DE910598C - Kreiselhorizontanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kreiselgeräte, welche eine vertikale Bezugsrichtung liefern. Bekanntlich sind Kreiselhorizonte gewissen Fehlern unterworfen, so daß sie nicht das wahre Lot anzeigen. Da die Entwicklung zu immer höheren Geschwindigkeiten der Flugzeuge führt, erreichen diese Fehler eine solche Größe, daß die gegenwärtig benutzten Kreiselhorizonte nicht immer die richtige Bezugslage oder Darstellung des Flugzeugs in bezug auf seine Längs- und Querachse ergeben.

Die Erfindung bezweckt die Ausbildung von Kreiselgeräten, die eine genaue vertikale Bezugsrichtung liefern.

Die erfindungsgemäße Kreiselhorizontanlage ist sowohl gegen die Wirkung der Fliehkraft als auch gegen die Wirkung der linearen Beschleunigung auf das Pendel durch Anwendung eines neuartigen kreiselkompensierten Pendels kompensiert, wie es in der deutschen Patentschrift 855 624 beschrieben ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben.

Fig. ι A und 1B zeigen eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage. Wenn man diese Darstellungen nach der Linie C-C zusammenfügt, ergibt sich ein Schaltbild, welches auch die Verbindungen zwischen den Elementen der beiden Figuren zeigt.

Fig. 2 ist ein Diagramm, welches in Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 1 B verwendet wird.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt des kreiselkompensierten Pendels, der nach der Linie 3-3 der Fig. IA verläuft.

Fig. ι A zeigt einen Kreiselhorizont 10 mit einem Gehäuse 11, welches in geeigneter Weise an einem

(nicht dargestellten) Flugzeug befestigt ist, dessen Längsachse durch die Linie 12 angegeben ist. Der eigentliche Kreiselhorizont enthält ein Rotorgehäuse oder einen Rahmen 13, dessen (nicht dargestellter) Rotor um eine im wesentlichen vertikale Achse durch an sich bekannte Mittel angetrieben wird. Das Gehäuse 13 ist in dem Gehäuse 11 durch einen Kardanring 14 in üblicher Weise universal gelagert. Die größere horizontale Lagerachse 15 des Rotorgehäuses 13 des Kreiselhorizonts ist mit der Längsachse des Flugzeugs, auf welchem die Anlage verwendet wird, parallel oder zusammenfallend. Die Heinere horizontale Lagerachse 16 des Rotorgehäuses des Kreiselhorizonts ist mit der Querachse des Flugzeugs parallel oder zusammenfallend. Das Rotorgehäuse 13 ist an dem Gehäuse 11 im neutralen Gleichgewicht universal gelagert, so daß in ihm durch Coriolis-Beschleunigungskräfte kein Fehler auftreten kann, wenn das Flugzeug eine Wendung um seine vertikale Achse ausführt oder die Geschwindigkeit in Richtung seiner Längsachse ändert. Ein Drehtransformator 17 ist an der Querachse 16 des Kreiselhorizonts angebracht. Der Rotor des Drehtransformators ist mit dem Gehäuse 13 verbunden und wird aus einer geeigneten Wechselstromquelle 18 gespeist. Sein Stator ist in geeigneter Weise an dem Kardanring 14 des Kreiselhorizonts angebracht. Das Gerät enthält ferner einen Drehtransformator 20 an der Längs- oder Rollachse 15. Der Drehtransformator 20 besitzt einen Rotor, der mit dem Kardanring 14 verbunden ist und von einer geeigneten Stromquelle 21 gespeist wird. Sein Stator ist mit dem Gehäusen des Kreiselhorizonts verbunden. Die Rotoren der Drehtransformatoren 17 und 20 sind durch den Kreiselhorizont stabilisiert, während ihre Statoren die Bewegung des Flugzeugs aus der Bezugslage um die Quer- und Längsachse mitmachen. Befindet sich das Flugzeug in seiner Normallage, so liefern die Drehtransformatoren 17 und 20 keinen Ausgangsstrom. Wenn diese Lage verlassen wird, treten die Drehtransformatoren in Wirkung und liefern, wenn sie entsprechend angeschlossen sind, ein Ausgangssignal, dessen Größe von dem Ausmaß der Abweichung und dessen Phasenrichtung von der Richtung der Abweichung abhängt. Wenn sie an einen weiteren Drehtransformator angeschlossen sind, wird in dem zweiten Drehtransformator die Achse eines magnetischen Wechselfeldes parallel zu dem Rotor des ersten Drehtransformators eingestellt. Der Kreiselhorizont besitzt ferner Aufrichtungseinrichtungen in Form von Drehmomentmotoren 22 und 23. Diese Motoren können nach Art eines zweiphasigen Induktionsmotors mit Käfigläufer ausgebildet sein. Wie unten näher beschrieben, ist der Kreiselhorizont sowohl gegen die Erddrehung als auch gegen die wahre Geschwindigkeit (gegen Erde) des Flugzeugs kompensiert. Die Ausgangskreise der Drehtransformatoren 17 und 20 können, wie dargestellt, über die Leitungen 24 und 25 so angeschlossen sein, daß die Tätigkeit einer selbsttätigen Flugzeugsteuerung oder ein Quer- und Längsneigungsanzeigegerät der üblichen Bauart gesteuert wird. Es sei bemerkt, daß die vorher beschriebenen EIemente des Kreiselhorizonts, welche Bestandteile der erfindungsgemäßen Anlage bilden, an sich bekannt sind.

