DE899904C

DE899904C - Device for the automatic control of vehicles, especially aircraft

Info

Publication number: DE899904C
Application number: DEB18594A
Authority: DE
Original assignee: Bendix Aviation Corp
Current assignee: Bendix Aviation Corp
Priority date: 1946-01-31
Filing date: 1950-10-01
Publication date: 1953-12-17

Description

Einrichtung für die selbsttätige. Steuerung von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen Die Erfindung betrifft ganz allgemein selbsttätige Steuervorrichtungen für lenkbare Fahrzeuge, insbesondere Wasser- und Luftfahrzeuge.Facility for self-acting. Control of vehicles, in particular Aircraft The invention relates generally to automatic control devices for steerable vehicles, in particular watercraft and aircraft.

Die bekannten Einrichtungen dieser Art eignen sich nur für größere Fahrzeuge bzw. Flugzeuge für die Personen- und Lastenbeförderung, Bombenflugzeuge usw., jedoch nicht für leichte, schnelle Fahr-und Flugzeuge, beispielsweise Kampfflugzeuge, und die Erfindung bezweckt die Schaffung einer hierfür geeigneten selbsttätigen . Steuerung von geringem Gewicht.The known facilities of this type are only suitable for larger ones Vehicles or aircraft for the transport of people and goods, bomb planes etc., but not for light, fast vehicles and aircraft, e.g. combat aircraft, and the aim of the invention is to provide an automatic device suitable for this purpose . Control of light weight.

Selbsttätige Steuereinrichtungen für lenkbare Fahrzeuge sollen zweckmäßig so ausgebildet sein, daß die Bezugsvorrichtung für die Abnahme des Richtungsimpulses während des handgesteuerten Fluges synchron mit der betreffenden Ruderfläche gehalten wird, derart, daß beim Einleiten der selbsttätigen Steuerung die gesamte Einrichtung in der Lage ist, unverzüglich die Steuerung zu übernehmen, ohne daß das Flugzeug schweren Stößen usiv. ausgesetzt ist. Es ist zu diesem Zweck vorgeschlagen worden, in dem Hauptrichtungsanzeiger eine induktive Gebervorrichtung anzuordnen, die während des Schwenkens oder des handgesteuerten Fluges durch eine Zentriervorrichtung in ihrer mittleren Ruhelage gehalten wird, so daß beim Einleiten der selbsttätigen Steuerung dieser Geber so. wie das Ruder von ihrer Ruhelage ausgehen, wobei der Geber beim Abweichen des Flugzeuges von einem vorgeschriebenen Kurs durch einen Motor verstellt wird, der zugleich eine induktive Kupplungsvorrichtung in ihre Nullstellung bringt. Demgegenüber sieht die Erfindung eine vereinfachte Synchronisierung vor, indem die induktive Gebervorrichtung in Fortfall kommt und während der Schwenkung oder des handgesteuerten Fluges eine induktive Kupplungsvorrichtung durch einen frei drehbaren Motor in die Nullstellung gebracht wird, so daß die Bezugsvorrichtung für den Richtungsimpuls stets synchron mit der Ruderfläche bleibt. Andererseits ist der Motor während des selbsttätigen Fluges verriegelt, so daß in der induktiven Kupplungsvorrichtung ein Impuls erzeugt und festgehalten wird, um damit den Servomotor für das Ruder so zu steuern, daß das Flugzeug auf den vorgeschriebenen Kurs zurückgebracht wird.Automatic control devices for steerable vehicles should be useful be designed so that the reference device for the decrease of the directional impulse held in sync with the relevant control surface during the hand-controlled flight is, in such a way that when initiating the automatic control, the entire device is able to immediately take control without the aircraft heavy impacts usive. is exposed. For this purpose it has been suggested to arrange an inductive transmitter device in the main direction indicator, which during pivoting or hand-controlled flight by a centering device in their middle rest position is held, so that when initiating the automatic Control this encoder like that. how the rudder proceed from its rest position, whereby the Encoder when the aircraft deviates from a prescribed course by a Motor is adjusted, which at the same time has an inductive coupling device in its zero position brings. In contrast, the invention provides a simplified synchronization before by the inductive transducer device comes to an end and during the pivoting or hand-controlled flight through an inductive coupling device freely rotating motor is brought into the zero position, so that the reference device for the directional impulse always remains in sync with the rudder surface. on the other hand the motor is locked during the automatic flight, so that in the inductive Coupling device generates a pulse and is held in order to activate the servo motor to steer the rudder to return the aircraft to the prescribed course will.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende selbsttätige Steuervorrichtung für ein Fahrzeug oder Flugzeug umfaßt ein bewegliches Ruder für die Lenkung um eine senkrechte Achse nebst Antriebsvorrichtung, eine Bezugsvorrichtung zur Erzeugung eines Steuerimpulses bei Abweichungen von einem bestimmten Kurs, eine bewegliche Vorrichtung zur Wiederholung dieses Impulses und Übertragung desselben auf die Antriebsvorrichtung, eine Betätigungsvorrichtung für die Rückführung der beweglichen Vorrichtung in eine Nullstellung, in der der Wert des Impulses auf Null fällt und kein Impuls für die Antriebsvorrichtung verfügbar ist, sowie eine Bremsvorrichtung zur Verriegelung der Betätigungsvorrichtung derart, daß die Antriebsvorrichtung für das Ruder durch den Steuerimpuls aus der Bezugsvorrichtung gesteuert wird.The automatic control device forming the subject of the invention for a vehicle or airplane includes a movable rudder for steering around a vertical axis together with drive device, a reference device for generation a steering impulse when deviating from a certain course, a moving one Device for repeating this pulse and transmitting it to the drive device, an actuator for returning the movable device to a Zero position in which the value of the pulse falls to zero and no pulse for the Drive device is available, as well as a braking device for locking the actuating device such that the drive device for the rudder through the control pulse from the reference device is controlled.

