ein Differenziergerät
eine oder mehrere Ableitungen dieses Impulses nach der Zeit herstellt, die mit diesem
Impuls oder mit einem ihm proportionalen Impuls kombiniert wird (werden), um einen
zusammengesetzten Impuls zu erhalten, der Vorrichtungen zur Beseitigung der Abweichung
betätigt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der zeichnung erläutert, und
zwar beispielsweise im Zusammenhang mit der selbsttätigen Steuerung, die in der
britischen Patentschrift 626:287 näher beschrieben ist.
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In der Zeichnung zeigt Fig. i ein Schaubild der Steuerung, wie sie
im Zusammenhang mit. einer selbsttätigen Flugzeugsteuerung verwendet wird; und Fig.2
einen Schaltplan eines der drei Servoverstärker der in Fi:g. i gezeigten Anlage.
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Die automatische Flugzeugsteuerung nach Fig. i arbeitet wie folgt.
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Die azimutale Bezugsvorrichtung oder die Azimutrichtung haltende oder
Kompaßvorrichtung des Flugzeugs. ist in der gewö'hnlic'hen Form eines azimutalen
oder Kurskreisels i gezeigt, wäthriend die
Steuerung um die beiden
waagerechten Achsen (Steigungs- und Seitenneigungsachse) des Flugzeuges durch. einen
Kreiselhorizont 2 erfolgt. Der Kurskreisel steuert das Seitenruder 3, und zwar mittels
eines Impulsgebers 4., der in diesem Fall nach Art eines elektrischen Drehfeldübertragers
ausgeführt ist.
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Die Einphasenwicklung 4" des Gebers 4 wird vom senkrechten Ring des
Kürskreisels getragen und aus einer beliebigen Wechselstromduelle gespeist, wodurch
in der Mehrphasen-wicklung 4', die lagemäßig mit dem Flugzeug verbunden ist, dreifache
Wechselspannungen entstehen, die den betreffenden Stellungen, dieser Beilen Wicklungen
entsprechen. Anstatt jedoch eine I,,ursänderungsvorrichtung an. den Kreisel anzuschließen
und, die Impulse vom Geber 4 unmittelbar zum Seitenruderimpulsverstärker 5 u schicken,
wird eine Differentialvorrichtung B. nach Art eines Drehfeldgebers zwischengeschaltet.
Die Wicklungen 4' werden an die entsprechenden Mehrphasenwicklungen 8' eines solchen
Impulsübertragers oder -generators, 8 angeschlossen, der, wie beschrieben, mittels
des. Einstellknopfes io auf Kursänderung gestellt werden kann, gewöhnlich aber fest
eingestellt ist. Ob-wohl die Einphasenwicklung g des Generators 8 fest eingestellt
sein kann, ist vorzuziehen, sie zu betätigen, wie dies beschrieben wird. Eine solche
Wicklung erzeugt einen Impuls immer dann, wenn sich ihre Lage -zur Wicklung 8' von
der Lage der Wicklung 4" zur Wicklung q.' unterscheidet. Der so erzeugte Impuls
wird zum Verstärker 5 geschickt, der in Fig. 2 eingehender dargestellt ist und selbst
wieder ein elektromagnetisches Steuergerät 6 betätigt, um das. Relais- oder Steuerventil
7 des Seitenruderservomotors S zu steuern; letzterer ist in diesem Fall als hydraulischer
Motordargestellt.