Gemäß der Erfindung besteht die Schwerkraftnormale für den Kreiselhorizont 10 aus einer Einrichtung, die in dieser Beschreibung als kreiselkompensiertes Pendel bezeichnet wird und räumlich von dem Kreiselhorizont getrennt sein kann. Diese Einrichtung ist in der Zeichnung als Ganzes mit 26 bezeichnet und umfaßt ein Gehäuse 27, welches auf dem Flugzeug zweckmäßig in einem Punkt angebracht wird, der möglichst nahe an dem Schwerpunkt des Flugzeugs liegt. Dieser Punkt kann von der Stelle, wo der Kreiselhorizont an dem Flugzeug angebracht ist, gegebenenfalls entfernt liegen. In jedem Fall sind der Kreiselhorizont und seine Bezugseinrichtung 26 als getrennte Einheiten der erfindungsgemäßen Anlage zu betrachten. Wie aus Fig. 1A und Fig. 3 ersichtlich, besitzt die Einrichtung 26 ein Pendel 28, welches in dem Gehäuse 27 derart universal gelagert ist, daß es sich um die Achse 30, welche parallel zur Längsachse des Flugzeugs liegt und um die Achse 31, welche parallel zu der Querachse des Flugzeugs verläuft, bewegen kann. In der Einrichtung 26 ist das Pendel als ein Teil eines Kreiselrotorgehäuses 32 ausgebildet, dessen kleinere Horizontalachse in dem Kardanring 33 der Achse 31 und dessen größere Horizontalachse der Achse 30 entspricht. Die Anbringung des Kreiselrotors 34 an dem Pendel der Einrichtung 26 in dem Rotorgehäuse 32 kann so aufgefaßt werden, daß der Kreiselrotor sich um eine Achse dreht, die mit der Querachse 31 des Pendels zusammenfällt. Der Rotor 34 wird von einem Motor mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die proportional ist zu der wahren Luftgeschwindigkeit des Flugzeugs, auf welchem die Anlage verwendet wird. Die Stator wicklungen des für diesen Zweck verwendeten Motors sind in Fig. 3 mit 35 bezeichnet.

Die Schwerkraftbezugseinrichtung 26 besitzt ferner einen Drehtransformator 36 auf der Achse 31 und einen entsprechenden Drehtransformator 37 auf der Achse 30. Der Stator des Drehtransformators 36 ist an dem Kardanring 33 befestigt, und der Rotor dieses Drehtransformators kann sich mit dem Gehäuse 32 oder Pendel 28 um die Achse 3.1 bewegen, da er fest mit diesem verbunden ist. Der Stator des Drehtransformators 37 ist an dem Gehäuse 27 angebracht, während der zugehörige Rotor mit dem Ring 33 fest verbunden ist, so daß er sich mit dem Gehäuse 32 oder Pendel 28 bewegt, wenn diese sich um die Achse 30 bewegen, die parallel zu der Längsachse des Flugzeugs liegt. Die Einrichtung 26 enthält ferner zwei Drehmomentmotoren 38 und 40, die ähnlich ausgebildet sind wie die Motoren 23 und 22 des Kreiselhorizonts 10. In diesem Fall bewegt der Motor 38 das Rotorgehäuse 32 oder Pendel 28 um die Achse 31, und der Motor 40 bewirkt entsprechend die Bewegung um die Achse 30.