Weitere vorteilhafte Kennzeichen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der Zeichnung, in der eine vorzugsweise für ein Flugzeug bestimmte Ausführungsform der Steuereinrichtung nach der Erfindung zur Darstellung gebracht ist. Es zeigt Abb. i eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung mit einem Ruder und Abb.2 den Schaltkreis für die Einschaltung des Motors und der Kupplung.Further advantageous characteristics of the invention emerge from the The following description of the drawing, in which one is preferably for an aircraft certain embodiment of the control device according to the invention for illustration is brought. Fig. I shows a schematic representation of the control device with a rudder and Fig.2 the circuit for switching on the motor and the Coupling.

Wie aus Abb. i ersichtlich, enthält die Einrichtung zur Steuerung eines Ruders ro eine magnetische Abnahmevorrichtung i i, die drei lamellierte Kerne 12, 13 und 1q. aufweist, die je eine primäre Erregerwicklung 15, 16, 17 tragen, die in Reihe geschaltet und mit der Sekundärwicklung 18 eines Transformators i 9 verbunden sind, dessen Primärwicklung 2o an eine geeignete Wechselstromquelle angeschlossen ist. Im Stromkreis der Erregerwicklungen 15, 16, 17 liegt eine Batterie 2 i, die bewirkt, daß diese Wicklungen mit gewelltem oder veränderlichem Gleichstrom gespeist werden. Die Kerne 12, 13, i ¢ sind ferner mit Sekundärwicklungen 22, 23, 24 versehen, die in Sternschaltung an den inneren Enden miteinander verbunden sind und deren äußere Enden durch Leitungen 25, 26, 27 an die Dreiphasenwicklung eines Ständers 28 einer induktiven Kupplungsvorrichtung 29 angeschlossen sind.As can be seen from Fig. I, the device for controlling a rudder ro includes a magnetic pick-up device ii, the three laminated cores 12, 13 and 1q. which each carry a primary excitation winding 1 5, 1 6, 1 7 , which are connected in series and connected to the secondary winding 1 8 of a transformer i 9, the primary winding 2o of which is connected to a suitable alternating current source. In the circuit of the excitation windings 1 5, 1 6, 1 7 there is a battery 2 i, which causes these windings to be fed with corrugated or variable direct current. The cores 12, 13, i [are also provided with secondary windings 22, 23, 24, which are connected to one another in a star connection at the inner ends and the outer ends of which are connected by lines 25, 26, 27 to the three-phase winding of a stator 28 of an inductive coupling device 29 are connected.

An Stelle einer Bezugsvorrichtung i i können auch zwei dieser Vorrichtungen vorgesehen und miteinander verbunden sein, um einen größeren Arbeitsimpuls zu- erzeugen. Die Bezugsvorrichtung i i ist unmittelbar mit irgendeinem Teil des Fahrzeuges, etwa einem Flügel, fest verbunden, wo die geringsten Störungen durch örtliche Magnetfelder auftreten.Instead of a reference device i i, two of these devices can also be used be provided and connected to one another in order to generate a larger work pulse. The reference device i i is directly connected to some part of the vehicle, for example a wing, firmly connected, where the slightest interference from local magnetic fields appear.

