DE882187C

DE882187C - Auxiliary control device for aircraft

Info

Publication number: DE882187C
Application number: DEV4022A
Authority: DE
Inventors: Henry Alfred Talbot
Original assignee: Vickers Armstrongs Ltd
Current assignee: Vinters Armstrongs Ltd
Priority date: 1950-12-12
Filing date: 1951-11-20
Publication date: 1953-07-06

Description

Hilfskraftsteuervorrichtung für Flugzeuge Die Erfindung betrifft eine Hilfiskraftsteuervorricfhtung für Flugzeuge, d. h. eine Steuervorrichtung, bei der -die Betätigung der Steuerorgane vollständig durch eine Hilfskraft, z. B. einen Servomotor, erfolgt, die ihrerseits durch d en Piloten gesteuert wird. Bei solchen Vorrichtungen ist es erwünscht, Mittel vorzusehen, die an dem Steuerknüppel des Piloten künstlich einen Widerstand gegen die Steuerbewegung hervorrufen, der vorhanden wäre, wenn die Steuerung ohne Hilfskraft erfolgen würde, so daß der Pilot das Gefühl hat, als ob er das Steuerorgan unmittelbar betätigt. Dieser Widerstand ist proportional der aerodynamischen Belastung der Steuerfläche des Flugzeugs. Weiterhin .ist es erwünscht, idaß Mittel vorhanden sind, die eine Veränderung der neutralen Stellung des Steuerknüppels des Piloten ermöglichen, bei der die auf das Steuerorgan wirkenden Kräfte Null sind, um das Flugzeug auf -alle Flugbedingungen einzutrimmen.Aircraft auxiliary control apparatus The invention relates to a Aircraft auxiliary control device, d. H. a control device in which -the actuation of the control organs completely by an auxiliary worker, z. B. a Servomotor, takes place, which in turn is controlled by the pilot. In such Devices, it is desirable to provide means that are attached to the control stick of the Pilots artificially create a resistance to the control movement that exists would be if the controls were to be done without an assistant, so that the pilot would feel as if he were directly operating the control unit. This resistance is proportional the aerodynamic load on the control surface of the aircraft. Furthermore. It is it is desirable that means are available to change the neutral position of the pilot's control stick, in which the acting on the control element Forces are zero to tune the aircraft for all flight conditions.

Diesen Erfordernissen wird bisher dadurch Rechnung getragen, daß oder Steuerknüppel durch ein mechanisches Gestäm.ge mit einer pneu:m@atischen Einrichtung verbunden wird, die auf den Steuerknüppel eine Kraft ausübt, die jenen in die Mittelstellung zu bewegen sucht und deren Größe sich in Abhängigkeit von der Eigengeschwindigkeit des Flugzeugs ändert. Damit diese Einrichtung ein Trimmen ermöglicht, ist in das Gestänge ein Winkelhebel eingebaut, bei dem der Winkel zwischen den beiden Hebelarmen den Erfordernissen durch eine elektrische Betätigungseinrichtung anpaßbar ist. Eine solche Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß dem Piloten weder die relative Winkelstel -lung der beiden Hebelarme -des Winkelhebels laufend angezeiigt wird, was eine erwünschte Vor sichtsmaßregel gegen ein Ü6ertrimmen oder gar gegen ein Trimmen in .der falschen Richtung ist, noch daß sie Mittel aufweist, mit denen das System, das dem Piloten ,das erwähnte Gefühl gibt, von der Hauptsteüervörrichtung aabgescbaltet werden kann, falls das erstere aus irgenideinem Grundre versagt. Zweck der Erfindung ist daher, bei einem solchen System, bei dem die relative Winkelstellung der beiden Winkelhebelarme eingestellt werden kann, Mittel vorzusehen, @durch die die erwähnten Nachteile vermieden werden.These requirements have so far been taken into account that or Control stick by a mechanical rod with a pneu: m @ atic device is connected, which exerts a force on the joystick that puts it in the middle position seeks to move and its size depends on the vehicle's own speed of the aircraft changes. In order for this facility to allow trimming, the Linkage an angle lever built in, in which the angle between the two lever arms can be adapted to the requirements by means of an electrical actuating device. One However, such a device has the disadvantage that the pilot neither the relative Winkelelstel -lung of the two lever arms -des angled lever is continuously displayed what a desired one Precautionary measure against trimming or even against trimming in the wrong way Direction is nor that it has means by which the system provided to the pilot that gives the mentioned feeling, can be switched off from the main control device, if the former fails for any reason. The purpose of the invention is therefore in such a system in which the relative angular position of the two bell crank arms can be set to provide means @ by means of which the disadvantages mentioned are avoided will.