Das kreiselkompensierte Pendel arbeitet so, daß das Pendel gegen Fehler auf Grund von Beschleunigungen kompensiert wird, wenn das Flugzeug eine Wendung um seine vertikale Achse ausführt oder seine Geschwindigkeit in Längsrichtung ändert. Wenn das Flugzeug sich um seine vertikale Achse dreht, wird die auf .das Pendel 28 einwirkende Fliehkraft, welche den Kardanring 33 aus der horizontalen Ebene zu kippen, d. h. um die Achse 30 zu drehen sucht, ein Drehmoment erzeugen, welches gerade ausreicht, um eine Präzession des Kreiselrotors 34 um eine vertikale Achse mit derselben Geschwindigkeit hervorzurufen, mit der das Flugzeug bei einer vorbestimmten Luftgeschwindigkeit wendet. In anderer Weise betrachtet, wird dem durch den Kreisel während einer Wendung hervorgerufenen Präzessionsmoment eine gleiche und entgegengesetzte Fliehkraft entgegenwirken, die auf das Pendel einwirkt und sonst zur Folge hätte, daß das Pendel aus der Lotrechten ausschwingt.

Bei einer Beschleunigung oder Verzögerung in Richtung der Längsachse des Flugzeugs sucht das Pendel um die Achse 31 zu schwingen. Diesem Bestreben wird durch ein kompensierendes Dreh-

»5 moment Widerstand entgegengesetzt, welches auf das Pendel infolge einer entsprechenden Geschwindigkeitsänderung des Kreiselrotors 34 einwirkt. Unter diesen beiden Verhältnissen wird das Pendel 28 der Bezugseinrichtung 26 in der wahren vertikalen Lage bleiben.

Der Kreiselhorizont wird in Abhängigkeit von der Bezugseinrichtung 26 gebracht, indem die Lage des Pendels und des Kreiselhorizonts in bezug auf ihre Längs- und Querachsen verglichen und auf den Kreiselhorizont bei einer Abweichung ihrer passenden Lagebeziehung ein ihn aufrichtendes Drehmoment ausgeübt wird. Zu diesem Zweck erzeugt der Ausgangskreis des Drehtransformators 36 auf der Achse 31 des Bezugsgerätes in Verbindung mit dem Ausgangskreis eines ähnlichen Drehtransformators 17 an dem Kreiselhorizont ein Signal, welches die Aufrichtung des Kreiselhorizonts steuert. Dies ist dargestellt durch die Leitung 45 zwischen den Drehtransformatoren 17 und 36 sowie durch die Leitung 41, die von dem Drehtransformator 36 über den Verstärker 42 zu dem Drehmomentmotor 22 führt. Für die andere Achse ist eine Leitung 46 vorgesehen, welche die Drehtransformatoren 20 und 37 verbindet, wobei die Leitung 43 von dem Drehtransformator 37 ausgeht und in Verbindung mit dem Drehtransformator 20 den Drehmomentmotor 23 über einen Verstärker 44 steuert. Wenn die Rotoren der Drehtransformatoren in einem von beiden Systemen nicht in der Lage übereinstimmen, wird ein Ausgangsstrom erzeugt, auf welchen der entsprechende Drehmomentmotor an dem Kreiselhorizont anspricht, um die Lage wiederherzustellen. Das Gerät 26 bildet somit in der beschriebenen Weise ein Schwerkraftbezugssystem, von welchem der Kreiselhorizont abhängig ist. Die beschriebenen Übertragungssysteme bilden ein Mittel, um die Ausgangsgrößen der beiden Drehtransformatoren zu kombinieren, und die betreffenden Drehmomenterzeuger oder Motoren 22 und 23 an dem Kreiselhorizont sprechen auf die einzelnen Einrichtungen der Kombination an.