Falls die magnetische Bezugsvorrichtung i i in dem magnetischen Erdfeld in einer im wesentlichen waagerechten Ebene angeordnet ist (die durch die weiter unten beschriebenen senkrechten Kreiselabnahmeorgane festgelegt wird) und kein Erregerstrom die Primärwicklungen 15, 16, 17 durchfließt, sind die Kerne 12, 13, i q. .nur vom magnetischen Erdfeld durchsetzt, und zwar in einer Stärke, die sich für jeden einzelnen Kern mit dessen Winkellage zum Erdfeld ändert. Solange der erdmagnetische Fluß in jedem Kern konstant ist; werden in den Sekundärwicklungen 22, 23, 24 keine Spannungen induziert. Sobald jedoch den Primärwicklungen 15, f6, 17 gewellter oder veränderlicher Gleichstrom zugeführt wird, werden die Kerne periodisch gesättigt, nämlich einmal in jeder Periode des Stromes der an die Primärwicklung 2o angeschlossenen Stromquelle, so daß der erdmagnetische Fluß in den Kernen 12, 13, i q: entsprechend der Frequenz des Stromes verschwindet. Dadurch werden in den Sekundärwicklungen 22, 23, 24 Spannungen induziert, die in diesen Wicklungen sowie in der Wicklung des Ständers 28 Wechselströme erzeugen, deren Frequenz gleich der Grundfrequenz der Stromquelle ist. Die Bezugs- oder Abnahmevorrichtung i i wirkt somit als Erdinduktorkompaß, insofern, als für jede noch so kleine Abweichung des Fahrzeuges von einem bestimmten Kurs die in den Sekundärwicklungen 22, 23, 24 induzierten Spannungen sich in Übereinstimmung und proportional mit der Abweichung ändern.If the magnetic reference device ii is arranged in the earth's magnetic field in a substantially horizontal plane (which is determined by the vertical gyro pick-up organs described below) and no excitation current flows through the primary windings 1 5, 1 6, 17 , the cores 12, 13, i q. . only permeated by the magnetic earth field, and in a strength that changes for each individual core with its angular position to the earth field. As long as the earth's magnetic flux is constant in every nucleus; no voltages are induced in the secondary windings 22, 23, 24. However, as soon as corrugated or variable direct current is supplied to the primary windings 15, f6, 17 , the cores are periodically saturated, namely once in each period of the current of the current source connected to the primary winding 2o, so that the geomagnetic flux in the cores 12, 13, iq : disappears according to the frequency of the current. As a result, voltages are induced in the secondary windings 22, 23, 24 which generate alternating currents in these windings and in the winding of the stator 28, the frequency of which is equal to the fundamental frequency of the power source. The reference or take-off device ii thus acts as an earth inductor compass, insofar as the voltages induced in the secondary windings 22, 23, 24 change in correspondence and proportionally with the deviation for every slight deviation of the vehicle from a certain course.

Für einen Gleichgewichtszustand, bei dem das Fahrzeug auf dem richtigen Kurs ist und in einer im wesentlichen waagerechten Ebene sich befindet, entsprechen die Spannungen in den Ständerwicklungen 28 den Spannungen an den drei Anschlüssen der Sekundärwicklungen 22, 23, 24 der Bezugsvorrichtung. Zugleich nimmt eine Läuferwicklung 30, die mit dem Ständer 28 induktiv gekoppelt ist und auf einer Welle 3 i sitzt, eine solche Winkelstellung ein, in der ihre elektrische Achse zum resultierenden Magnetfeld der Ständerwicklungen senkrecht verläuft, so daß die Spannungen in den letzteren keinen induktiven Einfluß auf die Läuferwicklungen haben. Sobald das Fahrzeug von dem vorgeschriebenen Kurs abweicht, ändern sich die Spannungen an den Sekundärwicklungen 22, 23, 2¢, wodurch die Spannung in den einzelnen Ständerwicklungen geändert wird. Durch diese Änderung am Ständer wird eine Winkeländerung in dem resultierenden Magnetfeld hervorgerufen; da die elektrische Achse der Läuferwicklung nicht mehr senkrecht zum resultierenden Ständerfeld verläuft, wird in der Läuferwicklung 3o ein Impuls induziert, der den Winkelabweichungen des Fahrzeuges von seinem vorgeschriebenen Kurs proportional ist.For a state of equilibrium in which the vehicle is on the right track Course and is in an essentially horizontal plane the voltages in the stator windings 28 correspond to the voltages at the three terminals of the secondary windings 22, 23, 24 of the reference device. At the same time, a rotor winding takes 30, which is inductively coupled to the stator 28 and sits on a shaft 3 i, such an angular position in which its electrical axis to the resulting The magnetic field of the stator windings is perpendicular, so that the voltages in the the latter have no inductive influence on the rotor windings. Once the vehicle deviates from the prescribed course, the voltages on the secondary windings change 22, 23, 2 ¢, which changes the voltage in the individual stator windings. This change to the stand causes an angle change in the resulting magnetic field evoked; because the electrical axis of the rotor winding is no longer vertical runs to the resulting stator field, a pulse is generated in the rotor winding 3o induces the angular deviations of the vehicle from its prescribed Course is proportional.

Der in der Läuferwicklung 3o induzierte Impuls wird durch Leitungen 32 auf einen gebräuchlichen Röhrenverstärker 33 übertragen, dessen Ausgang durch Leitungen 3q. mit der veränderlichen Phasenwicklung 35 eines Zweiphaseninduktionsmotors 36 verbunden ist, dessen zweite Phasenwicklung 37 ständig von einer Wechselstromquelle erregt wird, beispielsweise derjenigen, an die auch die Primärwicklung 2o des Transformators i9 angeschlossen ist. In dem Verstärker 33 kann ein in bekannter Weise als Phasenschieber dienendes Netz (nicht dargestellt) vorgesehen sein, derart, daß die Stromphasen in den beiden Motorwicklungen im wesentlichen um 9o° gegeneinander verschoben sind.The pulse induced in the rotor winding 3o is carried by lines 32 to a common one Transfer tube amplifier 33, whose Exit through lines 3q. with the variable phase winding 35 of a two-phase induction motor 36 is connected, the second phase winding 37 of which is constantly supplied by an alternating current source is excited, for example that to which the primary winding 2o of the transformer i9 is connected. In the amplifier 33 can be used in a known manner as a phase shifter serving network (not shown) may be provided in such a way that the current phases are shifted from one another essentially by 90 ° in the two motor windings.