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Der Geber 8 erzeugt einen Nullimpuls, und das Ruder 3 bleibt in der
Mitte, solange das Flugzeug die richtige Richtung einhält. Sollte sich jedoch die
Flugzeugrichtung aus irgendeinem Grunde ändern, so dreht sich die Wicklung 4' des
Gebers 4, die mit dem Flugzeug verbunden ist, in Bezug auf Wicklung q.", die mit
dem Kreisel i verbunden ist, der seine Raumorientierung beibehält. Dadurch wird
ein Impuls durch den Impulsgeber 8 erzeugt, welcher die Ausübung einer Kraft auf
das Seitenruder 3 verursacht, die das Flugzeug in seine vorbestimmte Flugrichtung
zurückführt und in dieser hält; zugleich wird auch die Wicklung 4' in ihre richtige
Stellung in Bezug auf Wicklung q." zurückgebracht. Der Verstärker 5 umfaßt Rückführungsvorrichtungen
in Gestalt von Stromkreisen, die Geschwindigkeits- und Beschleunigungskomponenten
aus dem vom Geber 8 stammenden Impuls. erzeugen, die; wenn sie dem Servomotor S
zugeführt werden, ein Pendeln um die Hochachse verhindern und das Flugzeug genau
in seiner Flugrichtung halten.: Eine Kursänderung läßt sich dadurch erzielen, daß
man eine der Wicklungen 8` und g in Bezug auf die andere unmittelbar verdreht, z.
B. mit Hilfe des Kurswechselknopfes iö, worauf das Seitenruder so lange betätigt
wird; bis die Wendung des Flugzeugs die Wicklung ¢' in die gleiche Lage zur Wicklung
¢" stellt, in der die Wicklung 8' zur Wicklung g steht.
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Andererseits kann, eine Wendung mit vorherbestimmter Geschwindigkeit
dadurch erzielt werden, daß ein Teil des Gebers 8 mit der gewünschten Geschwindigkeit
gedreht wird. Dies kann mit Hilfe des gezeigten Antriebes von veränderlicher Geschwindvgleit
erzielt werden; der die gew-"tuischte Wendegeschwindigkeit einstellt. Dieser Antrieb
ist nach Art einer Reibungsscheibe i i gezeigt, die mit konstanter Geschwindigkeit
von einem mit. konstanter Umdrehungszahl umlaufenden Motor angetrieben wird. Durch
die Scheibe i i wird ein Zylinder 13 mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben;
und zwar mittels eines radial verschiebbaren Kugelschlittens 14, dessen radiale
Stellung auf der Scheibe i i z. B. durch einen Wendegeschwindigkeitsknopf 15 bestimmt
wird; in der ge. zeigten Anordnung geschieht dies mittels des Ritzels 16 und der
Zahnstange 17. Auf diese Weise sucht der Impulsgeber 8 einen ständig anwachsenden
Impuls zu erzeugen, der durch die Drehwirkung des Flugzeugs ausgelöscht wird. Bei
geeigneter Ausbildung wird das Drehen des Flugzeuges der Drehung der Wicklung g
ganz genau folgen, so daß die Wendegeschwindigkeit des Flugzeuges proportional zur
Winkelverschiebung der Wendesteuerung 15 erfolgt.
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Ein Teil der selbsttätigen Querneigungscorrichtung umfaßt Mittel,
die eine sofortige Verstellung der Querruder 18 und i9 verursachen, sobald die Wendegeschwindigkeit
eingestellt wird. Dies kann, wie gezeigt, mit Hilfe eines Drehfeldgebers 2o erzielt
werden, der durch die Drehung des Wende geschwindigkeitsknopfes 15 unmittelbar gedreht
wird. Dieser Drehfeldgeber gehört zum Magslip-Typ und ist dadurch gekennzeichnet,
daß sämtliche Wicklungen stationär sind und nur ein Weicheisenaaker 2i gedreht wird.