Wie beschrieben, kann die Steuereinrichtung, welche den Kreiselhorizont 10 und das Bezugsgerät 26 verbindet, auch zwei integrierende Netzwerke enthalten, die bei 47 und 48 angedeutet sind. Das Netzwerk 47 bildet eine Einrichtung, welche einen Teil des Ausgangsstromes des die Drehtransformatoren 36 und 17 enthaltenden Übertragungssystems integriert, da es an die Leitung 41 angeschlossen ist. Der Ausgangsstrom des Netzwerks 47 wird über die Leitung 50 dem Verstärker 42 zugeführt, um den Eingangsstrom des Motors 22 zu ergänzen. Der Motor 22 spricht somit auf den Ausgangsstrom des die Drehtransformatoren 36 und 17 enthaltenden Übertragungssystems und auf den Ausgangsstrom des integrierenden Netzwerks 47 an. Das Netzwerk 48 bewirkt in ähnlicher Weise die Regelung des Drehmomentmotors 23, da sein Ausgangsstrom über die Leitung 51 dem Verstärker 44 zugeführt wird. Der Eingang des Netzwerks 48 ist an die Leitung 43 angeschlossen, so daß ihm ein Teil des Ausgangsstromes des die Drehtransformatoren 2i7 und 20 enthaltenden Übertragungssystems zugeführt wird. Da der im neutralen Gleichgewicht befindliche Kreiselhorizont 10 hinsichtlich der Erddrehung und der Flugzeuggeschwindigkeit gegen Erdboden, wie später beschrieben wird, korrigiert ist, liefert der mittlere Ausgangsstrom der beschriebenen Übertragungssysteme ein Maß für die restliche Gleichgewidhtsabweichung des Kreiselhorizonts. Ein Teil dieser Signale wird durch die Netzwerke 47 und 48 integriert und den Drehmomentmotoren 22 und 23 zugeführt, so daß die Gleichgewichtsabweichung des Kreiselhorizonts im wesentlichen aufgehoben wird.

Gemäß der Erfindung wird eine Dämpfung der Schwerkraftbezugseinridhtung oder des Pendels 28 oder Pendelgehäuses 32 des kreiselkompensierten Pendelgerätes 23 vorgesehen. Zu diesem Zweck wird der Motor 38 auf der Querachse des Gerätes 26 durch den Ausgangsstrom eines Verstärkers 52 betrieben, welcher aus einem differenzierenden Netzwerk 53 über die Leitung 54 gespeist wird. Der Eingang des Netzwerkes 53 ist an einem Abgriff der Leitung 41 angeschlossen, welche den Ausgangsstrom des die Drehtransformatoren 36 und 17 enthaltenden Übertragungssystems führt. Durch diese Anordnung kann die Änderungsgeschwindigkeit des kombinierten Ausgangs- signals der Drehtransformatoren 36 und 17 ausgenutzt werden, um Schwingungen des Pendels um seine Achse 31 zu dämpfen. Der Motor 38 bildet eine Einrichtung, welche auf den Ausgangsstrom des differenzierenden Netzwerks anspricht und so- iao mit Schwingungen des Pendels 28 oder Pendelgehäuses 32 um seine kleinere Tragachse dämpft. Bezüglich der Achse 30 wird das Pendel 28 oder das Pendelgehäuse 32 des Gerätes 26 mittels des Motors 40 und des Verstärkers 55, dessen Ausgangsstrom den Motor speist, und mittels eines

weiteren Difi'erenzierungsnetzwerks 56 gedämpft, welches mit dem Verstärker 55 über die Leitung 57 verbunden ist. Das Netzwerk 56 ist an die Ausgangsleitung 43 des die Drehtransformatoren 37 und 20 enthaltenden Übertragungssystems angeschlossen. Der Motor 40 spricht somit auf den Ausgangsstrom der Differenzierungseinrichtung 56 an und dämpft die Schwingungen des Pendels 28 oder Pendelgehäuses 32 um seine Längsachse 30. Gemäß der Erfindung sind ferner Mittel vorgesehen, um den Kreiselrotor 34 des Gerätes 26 mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, die zu der wahren Luftgeschwindigkeit des Flugzeugs proportional ist. Wie dargestellt, wird der denKreiselrotor 34 antreibende Motor von dem Ausgangsstrom eines Verstärkers 58 betrieben, der von einem Zweiphasengenerator 60 gespeist wird. Dieser wird unmittelbar durch die Welle 61 angetrieben, welche ihrerseits mit einer Drehzahl angetrieben wird, die proportional zu der wahren Luftgeschwindigkeit des Flugzeugs ist. Der Antrieb der Welle 61 ist schematisch als ein die wahre Luftgeschwindigkeit messendes Gerät 65 an sich bekannter Art dargestellt. Das Gerät 65 treibt ferner einen Generator 70 für 400 Hz an, welcher ein der wahren Luftgeschwindigkeit des Flugzeugs proportionales Signal erzeugt. Wie aus Fig. 1B ersichtlich, wird dieses Signal der Primärwicklung des Transformators 71 über die Leitung 72 zugeführt. Die Sekundärwicklung des Transformators 71 liefert ein Signal, welches in Fig. 2 durch den Vektor Vs dargestellt ist, der die wahre Luftgeschwindigkeit des Flugzeugs veranschaulicht. Die Richtung des Vektors Vs verläuft in der Längsachse 12 des in Fig. 2 gezeigten Flugzeugs 73, dessen Querachse mit 74 bezeichnet ist. Das Gerät 65 und der Generator 70 stellen somit eine Einrichtung dar, welche ein Signal gemäß der wahren Luftgeschwindigkeit des Flugzeugs erzeugt.