Bei Erregung der Phasen-,vicklung 35 bringt der Motor 36 die Läuferwicklung 3o unmittelbar durch die Welle 3 i in eine Nullstellung, in der die elektrische Achse der Läuferwicklung senkrecht zu dem neuen resultierenden Ständerfeld liegt, so daß der Impuls in der Wicklung 30 sich dem Nullwert nähert und die Phasenwicklung 35 des Motors erberregt wird, worauf der Motor zum Stillstand kommt.When the phase winding 35 is excited, the motor 36 brings the rotor winding 3o directly through the shaft 3 i into a zero position in which the electrical axis of the rotor winding is perpendicular to the new resulting stator field, so that the pulse in the winding 30 follows the Approaches zero and the phase winding 35 of the motor is excited, whereupon the motor comes to a standstill.

Wie aus dem folgenden ersichtlich, ist der Motor 36 während des selbstgesteuerten Fluges gegen Drehung verriegelt, so daß ein Impuls, der in der Bezugsvorrichtung i i infolge einer Abweichung vom vorgeschriebenen Kurs erzeugt wird, in die Läuferwicklung 3o übertragen wird, und da letztere nicht durch den Motor in eine Nullstellung gebracht werden .kann, wird der Impuls durch Leitungen 38 und 39 dem Eingang eines gebräuchlichen Röhrenverstärkers 40 zugeführt und an dessen Ausgang durch Leitungen 41 auf die veränderliche Phasenwicklung .42 eines Zweiphasenservomotors ¢3 übertragen, dessen zweite Phase 4¢ dauernd von einer geeigneten Wechselstromquelle erregt wird.As can be seen from the following, the motor 36 is self-controlled during the Flight locked against rotation, so that an impulse is in the reference device i i is generated as a result of a deviation from the prescribed course into the rotor winding 3o is transmitted, and since the latter is not brought into a zero position by the motor can .kann, the pulse through lines 38 and 39 is the input of a common Tube amplifier 40 supplied and at its output by lines 41 to the variable phase winding .42 of a two-phase servomotor ¢ 3 transmitted, its second phase 4 ¢ is continuously excited by a suitable alternating current source.

Die Erregung der veränderlichen Phase q.2 bewirkt, daß der Servomotor die Ruderfläche i o über eine elektromagnetische Kupplung 4.5 und ein Untersetzungsgetriebe 46 antreibt. Das Arbeiten des Motors q.3 bewirkt, daß eine Läuferwicklung ¢7, die an eine geeignete Stromquelle angeschlossen ist, über ein Untersetzungsgetriebe q.8 relativ zu ihrer Ständerwicklung 49 verstellt wird, wodurch ein Impuls in der letzteren erzeugt und über die Leitung 5o dem Richtungsimpuls am Eingang des Verstärkers 40 überlagert wird. Der Ständer ¢9 und der Läufer 47 bilden eine induktive Nachlaufvorrichtung, die bei jeder Abweichung des Fahrzeuges einen Nachlaufimpuls ausbildet.The excitation of the variable phase q.2 causes the servo motor the rudder surface i o via an electromagnetic clutch 4.5 and a reduction gear 46 drives. The operation of the motor q.3 causes a rotor winding ¢ 7, the is connected to a suitable power source, via a reduction gear q.8 is adjusted relative to its stator winding 49, creating a pulse in the the latter generated and the direction pulse at the input of the amplifier via line 5o 40 is superimposed. The stand ¢ 9 and the rotor 47 form an inductive follow-up device, which forms a follow-up pulse with every deviation of the vehicle.

Dadurch, daß dem Richtungsimpuls ein anderer Impuls überlagert wird, der von der Winkelgeschwindigkeit oder Schivenkungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges ,abhängt, ist es möglich, das Schwingen des Fahrzeuges zu überwachen, derart, daß bei ,allen Wetterbedingungen eine äußerste Stabilität erzielt wird. Zu diesem Zweck ist ein Schwenkungsgeschwindigkeitskreisel vorgesehen, der einen Läufer 5 i aufweist, der mit einer gewöhnlich waagerechten Achse versehen und mittels Zapfen 52 in einem Rahmen 53 gelagert ist, der seinerseits mit Außenzapfen 54 und 55 um eine zweite waagerechte Achse schwingen kann, die zur Drehachse senkrecht verläuft. Die Kreiselpräzession ist mit Hilfe von an dem Zapfen 54 angreifenden Federn 56 nachgiebig auf eine Schwenkungsgeschwindigkeitsfunktion beschränkt.By superimposing another impulse on the direction impulse, that of the angular speed or the turning speed of the vehicle , depends, it is possible to monitor the swing of the vehicle such that extreme stability is achieved in all weather conditions. To this end a swivel speed gyro is provided, which has a rotor 5 i, provided with a usually horizontal axis and by means of pin 52 in one Frame 53 is mounted, which in turn with outer pins 54 and 55 to a second can swing horizontal axis that is perpendicular to the axis of rotation. The top precision is resilient to a pivot speed function with the aid of springs 56 engaging pin 54 limited.