Der Anker zz ist Z-förmig, aus Weicheisen hergestellt und innerhalb der stationärem
Wicklung 22 untergebracht, die mit Wechselstrom gespeist wird. Die Feldwicklung
umfaßt zwei entgegengesetzt geschaltete senkrechte Spulen 23, deren Ausgangsspannung
dem Quersteuerimpulsverstärker 24 zugeführt wird, und zwar im entgegengesetzten
Sinn zur Spannung, die von dem auf der Rollachse des Kreiselhorizonts 2 befind'lic'hen
Impulsgeber 25 erzeugt wird. Dieser Impulsgeber 2.5 gehört zu demselben Typ wie
der Geber 2o, und seine Ausgangsspannung wird den Anschlußklemmen, B und C des Verstärkers
24 zugeführt, vom denen die Klemme C geerdet ist. Der Ausgang des Gebers 2o ist
auch mit den Abgabeklemmen L und E des Verzögerungsstromkreises 26 für die
Querlagekorrektion in Reihe geschaltet, der in Fig. 2 genauer gezeigt ist, und die
Resultierende dieser drei Reihenspahnungen wird den Anschlußklemmen A und C des
Querruderverstärkers 24 zugeführt. Wenn die Wirkung des Verzögerungsstromkreises
26 für die Querlagekorrektion vorläufig außer acht gelassen und außerdem angenommen
wird, d'aß die
Ausgangsspannung des Gebers 2o gleich Null ist, so
wird die Querlage des Flugzeuges durch den Kreiselhorizont 2 mittels des auf seiner
Rollachse befindlichen Impulsgebers 25 gesteuert. Bei waagerechtem Flug wird die
Ausgangsspannung des Gebers -25 gleichfalls Null. Rollt das Flugzeug, so wird ein
Impuls erzeugt, und zwar durch die relative Verschiebung zwischen dem Anker 25'
des Gebers 25, der auf der Rollachse des Kreiselhorizonts 2 fest angebracht ist
und daher seine Raumorientierung behält, und den Statorwindungen 25", die mit dem
Flugzeug rollen. Dieser Impuls betätigt dein Ouerruderverstärker 2q. und dient dazu,
die Querruder so einzustellen, daß das Flugzeug in seine waagerechte Lage zurückkehrt.
Der Verstärker 24 umfaßt Rückführungsvorrichtungen, und das Flugzeug wird somit
waagerecht gehalten.
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Wird durch den Geber 2o ein Ouerlagenimpuls erzeugt, so wirkt er auch
auf die Ouerrudersteurung so lange- ein, bis die Eingangsspannung am Verstärker
2. gleich Null wird. Ist der Impuls konstant, dann muß sich das Flugzeug so lange
in die Kurve, hineinlegen, bis ein gleich starker und entgegengesetzter Impuls durch
den Geber 25 erzeugt wird. Ein solcher Quersteuerimpuls kann durch ein Verdrehen
des Ankers 21 oder der Windungen :23 des Gebers 2o in bezug aufeinander hervorgerufen
werden. Eine Winkelverschiebung der Wendesteuerung 15, die eine dieser Winkelverschiebung
entsprechende konstante Wendegeschwindigkeit einleitet, verursacht durch die daraus
folgende Verschiebung des Ankers 2z des Gebers 2o auch eine entsprechende Querlage.
Für die Handsteuerung des Querlagewinkels wird ein Querneigungsknopf 27 vorgesehen,
der die Winkellagen der Feldwicklungen; 23 des Gebers 2o so einstellt, daß eine
entsprechende Querlage in der schon beschriebenen Weise erfolgt.
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Das Wenden wird durch die Verschiebung der Wendesteuerung 15 eingeleitet.