Eine Bezugslinie, wie z. B. die Nordrichtung, wird zur Bestimmung des wahren Kurses Φ des Flugzeugs, im vorliegenden Fall durch ein (nicht dargestelltes) Kompaßsystem der in der britischen Patentschrift 638 972 beschriebenen Bauart, geliefert. Wie in Fig. 1B gezeigt, ist der Ausgangskreis dieses Kompaßsystems an den Stator eines als Drehtransformator ausgebildeten Drehfeldsignalgenerators 75 auf der Welle 77 durch eine Leitung 76 angeschlossen. Die Leistung für den Antrieb der Welle 77 liefert ein Motor 80, der über einen Leistungsverstärker 81 von dem aus dem Generator 75 kommenden Signal gesteuert wird und die Welle 77 in eine Lage bewegt, die den wahren Kurs Φ des Flugzeugs darstellt. Der Motor 80 ist mit der Welle 77 über Zahnräder 81, 82 verbunden. Eine Korrektion der magnetischen Änderung der Bezugslinie kann von Hand mittels des Knopfes 83 vorgenommen werden, welcher den Stator des Stellungsübertragerempfängers 75 über die Zahnräder 84, 85 und Welle 86 verstellt. Die Welle 77 kann einen Zeiger 87 für den wahren Kurs, welcher auf einer (nicht dargestellten) Kompaßrose ablesbar ist, über Zahnräder 88, 90 und Welle 91 betätigen. Die Welle 77 verstellt auch den Rotor eines als Drehtransformator ausgebildeten Vektorzerlegers 92 über die Zahnräder 93, 94 und Welle 95. Der Rotor des Vektorzerlegers 92 erhält ein Signal aus einem Drehtransformatorübertrager 96, welches dem Kosinus^ der geographischen Breite des Flugzeugs proportional ist. Der Rotor der Einrichtung 96 ist mit dem Knopf 97 für die Breiteneinstellung durch die Welle 98 verbunden. Die Leitung 100 verbindet den Stator der Einrichtung 96 mit dem Rotor des Vektorzerlegers 92.

Der Stator des Vektorzerlegers besitzt zwei um 90⁰ (el.) versetzte Wicklungen, so daß das aus der Einrichtung 96 kommende Signal für den Kosinus der Breite mit dem Sinus und Kosinus des wahren Flugzeugkurses multipliziert wird. Diese Signale werden dann über die betreffenden Verstärker 44 und 42 den Drehmomentmotoren 23 bzw. 22 an dem · Kreiselhorizont zugeführt, um diesen gegen Abtrift auf Grund der horizontalen Komponente der Erddrehung ganz zu korrigieren. Die von der einen Wicklung des Vektorzerlegers 92 ausgehende Leitung 101 führt mit der Leitung 41 zu dem Verstärker 42. Die von der anderen Wicklung des Gerätes 92 abgehende Leitung 102 führt mit der Leitung 43 zu dem Verstärker 44. Die Kombination der Bezugsrichtungsgeräte, der Vektorzerleger 92 und das Gerät 96, bilden eine Einrichtung, welche Korrektionssignale in Übereinstimmung mit den Komponenten der Erddrehung um die Längs- und Querachse des Flugzeugs erzeugt. Die horizontale Komponente der Erddrehung um die Achse 12 oder 15 wird durch das Signal korrigiert, welche dem Drehmomentmotor 22 von der beschriebenen Einrichtung zugeführt wird. Die horizontale Komponente der Erddrehung um die Achse 16 oder 74 wird durch das Signal korrigiert, welches dem Drehmomentmotor 23 von der beschriebenen Einrichtung zugeführt wird.