Um einen der Schwenkungsgeschwindigkeit proportionalen Impuls zu erzeugen, ist eine induktive Gebervorrichtung 57 vorgesehen, die einen dreiphasig gewickelten Ständer 58, von dem zwei Phasen über einen Widerstand 59 miteinander verbunden sind, und einen bewickelten Läufer 6o aufweist, .der an eine geeignete Stromquelle angeschlossen und induktiv mit dem Ständer gekoppelt ist. Der Läufer 6o ist auf dem Zapfen 55 angebracht und mit diesem beweglich. In jeder Wicklung des Ständers 58 wird eine Spannung induziert, die der Winkelstellung der betreffenden Wicklung in bezug auf den Läufer 6o proportional ist, und der daraus sich ergebende Impuls wird durch die Leitung 61, durch die der Ständer 58 in Reihe mit .dem Ständer der den Nachlaufimpuls erzeugenden Vorrichtung liegt, dem Richtungsimpuls und dem Nachlaufimpuls am Eingang der Verstärker überlagert. Zwischen einer Leitung 63 und der Leitung 6i ist ein veränderlicher Widerstand 62 eingeschaltet, so daß eine Anfangseinstellung des Betrages des dem Steuerungskanal für das Ruder zuzuführenden Schwenkungsgeschwindigkeitsimpulsesvorgenommen werden ,kann.To generate an impulse proportional to the swivel speed, an inductive transmitter device 57 is provided which has a three-phase wound Stand 58, of which two phases are connected to one another via a resistor 59, and a wound rotor 6o, .der connected to a suitable power source and is inductively coupled to the stator. The runner 6o is on the journal 55 attached and movable with this. In each winding of the stator 58 there is one Induced voltage related to the angular position of the winding concerned the rotor 6o is proportional, and the resulting impulse is through the line 61, through which the stator 58 in series with .dem stator of the follow-up pulse generating device lies, the direction pulse and the follow-up pulse at the input the amplifier is superimposed. Between a line 63 and the line 6i is a variable resistor 62 switched on, so that an initial setting of the amount of the slew rate pulse to be fed to the control channel for the rudder can be.

Wie vorstehend beschrieben, werden drei Impulse, nämlich ein Richtungsimpuls, ein Geschwindigkeitsimpuls und ein Nachlaufimpuls in dem Verstärker q.o algebraisch addiert oder gemischt und bewirken die Steuerung des Servomotors 43. Während einer ersten Abweichung des Fahrzeuges von einem vorgeschriebenen Kurs unterstützt der Geschwindigkeitsimpuls den Richtungsimpuls und wirkt dem Nachlaufimpuls entgegen, so daß das Ruder schneller reagiert als unter dem Einfluß des Richtungsimpulses allein, und während der Rückkehr auf den Kurs wirkt der Geschwindigkeitsimpuls, da die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges jetzt die entgegengesetzte Richtung hat, dem Richtungsimpuls entgegen, unterstützt jedoch den Nachlaufimpuls, so daß verhindert wird, daß das Fahrzeug nach Rückkehr auf den alten Kurs darüber hinaus schwingt. Dies bewirkt nämlich einen leichten Ausschlag des Ruders in der entgegengesetzten Richtung, wenn das Fahrzeug sich dem Kurs nähert, so daß es abgefangen wird und auf diesem Kurs bleibt. Es wird also bewirkt, daß die statische Ruderstellung algebraisch proportional zu der Summe des Geschwindigkeits- und des Richtungsimpulses ist.As described above, three pulses, namely a direction pulse, a speed pulse and a lag pulse in the amplifier q.o algebraically added or mixed and effect the control of the servo motor 43. During a the vehicle supports the first deviation from a prescribed course Speed impulse the direction impulse and counteracts the follow-up impulse, so that the rudder reacts faster than under the influence of the directional impulse alone, and during the return to the course the speed pulse acts, since the angular speed of the vehicle is now in the opposite direction has, contrary to the direction impulse, but supports the follow-up impulse, so that it prevents the vehicle from returning to the old course beyond that swings. This causes a slight deflection of the rudder in the opposite direction Direction as the vehicle approaches course so that it is intercepted and remains on this course. It is thus effected that the static rudder position is algebraic is proportional to the sum of the speed and direction impulses.