Dadurch wird eine vorbestimmte Wendegeschwindigkeit und gleichzeitig eine dementsprechende:
Querlage eingestellt. Da diese Wirkungen: das Bestreben haben, die Wendegeschwindigkeit
des Flugzeugs zu ändern, so wird das Seitenruder aus der Stellung; die durch die
oben beschriebene Rudersteuerung bestimmt wird und die der eingestellten Wendegeschwindigkeit
entspricht, verschoben und entsprechend gehalten. Dieser Zustand tritt durch das
Auftreten einer konstanten Spannung in Erscheinung, die zwischen den Anschlußklemmen
F und G des Seitenrudersteuergeräts 6 wirkt und von deren Polarität und, Größe die
Richtung und der Betrag der Verschiebung des Ruders 3 abhängen. Dieser zwischen
den. Klemmen F und G erscheinende Impuls wird benutzt, um den. Querlagcwinkel zu
berichtigen. Da der Querlagewinkel nicht der richtige ist, wird das Flugzeug, wie
oben erläutert, entweder nach innen abrutschen, wenn der Querlagewinkel zu groß
ist, oder aber nach außen schieben, wenn der uerlagewinkel zu klein ist. Der Impuls
wird somit- zum Verstärker 26 für die Korrektion der Querneigung geschickt, der
diesen Impuls verstärkt und verzögert, und die dadurch zwischen den Klemmen LT und
E erzeugte Berichtigungsspannung wird in Reihe mit der Ausgangsspannung des Gebers
2o geschaltet. Diese Berichtigungsspannung wird in einem solchen Sinn und Betrag
eingeführt, daß die resultierende Verschiebung der Querruder r8 und r9, die dadurch
mittels des Ventils 7' und des Servomotors S' erzeugt wird, den Querlage-Winkel
so berichtigt; daß er der gegebenen: Fluggeschwin:digkeit: und der eingestellten
Wendegeschwindigkeit angemessen ist. Dadurch wird jegliche Abweichung von den richtigen
Kurvenverhältnissen, wie sie z. B. durch Änderung der Fluggeschwindigkeit verursacht
werden, kann, selbsttätig durch die Wirkung des Korrektionsimpulses ausgeglichen,
der vom Seitenrudersteuergerät 6 als Folge einer falschen Querlage ausgeht.
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Die Verzögerung innerhalb der Stufe 26 für die Korrektion der Querlage
ist deswegen. erwünscht, weil sie dem Flugzeug gestattet, in die, Wende und Querlage
hineinzugehen, bevor die, Berichtigung vorgenommen wird, so daß die vorgenommene
Berichtigung den tatsächlichen und nicht den vorübergehenden Bedingungen entspricht,
die herrsche während das Flugzeug in die Wende geht. Eine solche Verzögerung kann.
ferner wünschenswert erscheinen, um den Wirkungen der Stromkreise innerhalb des
Quersteuerimpulsverstärkers 24. entgegenzuwirken, wenn die Berichtigungsspannung
diesen Stromkreisen unterworfen. ist, so, da.ß die Ausgangsspannung des Quersteuerimpulsverstärkers
nur dem mittleren Wert der Querlageimpulsspannung entspricht, die von. den Anschlußklemmen
D und E abgenommen wird, und nicht ihren kurzzeitigen Änderungen, was zu unerwünschten
Beanspruchungen des Flugzeugs und zu Schwankungern des Querlagewinkels führen würde.
Die eingeführte Verzögerung dient auch dazu, das Pendeln um die Nullage abzudämpfen,
indem der Impuls für das Seitenruder über den Verzögerungskreis den Querruderservomotor
so steuert, daß das Flugzeug in die Querlage gebracht und somit. der Seitenruderimpuls
vermindert wird. Ferner gestattet diese Verzögerung dem Kreisel 2, die Kurvenhaltung
des Flugzeugs gegen plötzlich auftretenden Wirkungen, wie z. B. Windstöße, die den
Querlagewinkel ändern könnten, zu stabilisieren, ohne durch die dadurch verursachten
Änderungen des Seitenruderimpulses beeinfiußt zu werden.
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Der Höhensteuerimpulsverstärker 28 steuert in ähnlicher Weise durch
das Ventil 7" und den Servomotor S" das Höhenruder 29. Dieser Verstärker 28 wird
in. ähnlicher Weise von einem e!lektromagnetischen Impulsgeber 30 gesteuert,
der an der Stampfachse des Kreisels 2 angebracht ist und dem Impulsgeber 25 entspricht,
und ferner von einer von Hand, betätigten Steuervorrichtung 31 für die Längsneigung,
die dem Geber 2o ähnlich ist und das Flugzeug auf Steigen und Fallen steuert, wobei
die genannten Vorrichtungen 30 und 3 i den Verstärker 28 entgegengesetzt
steuern. Die Vorrichtung 30 wird vorzugsweise innerhalb des Kardanringes
3 i' des Kreisels angebracht, um die
übliche Kugelgelenk-
oder Schleifenbauwedse zu vermeiden; der :Geber ist dann durch das Ritzel 322 und
den Zahusegmentbogen 33 mit dem Lagerzapfen 34 verzahnt, an dem das Kreiselgehäuse
drehbar gelagert ist, so, daß der Geber 30 verdreht wird, wenn der Kreisel in b,ezug
auf das Flugzeug um eine- Querachse an; dem Lagerzapfern; 34 kippt. Die Kardanhauptächsa
35-35 verläuft in diesem Fall längsschiffs.