Der Kreiselhorizont ist auch gegen Abtrift korrigiert, die von der Flugzeuggeschwindigkeit gegen Erde herrührt. Diese Korrektion ist von gleicher Art wie die Korrektion für die horizontale Komponente der Erddrehung. Sie beruht auf der Drehung des Flugzeugs um den Erdmittelpunkt. Wegen der Genauigkeit berücksichtigt diese Korrektion die Erdgeschwindigkeit und den Weg des Flugzeugs. Die Größenordnung dieser Korrektion ist in extremen Fällen etwa dieselbe Größenordnung wie die Korrektur für die Erddrehung. Beispielsweise ist bei einer Fluggeschwindigkeit von 1100 km pro Stunde und einem Achterwind von 360 km pro Stunde die Geschwindigkeit gegen Erde 1460 km pro Stunde, d. h. etwa ⁹/io der Erdgeschwindigkeit am Äquator, wo die Korrektion für die Erddrehung an dem Kreiselhorizont ihren höchsten Wert hat.

Gemäß der Erfindung wird die Abtrift des Kreisel'horizfflnts, welche von der relativen Flugzeuggeschwindigkeit gegen Erde herrührt, durch eine Einrichtung korrigiert, welche einen Vektorzerleger 103 von ähnlicher Bauart wie das Gerät 92

enthält. In diesem Fall wird der mit zwei Wicklungen ausgerüstete Teil des Zerlegers durch die Welle 95 in Übereinstimmung mit der Bezügslage der Welle ¹Jj eingestellt, wodurch der wahre Flugzeugkurs berücksichtigt wird. Der andere Teil des Zerlegers 103 wird von Hand durch einen Knopf 104 gemäß der Windrichtung eingestellt, die in Fig. 2 durch Φιυ dargestellt ist. Der die Größe der Windgeschwindigkeit darstellende Vektor Vw wird

ίο von Hand durch ein Potentiometer 105 eingestellt, dessen beweglicher Arm 106 nach der Handverstellung des Knopfes 107 eingestellt wird. Das Potentiometer 105 und der Zerleger 103 sind durch Leitungen 108 miteinander verbunden. Ähnlich wie der Zerleger 92 zerlegt das Gerät 103 ein dem Vektor Vw proportionales Signal in Komponenten, von denen die eine nach der Längsachse 12 und die andere nach der Querachse 74 des Flugzeugs gerichtet ist. Nach Fig. 2 ist Vw₁ die Komponente der Windgeschwindigkeit nach der Flugzeugachse 12 und Vw₂ die Windgeschwindigkeitskomponente nach der Flugzeugachse 74. Das der Längskomponente der Windgeschwindigkeit proportionale Signal wird durch die Leitung 109 der Sekundärwicklung des Transformators 71 zugeführt, wo es in diesem Fall mit dem zu Vs proportionalen Signal additiv zusammengesetzt wird. Die zusammengesetzten Signale werden über die Leitung 110 zu der Leitung 101 und dann über den Verstärker 42 dem Drehmomentmotor 22 zugeführt. Das der Querkomponente der Windgeschwindigkeit proportionale Signal wird über die Leitungen in, 112 der Leitung 102 und dann über den Verstärker 44 dem Drehmomentmotor 23 zugeführt. Die dem Kreiselhorizont auf diese Weise zugeführten Korrektionen entsprechen der jeweiligen Erdbahn und Geschwindigkeit des Flugzeugs, die in Fig. 2 durch den Winkel 0g bzw. Vektor V angegeben sind. Der Verstärker 44 ist ein Mittel, um die Signale der Querkomponenten der Erddrehungskorrektion und der Flugzeuggeschwindigkeitskorrektion zusammenzusetzen. Der Verstärker 42 ist ein Mittel, um die Längskomponentensignale der Erddrehungskorrektion und der Flugzeuggeschwindigkeitskorrektion zusammenzusetzen.

Die Schwerkraftbezugsrichtung des Systems ist gegen Coriolis-Beschleunigungskräfte korrigiert. Es sind Mittel vorgesehen, um Signale in Übereinstimmung mit der Komponente dieser Beschleunigung nach der Längs- und Querachse des Flugzeugs zu erzeugen. Das Signal, welches der Längskomponente der Coriolis-Beschleunigung entspricht, wird aus dem Potentiometer 105, Zerleger 103, Bezugsrichtung und Transformator 71 abgeleitet und durch den Vektor V in Fig. 2 dargestellt. Dieses Signal wird einem Drehtransformator 113 über die Leitung 114 zugeführt. Die Einrichtung 113 multipliziert das Signal mit einem Faktor, welcher dem Sinus der Breitenlage des Flugzeugs entspricht. Der Ausgangsstrom des Gerätes 113 wird dem Drehmomentmotor 40 zur Ausführung der erforderlichen Korrektion über die Leitung 115 und den Verstärker 55 zugeführt.