Die Steuerung des Fahrzeuges um seine Längs-und Querachse erfolgt vorteilhaft in der Weise, daß elektrische Steuerimpulse von einem künstlichen Kreiselhorizont abgenommen werden und für die Steuerung entsprechender Servomotoren für das Querruder und das Höhenruder verwandt werden.The vehicle is controlled around its longitudinal and transverse axis advantageous in such a way that electrical control pulses from an artificial gyro horizon are removed and for controlling the corresponding servomotors for the ailerons and the elevator are used.

Die magnetische Abnahmevorrichtung wird auf diese Weise stabilisiert, d. h. in einer im wesentlichen waagerechten Ebene gehalten. Dies stellt eine voll elektrische selbsttätige Steuereinrichtung mit drei Steuerachsen dar, so daß nach Einstellung eines bestimmten Kurses und einer bestimmten Fluglage von Hand das Luftfahrzeug durch die Einrichtung selbsttätig auf diesem Kurs und in dieser Fluglage gehalten wird. Um dem Piloten eine leicht zugängliche Steuerung zum selbsttätigen Schwenken des Flugzeuges zur Verfügung zustellen, ist in Verbindung mit jedem Steuerkanal eine Schwenkvorrichtung vorgesehen. Die Schwenkvorrichtung 104 für das Seitenruder weist einen Potentiometerwiderstand 107 mit Gleitkontakt iio auf, welch letzterer durch eine Leitung 63 mit dem bewickelten Ständer 58 der Induktionsvorrichtung für die Schwerikungsgeschwindigkeit und dem bewickelten Ständer q.9 der induktiven Nachlaufvorrichtung mit dem Ein&ang des Verstärkers 40 verbunden ist. Der Widerstand 107 ist an eine Sekundärwicklung i 15 eines Transformators angeschlossen, dessen Primärwicklung I18 von einer geeigneten Wechselstromquelle aus erregt wird. Die Schwenkungsvorrichtungen für die Steuerkanäle der Quer- und Längsneigung sind in ähnlicher Weise wie die Schwenkungsvorrichtung für das Seitenruder ausgebildet. Die Gleitkontakte der einzelnen Vorrichtungen sind gewöhnlich auf die Mitte des Widerstandes eingestellt, so daß keine Impulse durch die Schwenkungsvorrichtungen an die entsprechenden Steuerkanäle übertragen werden.The magnetic pick-up device is stabilized in this way, d. H. held in a substantially horizontal plane. This represents a full electrical automatic control device with three steering axes so that after setting a certain course and a certain attitude by hand the aircraft by the facility automatically on this course and is held in this attitude. To give the pilot easily accessible controls for the automatic pivoting of the aircraft is available a pivoting device is provided with each control channel. The swivel device 104 for the rudder has a potentiometer resistor 107 with sliding contact iio on, which the latter through a line 63 with the wound stand 58 of the Induction device for the weighting speed and the wound stand q.9 of the inductive tracking device is connected to the input & ang of the amplifier 40 is. The resistor 107 is connected to a secondary winding i 15 of a transformer, the primary winding I18 of which is excited by a suitable alternating current source. The pivoting devices for the control channels of the lateral and longitudinal inclination are designed in a similar way to the pivoting device for the rudder. The sliding contacts of the individual devices are usually on the center of the Resistance adjusted so that no pulses from the pivoting devices be transmitted to the corresponding control channels.

Im übrigen können alle drei Gleitkontakte auf einer gemeinsamen Welle angebracht sein und durch einen einzigen Drehknopf betätigt werden, so daß bei Bedienung des letzteren das Flugzeug zu einer Schwenkung von gewünschtem Ausmaß veranlaßt wird, indem durch Verstellen der Gleitkontakte auf ihren Widerständen Steuerimpulse für Seiten-, Quer- und Höhenruder erzeugt werden, unabhängig von der magnetischen Abnahmevorrichtung, dem Schwenkungsgeschwindigkeitskreisel und den Abnahmevorrichtungen für Quer- und Längsneigung des Kreiselhorizontes.In addition, all three sliding contacts can be on a common shaft be attached and operated by a single knob, so that when operated the latter causes the aircraft to pivot to the desired extent by adjusting the sliding contacts on their resistors control pulses for rudder, aileron and elevator, independent of the magnetic Pick-up device, the slew rate gyro and the pick-up devices for transverse and longitudinal inclination of the gyro horizon.