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Die Impulsgeber 20, 25, 30, 31 brauchen nicht unbedingt vom gezeigten
Typ zu sein, sondern können in beliebiger Bauart ausgeführt werden, die dazu geeignet
ist, phasenumkehrbare Wechselstromsignale veränderlicher Größe abzugeben, die nach
Größe und Sinn der Verschiebung eines Steuergliedes entsprechen, wie der Querlagesteuereng
27, Längsneigungssteuerung 8i oder der Gelenke 34, 3'5 des Kreiselhorizonts 2.
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Der Geber 4 und der - Impulsgenerator 8 der Rudersteueranlage können
durch entgegengesetzt geschaltete Impulsgeber nach Art der für die Quer-und Höhenrudersteüeranlagen
verwendeten ersetzt werden. und umgekehrt.
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Die drei Verstärker 5, 24 und 2_8 können in ähnlicher Bauweise ausgeführt
sein; ihre Einzelheiten, welche die Erfindung verkörpern, werden nun unter Bezugnahme
auf Fig. 2 beschrieben. Die Bezugsbuchstaben AB und C- der Fig. 2 entsprechen Jenem;
der Fig. i. Bezugsbuchstabe H bezeichnet eine Verbindung; dien nur für den. Höhensteuerimpulsverstärker
28 benutzt wird.
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Die in Fig. 2 gezeigten Anordnungen der Leitungs- und Verstärkungsstromkreise
worden zwischen diel impulserzeugenden Steuervorrichtungen und dem. Servomotor geschaltet,
der jedes der gesteuertem. Glieder, d.- h. das Seitenruder, die Querruder
und das Höllenruder, betätigt. Die Eingängsklemmen B und C sind für Impulse bestimmt,
die vom Geber 4 des Richtungskreisels i oder vom Geber 25 des Kreiselhorizonts ä
stammeng und deren Zeitableitung benutzt wird, um den entspre@ chenden Servomotor
-zu betätigen. Die Eingangsklemmen A und B -sind für "Impulse bestimmt, die v oü
einem handgesteuerten Glied, dem Querlagesteuerglied 27 oder dein Längsneigungssteuerglied
8i, stammen: und deren Zeitableitung nicht gebildet wird, die vielmehr nur als.
Größen ohne Differentialbildung die Tätigkeit des Servomotors beeinflussen sollen.
Dia weiteren Anschlußklemmen H und C sind für einen anderen Satz Impulse bestimmt,
die von einer selbsttätigen Höhenlagesteuerungsvorrichtung 36,- 37= - 38 stammen,-
deren Größen ohne Differentialbildung die Tätigkeit des Höhenruderservomotors beeinflussen
sollen.
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Die Impulse, deren Zeitableitung gebildet wird, werden; durch diel
Anschlußklemmen-B und C in die Primärwicklung eines symmetrischen Transformators
41 geschickt, dessen: doppelte Sekundärwicklungen q.1' und" 4i" die Steuergitter
einer phasenempfindlichen . Doppelgleichriehterröhre 42 entgegengesetzt steuern..
Diel Kathoden der Röhre 4:2 sind'miteirander verbunden und über einen Xathodenwiderständ
82 und Wechselstromquelle 54 im Punkt 84 geerdet. Die Anoden der Röhre 42 sind durch
die Glättungsfilter 4-4, 44 an. die Ausgangswiderstände 46 bzw. 46' angeschlossen,
deren Verbindungspunkt bei 84 geerdet ist. Die Schirmgitter der Röhre 42 sind über
eine Wechselstromquelle 54 geerdet, die in Phase mit der Stromquelle 54 ist, jedoch
eine geringere Stärke hat,- so daß die Schirmgitter zu jeder Zeit dieselbe Polarität,
jedoch ein niedrigeres Potential als die Anoden haben.