Das Signal, welches der Querkomponente der Coriolis-Beschleunigung entspricht, wird aus dem Potentiometer 105, Zerleger 103 und Bezugsrichtung abgeleitet und ist in Fig. 2 durch den Vektor Vw₂ dargestellt. Dieses Signal wird dem Drehtransformator 116 durch die mit der Leitung in verbundene Leitung 117 zugeführt. Das Gerät multipliziert das Signal mit einem Faktor, welcher dem Sinus der Breitenlage des Flugzeugs entspricht. Der Ausgangsstrom des Gerätes 116 wird dem Drehmomentmotor 38 zur Ausführung der erforderlichen Korrektion über die Leitung 118 und den Verstärker 52 zugeführt. Die Rotoren der Geräte 113 und 116 sind mit der Welle 98 verbunden, welche von Hand nach der Breitenlage des Flugzeugs eingestellt wird.

Um das System für den Effekt der Vertikalkomponente der Erddrehung um die Längsachse des kreiselkompensierten Pendels 26 zu korrigieren, ist eine Einrichtung in Form eines Potentiometers 120 vorgesehen, welches den Eingang des Verstärkers 55 halbiert. Diese Korrektion hat das entgegengesetzte Vorzeichen und etwa die halbe Größe wie das Ausgangssignal des Gerätes 116. Anstatt ein getrenntes Signal mit entgegengesetztem Vorzeichen und der halben Größe des Signals des Gerätes 116 abzuleiten und es dem go Verstärker 55 zuzuführen, kann man den gleichen Effekt mit Hilfe des Potentiometers 120 erreichen. Einen ähnlichen Effekt für die Querachse oder Achse 31 des Gerätes 26 gibt es nicht.

Claims (19)

1. Patentansprüche:

   i. Kreiselhorizontanlage, bestehend aus einem Kreiselhorizont, dessen Rotortragrahmen so gelagert ist, daß er eine Winkelbewegung um zwei zueinander senkrechte Achsen ausführen kann, und aus einem auf die Schwerkraft ansprechenden Steuergerät, welches das Kippen des Rotortragrahmens feststellt und die die Kippbewegung verkleinernden Drehmomente regelt, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Schwerkraft ansprechende Steuergerät (26) ein Pendel (28) aufweist, welches um eine in der Längsrichtung des Flugzeugs einzustellende Achse (30) und/oder um eine in der Querrichtung einzustellende Achse (31) schwingt und mit einem Kreisel (34) versehen ist, der um eine in der Querrichtung einzustellende Achse (31) mit einer Geschwindigkeit umläuft, die im wesentlichen der Flugzeuggeschwindigkeit entspricht, so daß eine Ablenkung des Pendels durch Wirkung von Beschleunigungskräften während einer Flugzeugwendung und/oder einer Geschwindigkeitsänderung in Längsrichtung des Flugzeugs im wesentlichen verhindert wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (28) universal um zwei zueinander senkrechte Achsen (30, 31) gelagert ist, welche in Längs- bzw. Querrichtung des Flugzeugs zu stellen sind.
3. 3· Einrichtung nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotortragrahmen (13) universal um zwei zueinander senkrechte Achsen (15, 16), die der Querachse bzw. Längsachse des Flugzeugs entsprechen, und das Pendel (28) universal um zwei zueinander senkrechte Achsen (30, 31), welche zu den Achsen (15, 16) des Rotortragrahmens (13) parallel liegen, gelagert ist,
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Pendel (28) gelagerte Kreisel (34) um eine Achse (31) umläuft, die mit der Querachse (31) des Pendels (28) zusammenfällt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß selbsttätige Einrichtungen (60, 65, 70) vorgesehen sind, welche die Drehzahl des an dem Pendel (28) gelagerten Kreisels (34) entsprechend der Flug-