Während einer selbsttätigen Schwenkung ist jedoch eine wirksame Trennung der magnetischen Abnahmevorrichtung i i von dem Seitenruderkanal erforderlich, da sonst jeder Ansatz zu einer Schwenkung durch die Vorrichtung i i unterbunden wird, weil letztere bestrebt ist, das Flugzeug ;auf seinem vorher festgelegten Kurs zu halten. Zu diesem Zweck ist der Motor 36, der gewöhnlich den Läufer 3o der induktiven Kupplungsvorrichtung 29 in seine Nullstellung bringt, mit einer elektromagnetischen Bremse in Form eines Stößels 123 versehen, der durch eine Feder 124 von dem Läufer des Motors abgehalten wird. Der Stößel wird durch eine Spule 125 beeinflußt, die über Leitungen 126, einen Schalter 127, eine Leitung 128 und einen Kupplungsschalter 129 an eine Batterie i3o angeschlossen ist. Wie deutlicher aus Fig.2 ersichtlich, kann beim Schließen des Kupplungsschalters 129 an die Batterie ferner angeschlossen werden eine Spule 131 zum Einrücken der Kupplung q.5, durch die der Servomotor 43 mit der Ruderfläche io verbunden wird, sowie Spulen 132 und 133, die in entsprechender Weise die Servomotoren für das Querruder und das Höhenruder mit den entsprechenden Ruderflächen kuppeln.However, there is an effective separation during a self-panning the magnetic pick-up device i i from the rudder channel is required because otherwise any attempt to pivot is prevented by the device i i, because the latter endeavors to keep the aircraft; on its predetermined course keep. For this purpose the motor 36, which is usually the rotor 3o, is the inductive Brings coupling device 29 into its neutral position, with an electromagnetic Brake in the form of a tappet 123 is provided by a spring 124 from the rotor of the engine is held. The plunger is influenced by a coil 125 which via lines 126, a switch 127, a line 128 and a clutch switch 129 is connected to a battery i3o. As can be seen more clearly from Figure 2, can also be connected to the battery when the clutch switch 129 is closed a coil 131 for engaging the clutch q.5 through which the servo motor 43 is connected to the rudder surface io, as well as coils 132 and 133, which in corresponding Way the servomotors for the ailerons and the elevator with the appropriate Couple the rudder surfaces.

Während des selbsttätigen Fluges in der Geraden ist der Kupplungsschalter 129 geschlossen, um eine antriebsmäßige Verbindung zwischen den Servomotoren und den zugehörigen Ruderflächen herzustellen, und der Schwenkungsschalter 127 ist ebenfalls geschlossen, so daß die Spule 125 erregt und der Läufer des Motors 36 durch den Stößel i25 gebremst wird; infolgedessen wird durch eine Azimutabweichung des Flugzeuges in der Läuferwicklung 3o durch die magnetische Abnahmevorrichtung I i ein Impuls erzeugt, der den Servomotor q.3 und damit das Seitenruder io betätigt.During the automatic flight in the straight line, the clutch switch 129 is closed to produce a driving connection between the servomotors and the associated control surfaces, and the pivot switch 127 is also closed, so that the coil 125 is energized and the rotor of the motor 36 is energized by the plunger i25 is braked; As a result, due to an azimuth deviation of the aircraft in the rotor winding 3o, the magnetic pick-up device I i generates a pulse which actuates the servo motor q.3 and thus the rudder io.

Beim Einleiten einer selbsttätigen Schwenkung wird der Schalter 127 geöffnet, so daß die Spule 125 stromlos wird und die Feder 124 den Stößel 123 vom Motor 36 zurückzieht, demzufolge der Motor sich in Abhängigkeit von den in der Läuferwicklung 30 erzeugten Impulsen frei drehen kann. Somit wird während einer selbsttätigen Schwenkung, obgleich die magnetische Abnahmevorrichtung i i dauernd einen Impuls erzeugt; der der Azimutabweichung proportional ist und in die Läuferwicklung 30 übertragen wird, durch den frei drehbaren Motor 36 der Läufer 3o in seine Nullstellung gebracht, so daß während einer solchen selbsttätigen Schwenkung kein Abweichungsimpuls aus der Abnahmevorrichtung i i in dem Steuerkanal für das Seitenruder zur Wirkung kommt.When an automatic pivoting is initiated, the switch 127 is opened so that the coil 125 is de-energized and the spring 124 pulls the plunger 123 back from the motor 36, so that the motor can rotate freely depending on the pulses generated in the rotor winding 30. Thus, during an automatic pivoting, although the magnetic pick-up device ii continuously generates a pulse; which is proportional to the azimuth deviation and is transmitted into the rotor winding 30 , brought into its zero position by the freely rotatable motor 36 of the rotor 3o, so that no deviation pulse from the pick-up device ii in the control channel for the rudder comes into effect during such an automatic pivoting.

Durch die in dieser Weise ausgebildete Anordnung, bei der der Motor 3 6 während des selbsttätigen Fluges in der Geraden gegen Drehung verriegelt ist und während des handgesteuerten Fluges oder während einer selbsttätigen Schwenkung entriegelt ist und in Tätigkeit treten kann, wird eine Synchronisierung erzielt, derart, daß die Einrichtung ständig im Gleichlauf gehalten wird, d. h. vor dem Einleiten eines selbsttätigen Fluges in der Geraden befindet sich die Läuferwicklung 3o der induktiven Kupplungsvorrichtung in ihrer Nullstellung, so daß sie unverzüglich .die Steuerung des Seitenruders übernehmen kann. In Abhängigkeit von einer Abweichung vom vorgeschriebenen Kurs wird in der Wicklung 30 ein zur Abweichung proportionaler Impuls erzeugt, und da der :Motor 36 gebremst oder verriegelt ist und die Wicklung 3o nicht in ihre Nullstellung bringen kann, wird der Impuls aus der Wicklung 3o weiter übertragen, so daß er den Servomotor 43 betätigt.The arrangement designed in this way, in which the motor 3 6 is locked against rotation during the automatic flight in the straight line and is unlocked and can come into operation during the manually-controlled flight or during an automatic pivoting, a synchronization is achieved in such a way that that the device is constantly kept in sync, ie before the initiation of an automatic flight in the straight line, the rotor winding 3o of the inductive coupling device is in its zero position, so that it can immediately .die control of the rudder. Depending on a deviation from the prescribed course, a pulse proportional to the deviation is generated in the winding 30 , and since the motor 36 is braked or locked and cannot bring the winding 3o into its zero position, the pulse from the winding 3o is transmitted on so that it operates the servomotor 43.