Erfindungsgemäß besteht die Einrichtung, die das Gefühl bei der Flugzeugsteuervorrichtung künstlich hervorruft, .aus einem mechanischen Gestänge, das mit dem Steuerknüppel oder einem entsprechenden Teil verbunden ist und einen Winkelhebel enthält, bei dem :die relative Winkelstellung. der beiden Hebelarme durch einen in -der Länge veränderlichen Lenker bestimmt wird. Dieser Lenker besteht aus zwei Elementen oder Elementensätzen, die je miteinem der Hebelarme verbunden sind und mit Mitteln versehen sind, die vom Piloten willkürlich betätigt werden können, um,die beiden Elemente zur Festlegung der: gewählten Länge des Lenkers miteinander zu kuppeln oder um .die Elemente zur Erzieleng einer Läm!genünderung des Lenkers und damit einer anderen Trimmstellung vorübergehend voneinander zu lösen.According to the present invention, there is the facility that gives the feeling to the aircraft control device artificially created, .from a mechanical linkage, that with the joystick or a corresponding part and contains a bell crank at dem: the relative angular position. of the two lever arms by one in -the length variable handlebar is determined. This handlebar consists of two elements or Sets of elements which are each connected to one of the lever arms and provided with means are that can be operated arbitrarily by the pilot in order to, the two elements to determine the: selected length of the handlebars to couple with each other or to .the Elements to achieve a lamplification of the handlebar and thus a different one To release the trim position from each other temporarily.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei.spiel einer Steuervorrichtung -gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine schematische Darstellung einer solchen Steuervorrichtung für eine Flugzeugsteuerfiäche, wie z. B. für ein Höhenruder, Fig. 2 eine Seitenansicht des an idem Winkelhebel vorgesehenen Lenkers, Fig. 3 einen Querschnitt-durch den Lenliker nach der Linie III-III in Fig. 2 und Fi.g. q. einen Längsschnitt idürch den Lenker nach der Linie IV-IV in, Fig. 3.The drawing shows an exemplary embodiment of a control device - Shown according to the invention, namely Fig. i shows a schematic representation such a control device for an aircraft control surface, e.g. B. for a Elevator, Fig. 2 is a side view of the handlebar provided on the same angle lever, Fig. 3 shows a cross-section through the Lenliker along the line III-III in Fig. 2 and Fi.g. q. a longitudinal section iürch the handlebar along the line IV-IV in, Fig. 3.

Wie aus Fig. i ersichtlich, ist das Höhenruder zo mit einem Servomotor r i verbunden, der seinerseits von dem Steuerknüppel 12 aus betätigt wird. Die -dem Piloten das Gefühl künstlich vermittelnde, mit -dem Steuerknüppel verbundene Einrichtung besteht' aus -den üblichen Teilen, nämlich einem Fühlgenät, das auf Änderungen der Fluggeschwindigkeit anspricht, einem Zylnmder 13 und einem Kolben 14 sowie einem Winkelhebel 1_5, !16, dessen Hebelarm 15 durch ein biegsames Organ 17 mit: der Kolbenstange 141 des Kolbens i(4 verbunden ist, während sein Hebelarm @i6 durch Gestänge 18, i9, 2o mit einem an dem Steuerknüppel I2 befestigten Hebel 2 i verbunden ist.As can be seen from FIG. I, the elevator zo is connected to a servomotor ri, which in turn is actuated by the control stick 12. The device, which artificially gives the pilot the feeling and is connected to the control stick, consists of the usual parts, namely a sensor that responds to changes in airspeed, a cylinder 13 and a piston 14 and an angle lever 1_5,! 16, of which Lever arm 15 is connected by a flexible member 17 to: the piston rod 141 of the piston i (4, while its lever arm @ i6 is connected by linkages 18, i9, 2o to a lever 2 i attached to the control stick I2.