   ao zeuggeschwindigkeit steuern.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (28) mit einem Winkelübertrager (36) an seiner Querachse (31) versehen ist, welcher Signale in Abhängigkeit von der relativen Kippbewegung des Rotor tragrahmens (13) und des Pendels (28) um die entsprechenden Achsen (16,31) liefert.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Querachse vorgesehene Winkelübertrager (36) in ein Übertragungssystem (36, 17, 45) zwischen dem Kreiselhorizont (10) und dem auf die Schwerkraft ansprechenden Gerät (26) eingeschaltet ist, welches auch einen Winkelübertrager (17) enthält, der an der entsprechenden Achse (16) des Rotortragrahmens (13) angeordnet ist und bei Abweichung des Rahmens (13) von einer Nullstellung um diese Achse (16) ein Ausgangssignal liefert.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (28) mit einem Winkelübertrager (37) an seiner Längsachse (30) versehen ist, welcher Signale in Abhängigkeit von der relativen Kippbewegung des Rotortragrahmens (13) und des Pendels (28) um entsprechende Achsen (15, 30) liefert.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der in Längsrichtung vorgesehene Winkelübertrager (37) in ein Übertragungssystem (37, 20, 46) zwischen dem Kreiselhorizont (10) und dem auf die Schwerkraft ansprechenden Gerät (26) eingeschaltet ist, welches auch einen Winkelübertrager (20) enthält, der an der entsprechenden Achse (15) des Rotortragrahmens (13) angeordnet ist und bei Abweichung des Rahmens (13) aus einer Nullstellung um diese Achse (15) ein Ausgangssignal liefert.
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Kreiselhorizont zur Ausübung von Drehmomenten vorgesehene Vorrichtung (22 oder 23) auf das Ausgangssignal jedes der beiden Übertragungssysteme anspricht.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (47 oder 48) vorgesehen sind, welche einen Teil des Ausgangssignals des Übertragungssystems (36, 17, 45 oder 37, 20, 46) integrieren, und daß die an dem Kreiselhorizont (10) zur Ausübung von Drehmomenten vorgesehenen Einrichtungen (22 oder 23) auf das Ausgangssignal des Übertragungssystems und der integrierenden Einrichtungen (47 oder 48) ansprechen.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (28) mit einer Vorrichtung (38 oder 40) oder mit Vorrichtungen versehen ist, welche auf dieses Drehmomente um eine oder beide Achsen (31 oder 30) ausüben.
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen 53 oder 56 vorgesehen sind, welche die die relative Winkelverschiebung des Rotortragrahmens (13) und des Pendels (28) darstellenden Signale differenzieren und das differenzierte Signal einer oder beiden dem Pendel zugeordneten Vorrichtungen (38 oder 40) zuführen, um das Pendel zu dämpfen.
14. 14. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (28) aus dem pendelnd aufgehängten Rotorgehäuse (32) des Kreisels (34) besteht.
15. 15. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotortragrahmen (13) des Kreiselhorizonts (10) im neutralen Gleichgewicht gelagert ist und Rechenvorrichtungen (92, 71, 103) vorgesehen sind, welche Signale als Funktion der Komponente der Erddrehung nach der Längsachse, der wahren Luftgeschwindigkeit und/oder der Windgeschwindigkeitskomponente nach der Längsachse des Flugzeugs errechnen und sie einer Vorrichtung (22) zuführen, welche Drehmomente um die Längsachse (15) des Rotor- · tragrahmens (13) des Kreiselhorizonts (10) ausübt.
16. 16. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotortragrahmen (13) des Kreiselhorizonts (10) im neutralen Gleichgewicht gelagert ist und Rechenvorrichtungen (92, 103) vorgesehen sind, welche Signale als Funktion der Komponente der Erddrehung nach der Querachse des Flugzeugs und/oder der Windgeschwindigkeitskomponente nach der Querachse des Flugzeugs errechnen und sie einer Vorrichtung (23) zu- iao führen, welche um die Querachse (16) des Rotortragrahmens (13) des Kreiselhorizonts (10) Drehmomente ausübt.
17. 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12

    bis 15, gekennzeichnet durch Rechenvorrichtungen (103, 116), welche Signale als Funktion

    der Komponente der Coriolis-Beschleunigung nach der Querachse des Flugzeugs errechnen und sie einer Vorrichtung (38) zuführen, welche um die Querachse (31) des Pendels (28) ein Drehmoment ausübt.
18. 18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, gekennzeichnet durch Rechenvorrichtungen (113, 103, 71), welche Signale als Funktion der Komponente der Coriolis-Beschleunigung nach der Längsachse des Flugzeugs errechnen und sie einer Vorrichtung (40) zuführen, welche um die Längsachse (30) des Pendels (28) ein Drehmoment ausübt.
19. 19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (120), welche Signale als Funktion der Erddretiungskomponente um die Längsachse (30) errechnet und sie einer Vorrichtung (40) zuführt, welche um die Längsachse (31) des Pendels (28) Drehmomente ausübt.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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