Während des selbsttätigen Fluges in der Geraden sind die Schalter 127 und 129 geschlossen, doch während einer selbsttätigen Schwenkung ist der Schalter 127 geöffnet, so daß der Motor 36 frei arbeiten kann. Andererseits ist während des handgesteuerten Fluges der Schalter i29 geöffnet, so daß die Servomotoren abgekuppelt sind und die Handsteuerung der Ruderflächen ermöglicht ist. In diesem Fall ist trotz des geschlossenen Schalters 127 die Spule 125 stromlos, da sie mit der Batterie i3o über den Kupplungsschalter in Verbindung steht, wodurch der Motor 36 frei arbeiten kann. Gegebenenfalls kann eine elektrische Trimmvorrichtung mit der Schwenkungsvorrichtung in Reihe geschaltet sein, um ein Trimmen der Seitenruder zu ermöglichen.The switches are on during the automatic flight in a straight line 127 and 129 closed, but the switch is during an automatic pivoting 127 opened so that the motor 36 can operate freely. On the other hand, during the manually controlled flight the switch i29 opened so that the servomotors were disconnected and manual control of the control surfaces is enabled. In this case it is despite of the closed switch 127, the coil 125 is de-energized because it is connected to the battery i3o is in communication via the clutch switch, whereby the motor 36 can operate freely can. If necessary, an electrical trimming device can be used the swivel device can be connected in series to trim the rudder to enable.

Die Erfindung gibt somit eine einfache und leichte Steuereinrichtung für kleine und schnelle Fahrzeuge bzw. Flugzeuge an die Hand, die mit Vorrichtungen versehen ist, durch die die Steuerung ständig synchronisiert wird, so daß sie sowohl im Anschluß an den handgesteuerten Flug als auch im Anschluß an eine selbsttätige Schwenkung unverzüglich und stoßfrei in Tätigkeit treten kann. Im übrigen ist die dargestellte Anordnung nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und kann im Rahmen der Erfindung vielseitige Abänderungen erfahren.The invention thus provides a simple and easy control device for small and fast vehicles or aircraft at hand with devices is provided through which the controller is constantly synchronized so that they can both in connection with the hand-controlled flight as well as in connection with an automatic one Swivel can come into action immediately and smoothly. By the way, is the The arrangement shown is only one embodiment of the invention and can within the framework the invention experienced many changes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the automatic control of Vehicles, in particular aircraft, in which a reference device in the event of deviations of the vehicle an electrical control pulse from the prescribed direction generated, which has a servomotor for actuating a steering device or control surface controls, characterized in that one of two mutually movable parts (28, 3o) existing pulse generator (29) in one part (28) of the control pulse the reference device (i i) receives and with the other part (3o) the servomotor (43) and an adjusting device (36) that feeds the parts when manually controlled of the pulse generator in a mutual zero position, in which no control pulse dem Servo motor is supplied, moved and during the automatic control by a locking device (123) can be made ineffective.

2. Establishment according to claim i, in which the pulse generator consists of a stator and rotor inductive coupling device is characterized in that the adjusting device (36) consists of a rotor (3o) driving motor, which usually by a braking device (123) is disabled.

3. Device according to claim i or 2, characterized in that the adjusting device (36) is a multi-phase induction motor is whose variable or control phase (35) by the control pulse from the pulse generator (29) is fed via an amplifier (33).

4. Device according to claim 3, characterized characterized in that the amplifier (33), at one output (34) of which the control phase (35) of the adjustment motor (36) is connected via a second output (38) the servomotor (43) for the steering device or the rudder (io) feeds.

5. Device according to Claims 2 to 4, characterized in that the braking device (123) against an elastic force (spring 124) by an electromagnetic device (125) in one of the two operating positions, e.g. B-. the position releasing the engine is moved.

6. Device according to claim 5, characterized in that a switch (127) in the circuit of the electromagnetic device (125) when adjusting the manual control (iio) is automatically brought from the rest position into the position releasing the motor.

7. Device according to claim 6, characterized in that that another switch (129) for coupling and uncoupling the control surfaces (io) of the vehicle with respect to its servo motors in the electric circuit of the electromagnetic Device (125) is that when uncoupling the rudder surfaces in any case Motor is released.