Die relative Winkelstellung der beiden Hebelarme 15 und 16 ödes Winkelnebels -wird tdu.rch einen in der Länge versteilbaren Lenker 22 bestimmt, dessen Enden mit Zapfen 1511 bzw. 1i61 an den Hebelarmen angelenkt sind: Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Lenker 2.2 eine Art Lainellenkupplung auf, ;die im einzelnen in Fig. 2 bis q. dargestellt ist. -Diese Kupplung besteht aus zwei im Querschnitt U-förmigen Gliedern :z3 und 2q., die ineinander verschiebebar sind, so daß sie zwischen eich einen länglichen Raum belassen. Das Glied 23 ist mittels einer Gabel 2,31 an dem Hebelarm 15 und das Glied 24 mittels eines Auges 241 an dem Hebelarm ti6 an:gelenkt. In dem länglichen Raum befinden sich zwei Lamellensätze, deren Lamellen ineinandergreifen. Die Lamellen 25 des einen Satzes sind an dem einen Ende mit dem U-förm.iigen Glied 23 und die Lamellen z6 an dem anderen Ende mit dem U-förmigen Glied 2¢ verbunden. Leichte Federn 27 suchen,die einzelnen Lamellen der beiden Sätze auseinanderzudrücken.The relative angular position of the two lever arms 15 and 16 is determined by a lengthwise adjustable handlebar 22, the ends of which are hinged to the lever arms with pins 1511 and 1i61: In the embodiment shown, the handlebar 2.2 has a kind of linear link coupling on,; the details in Fig. 2 to q. is shown. -This coupling consists of two links with a U-shaped cross-section: z3 and 2q., Which can be slid into one another so that they leave an elongated space between them. The member 2 is by means of a fork 3 2.31 on the lever arm 15 and the member 24 by means of an eye 241 on the lever arm at ti6: steered. In the elongated room there are two sets of lamellae, the lamellae interlocking. The lamellas 25 of one set are connected at one end to the U-shaped member 23 and the lamellae z6 at the other end to the U-shaped member 2 [. Light springs 27 seek to push the individual lamellae of the two sets apart.

= Drei Bolzen 28 gehen querdurch die Kupplung. Das äußere Glied 23 und idie an ihm befestigten Lamellen 25 weisen für !den Durchgang der Bolzen entsprechende Bohrungen auf, während das innere Glied 2,4 und die an ihm befestigten Lamellen 26 Längsschlitze haben"dmrch die ,die Bolzen hindurchgehen.. Die Bolzen 28 stehen unter der Wirkung von Druickfedern 2j9" deren Spannung mit den auf die Bolzen atifgeschraubten Muttern 30 verändert werden kann.= Three bolts 28 go across the coupling. The outer link 23 and the lamellas 25 attached to it have appropriate bolts for the passage of the bolts Bores on, while the inner member 2,4 and the lamellas attached to it 26 longitudinal slots have "dmrch the bolts go through. The bolts 28 are under the action of compression springs 2j9 "their tension with the atif screwed on the bolts Nuts 30 can be changed.

Dias äußere, im Querschnitt U-förmige Glied 23 weist seitliche Backen 232 auf, in denendrei Achsen 31 gelagert sind. Auf jeder dieser Achsen ist ein Kipphebel 32 -festgeklemmt, der an seinem freien Ende eine Stößelro 1e 33 aufweist, mit der er sich gegen den Kopf 281 des ihm zugeordneten Bolzens 28 anlegt. An den beiden äußeren Achsen 31 befestigte Hebel 34 sind mittels in ihrer Länge verstell@barer Lenker q.o mit einem auf der mittleren Achse 31 befestigten Haupthebel 35 gelenkig verbunden. An diesem Haupthebel ist durch einen Stift 36 ein Kabel 37 befestigt, das zu einem im Führersitz vorgesehenen Handhebel 38 führt. Eine Feder 39 sucht die Hebel 35 und 34 so zu bewegen, daß die Kipphebel 32 nicht auf die Bolzen 28 drücken.The outer member 23, which is U-shaped in cross section, has lateral jaws 232, in which three axles 31 are mounted. There is a rocker arm on each of these axes 32 clamped, which at its free end has a Stößelro 1e 33, with the he rests against the head 281 of the bolt 28 assigned to him. On both of them outer shafts 31 attached levers 34 are adjustable in length by means of barer Link q.o articulated with a main lever 35 attached to the central axis 31 tied together. A cable 37 is attached to this main lever by a pin 36, which leads to a hand lever 38 provided in the driver's seat. A spring 39 seeks to move levers 35 and 34 so that rocker arms 32 do not fall on bolts 28 to press.