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Die Stromquelle 54 hat dieselbe Frequenz wie die des dem Transformator
41 zugeführten Impulses und wird so eingestellt, daß sie sich in gleicher oder aber
in umgekehrter Phase mit den Spannungen befindet, die von den Wicklungen 41' und
41" des Transformators 41 den Gittern der Röhre 4ä zugeführt werden. Da diese Spannungen
gegenphasig sind, befinden sich die Anoden und die Stromquelle 54 stets in gleicher
Phase mit der einen Gitterspannung und in umgelehrter Phase zur anderen Gitterspannung.
Dementsprechend läßt die eine Hälfte der Röhre 42 während der halben Periode der
Stromquelle 54, während welcher die Anoden: dieser Hälfte positiv sind, mehr Strom
durch als die andere, wodurch resultierende gleichgerichtete Differentialspannungen
an den Widerständen 46 und 46' erzeugt worden, deren Unterschied sich nach Größe
und Polarität mit der Größe und Phase des Impulses, der vom Impulsgeber des Kreisels
oder, von einem anderem Steuerglied dem Transformator 41 zugeführt wird, ändert.
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Um dem. Stromkreis der Röhre 42 auf einen; niedrigem. oder den Nullwert
der Eingangsspannungen und außerdem gegen: Schwankungen der Speisespannurig zu stabilisieren
und auszugleichen, ist eine negative Rückkopplung durch einen Transformator 43 vorgesehen,
dessen Primärwicklung durch die Wechselstromkomponente der Ausgangsspannung der
Röhre 42 erregt wird.. Die Sekundärwicklung des Transformators 43 hat einen Mittelabgriff
87, derüber einen Kondensator 86 an die Kathoden dar Röhre 42 angeschlossen ist,
während die Zwei Hälften der Sekundärwicklung an die Sekundärwicklungen 41' und
41" des Eingangstransformators 41 entgegengesetzt in Reihe geschaltet sind. Der
Mittelabgriff 87 ist auch an die Stromquelle 54 über einen hochohmigen Widerstand
88 angeschlossen. Der Kondensator 86 und der Widerstand 88 dienen dazu,
*die Vorspannung an dem Widerstand 82 auf genügender Höhe zu halten, urig
einen Gitterstrom während der Perioden, von niedrigen: Augenblickswerten des Anodenstroms
zu verhindern, während welcher die Vorsparinung sonst auf einen niedrigen Wert absinken
würde.
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Die an dem Widerstand 46 abgelegte Ausgangsspanneng der_ Röhre 42
wird über einen Differew zierüngskreis eleitet, der einen Kondensator45 und Reihenwiderstände
89, 9o enthält, um die; erste Ableiteng des Impulses nach der Zeit, mit anderen
Worten das Änderungsverhältnis des Impulses, zu gewinnen. Am besten wird auch eine
zweite Ab-
i a - -eitung des Impulses 'nach der Zeit ermittelt,
und zwar -mittels eines zweitem. Differenzierungskreises,
der einen
Kondensator 47 und einen Reihenwiderstand: gi enthält. Der Kondensator 47 wird von.
einem Widerstand 5o überbrückt, und dadurch wird die Summe der ersten und der zweiten
Ableitung des Impulses gebildet, die in die Sekundärwicklung 48' eines Transformators
48 sowie in die, Sekundärwicklung 52' eines anderen Transformators 52 geschickt
wird. Die Resultierende dieser reihengeschalteten Spannungen wird dann an das eine
Steuergitter einer zweiten Doppelröhre 53 geführt, In ähnlicher Weise wird ein Differenzierungskreis
51, der einen Kondensator 45' und Widerstände 8g', 9o' bzw. einen Kondensator 47'
mit Widerständen gi' und 50' umfaßt, so angeordnet, daß er durch die Spannung,
die an dem anderen Ausgangswiderstand 46' der Röhre 42 erscheint, erregt wird und
Impulse erzeugt, die Komponenten haben, die der ersten und der zweiten Ableitung
der Eingangsspannung proportional sind, jedoch im entgegengesetzten Sinn zur Spannung
wirken, die durch die erstgenannten Differenzierungskreise erzeugt werden. Die abgeleitete
Spannung ist mit den Spannungen an den Sekundärwicklungen 48" und 52" der Transformatoren
48 und 52 in Reihe geschaltet, die resultierende Spannung, die in Phasenopposition
zu derjenigen Spannung steht, die an das erste Gitter der Röhre 53 geführt ist,
wird an das andere Steuergitter der Röhre 53 geschickt.
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Die Primärwicklung des Transformato:rsi 48 ,v ird 'an die Anschlußklemmen
A und C angeschlossen., um lediglich. durch die Steuergröße gespeist zu werden und
nicht durch eine Ableitung der diesen Klemmen zugeführten, z. B. von den handbetätigten
Steuergliedern, stammenden Impulsspannungen. Auf diese Weise wird eine einem handgesteuerten
Impuls und gegebenenfalls automatisch gesteuerten Impulsen, proportionale Spannung
zu der Spannung hinzugefügt, die den Zeitableitungen proportional ist, die mit Hilfe
der Differenzierungskreise von automatisch gesteuerten Impulsen abgeleitet sind.
Die Impulse, die den Klemmen .d und C zugeführt werden., umgehen die Differenzierungskreise
so lange, wie die Impedanz der Primärwicklung des Transformators 48 groß bleibt
im Vergleich zu der parallel geschalteten Impedanz der Primärwicklung des Transformators
41 und der betreffenden automatischen Steuervorrichtung, z. B. der Impulsgeber,
die, daran angeschlossen sind.
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Um die dem Transformator 48 zugeführte Spannung zu begnen ,zen, kannein.Spannungsbegrenzer4o,
der z. B, aus entgegengesetzt parallel geschalteten Gleichrichtern, z. B. Kupferoxydgleichrichtern,
besteht, mit einem strombegrenzenden Widerstand 4ö in den Stromkreis über die, Klemmen
.4 und C in Reihe geschaltet werden. Auf diese Weise können übermäßige Impulsspannungen,
die den Stromkreisen schädlich seinikönnten, auch bei schnell au-,geführten Verschiebungen
der handbetätigten Glieder nicht auftreten, und es werden übermäßige Betätigungen
der Servosysteme, die bewirken könnten, daß das Flugzeug einen, Sturzflug macht,
mit gefährlichem Winkel fliegt oder gar sich auf den Rücken zu .dreht, mit Sicherheit
ausgeschlossen.
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Der Transformator 52 kann über die Klemme, H und Erde, d. h. Klemme
C, durch einen anderen Steuerimpuls betätigt werden, dessen Zeitableitung nicht
gebildet wird. Oft ist es z. B. erwünscht, den Servomotor des Höhenruders eines
Flugzeugs durch einen Impuls zu steuern, der der Höhenlage entspricht. Dar, zusätzliche
Steuerimpuls wird an die Primärwicklung des Transformators geführt und dient dazu,
mittels der Sekundärwicklungen 52' und 52' des Transformators 52 die Gitter der
Röhre 53 entgegengesetzt zu steuern. Ein Spannungsbegrenzer, der dem Begrenzer 4o
ähnlich ist, kann eingeschaltet werden, um übermäßig starke Impulse auszuschließen
und um zu verhindern, daß infolge plötzlicher Änderung der Höhenlagei ein Impuls
hervorgerufen wird, der die übrigen, z. B. aus einer Kreiselsteuerung und einer
Handsteuerung kommendem( Impulse übertreffen würde und das Flugzeug zum Trudeln
oder zum Stürzen bringen könnte.