Die drei Kipphebel 32 werden, beispielsweise durch Längenänderung der Lenker 40 und einen verstellbaren Anschlag q:1 für den Haupthebel, vorzugsweise so eingestellt; daß die federbelasteten Bolzen 28 allmählich heruntergedrückt werden, wenn der Haupthebel 35 durch -den Handhebel 38 betätigt wird. Dadurch wird ein sanftes Auskuppeln der Kupplungslamellen 25-urid 26 erreicht: Die Anordnung ist so betroffen, daß nach dem Lösen der Kupplung durch das Betätigen des Haupthebels 35 die Reibungsverbindung dien Lamellen 25, 26 aufgehoben wird, damit die Längsbewegung eines der Lamellensätze im Verhältnis zu dem anderen Satz ausgeführt werden kann; um eine Verlängerung oder eine Verkürzung der tatsächlichen Länge des Lenkers i212 zu erzielen.The three rocker arms 32 are, for example, by changing their length the handlebar 40 and an adjustable stop q: 1 for the main lever, preferably so set; that the spring-loaded bolts 28 are gradually pushed down, when the main lever 35 is operated by the hand lever 38. This makes a gentle Disengagement of clutch plates 25-urid 26 reached: The arrangement is so affected, that after releasing the clutch by operating the main lever 35, the friction connection the slats 25, 26 is canceled so that the longitudinal movement of one of the slat sets can be performed in relation to the other set; for an extension or to achieve a reduction in the actual length of the i212 handlebar.

Um das Höhenruder io des Flugzeugs zu trimmen, löst der Pilot die Kupplung mittels des H:arndhehels 38, worauf. sich der Winkelhebel selbsttätig so einstellt, daß auf Aden Steuerknüppel i2 kein Druck ausgeübt wird, worauf die Kupplung in der neuen Stellung wieder eingerückt wird.To trim the elevator of the aircraft, the pilot releases the Coupling by means of the H: arndhehel 38, whereupon. the angle lever turns itself in this way sets that no pressure is exerted on the control stick i2, whereupon the clutch is re-engaged in the new position.

Es sei noch hervorgehoben, daß eine solche Einrichturig :eine Anzeigevorrichtung fier die jeweilige relative Stellung der Hebelarme 15 und 1,6 des Winkelhebels nicht benötigt, weil die Kupplung infolge ihrer Selbsteinstellung eine zu starke Verstellung oder eine Verstellung in der falschen Richtung nicht zuläßt. Ebenso sind leine Hilfsmittel zum Ausschalten des dem Piloten das Gefühl künstlich vermittelnden Systems für den Falleines Versag ens dieses Systems erforderlich, weil in einem solchen Fall die Kupplung selbst ausgelöst werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung ist der, daß sie elektrische Einrichtungen vermeidet.It should also be emphasized that such a device: a display device fier the respective relative position of the lever arms 15 and 1.6 des Angle lever is not required because the clutch as a result of its self-adjustment too strong adjustment or adjustment in the wrong direction. Likewise, no aids for turning off the pilot's feeling are artificial mediating system required in the event of failure of this system, because in such a case the clutch itself can be released. Another The advantage of this training is that it avoids electrical equipment.

Claims

PerEN raNsrr, i'CiiE: i. Auxiliary control device for aircraft with a device that clicks on the pilot's control stick one of the airspeed exerts dependent control pressure, which gives the pilot the feeling that he is at Immediate controls would have, and the one on changes in airspeed appealing device that changes with the airspeed Control pressure is exerted via an angle lever, at which the angle between the two Lever arms can be changed ver, characterized in that the angle between: the two lever arms (15, 16) by means of a handlebar (22) that can be adjusted in length is determined.

2. Control device according to claim i, characterized in that the handlebar (22) consists of two elements or sets of elements (23, 25 and 2.1, 26), which are coupled to one another by means ($ 2 to 38) which can be operated at will by the pilot can be used to determine the length of the handlebars or to change the elements temporarily detach from each other in length.

3. Control device according to claim @i or 2. characterized in that d @ aß -the handlebar (22) .eine multi-plate clutch contains, which consists of two interlocking lamella sets (25, 26), of one with one lever arm (15) and the other with the other lever arm (116) of the angle lever is connected and that by several spring-loaded bolts (28) are held together and by a lever operated by the pilot (38) actuatable rocker arms (32, 33) can be released from one another, -the on press the bolts.

Control device according to claim 3, characterized in that The handlebar (22) consists of two U-shaped members (23, 2-.) The can slide into each other, a housing to accommodate the clutch plates (25, 26) - Form and at opposite ends means (231, 24.1) for fastening to the Lever arms (15, r6) of the angle lever as well as means for attaching one of the L. lamellar sets have, provided between the individual lamellae flexible means (27) that seek to push the slats apart.

5. Control device according to claim 3, characterized in that the on the bolts (-28) w irkeniden rocker arms ( 32,33) are interconnected by handlebars.