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Zu beachten ist, da:ß die an die Gitter der Röhre 53 geführten Spannungen
auch Rückführungsspannungen in sich einschließen, die notwendig sind, um einen stetigen
Betrieb aufrechtzuerhalten. Die Kathoden der Röhre 53 sind über einen Kathodenwiderstand.
93 geerdet. Die Anoden der Röhre 53 sind über die Ausgangswiderstände 94
und 94 an die Spannungsquelle- 54 angeschlossen und über diese geerdet. Die Schirmgitter
der Röhre 53 werden durch die Stromquelle 54, an die sie: über einen die Spannung
herabsetzenden Widerstand 95 angeschlossen sind., in jedem Augenblick auf derselben
Polarität, jedoch auf niedrigerer Spannung als die Anoden der Röhre gehalten. Die
Röhre 53 verstärkt die Spannungen, die an ihren Steuergittern zugeführt werden,
und die entsprechenden gleichgerichteten Differentialspannungen, die an den Widerständen
94 und 94 erscheinen., werden dem betreffenden Steuergitter einer weiteren Ve@rstärkerröhre
6o aufgedrückt, deren Anoden über die Wicklungen 61 und 61' der SteuervorrichtunL
gen, welche die betreffenden Servomotoren S, S' oder S" betätigen., im Punkt 84
geerdet sind.
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Da die Anoden der Röhre 53 und die Kathoden der Röhre 6o an die gemeinsame
Stromquelle 54 angeschlossen sind, werden die Anoden der Röhre 53 Positiv, wenn
die Anoden der Röhret 6o negativ sind, so daß an den Widerständen 94, 94.' eine
Nullspannung erscheinen würde in Perioden:, wo die Röhre 6o einen Spannungsunterschied
an diesen Widerständen benötigt. Diese Schwierigkeiten werden durch einen Kondensator
g6 überwunden, der an die Widerstände 94, 94! angeschlossen, ist und durch die Spannungsunterschiede
geladen wird, die an dein Widerständen in den halben Perioden, in denen die Anoden
der Röhre 53 positiv sind, auftreten. Im Laufe der da:rauffolgenden. Halbperioden
entlädt sich allmählich der Kondensator 96 über die Widerständet 94 und g4,
die als Spannungsteiler wirken, um symmetrische Gegentaktspannungen an den Steuergittern
der Röhre 6o aufzudrücken. Dadurch
dient der "Konden:satär
96 dazu, die Differentialspannung an den Widerständen 94 und 9d an die darauffolgende
Röhre 6o weiterzuleiten.
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Die Spulen 61 und 61' werden durch die Kondensatoren.97 und 97' überbrückt,
damit sie lediglich durch die Gleichstromkomponenten erregt werden.
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Ein weiterer Ausgleich des Verstärkers känn dadurch erzielt werden,
daß die Ausgang'ssparinungen an den Wicklungen: 61 und 61' zum Gitter der Röhre
53 gegengekoppelt werden" und zwar mittels der Kopplungsleitungent 98 und 98', die
an. die Widerstände 9.o und go' des Gitterstromkreises der Röhret 53 angeschlossen
sind. Die Widerstände 9o und go' sind hochohmig, um einen: Kurzschluß der Wicklungen
61 und 61' zu verhindern.
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Wenn erwünscht, z. B. in Verbindung mit Quer-oder Seitenrudersteuerung,
kann die Klemme H auch frei bleiben, und in Fällen> wo ein zusammengesetzter Impuls
von einer automatischen, Steuerung, z. B:. einem Kreisel, sowie von einer Handsteuerung
stammt, kann die Klemme A' an die Klemme B- angeschlossen, werden, so: daß
der zusammengesetzte Impuls über die Differenzierungskreise läuft und gleichzeitig
diese auch umgeht; so daß die Spannungen, die an die Steuergitter der Röhre 53 gelangen,
die beiden, Komponenten enthalten,. die der Stärke des Steuerimpulses und seiner
ersten und zweiter; Zeitableitung proportional sind.