DE911550C

DE911550C - Device for stabilizing a straightening device that can be pivoted in a certain plane

Info

Publication number: DE911550C
Application number: DEB11717A
Authority: DE
Original assignee: Bendix Aviation Corp
Current assignee: Bendix Aviation Corp
Priority date: 1945-03-14
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1954-05-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Stabilisierung eines in einer bestimmten Ebene verschwenkbaren Richtgerätes, beispielsweise einer Radarantenne, gegen Roll- und Stampf bewegungen, wenn dieses Richtgerät auf schwankenden Fahrzeugen, wie z. B. Luft- oder Wasserfahrzeugen, angeordnet ist.The invention relates to a device for stabilizing a vehicle in a certain plane pivotable straightening device, for example a radar antenna, against rolling and pitching movements, when this straightening device on swaying vehicles, such as. B. Aircraft or watercraft, is arranged.

Zur Stabilisierung von Richtgeräten der vor beschriebenen Art hat man bereits Kreiselanordnungen vorgeschlagen, um die Stampf- und Rollbewegung des Fahrzeuges auf unabhängige Servomotorsysteme zu übertragen. Bei einer derartigen Anordnung kann die zu stabilisierende Vorrichtung in einer zweckmäßigen Kreiselrahmenaufhängung angeordnet sein, und die beiden Servomotor systeme sind mit der Kreiselrahmenaufhängung verbunden, um die Einrichtung in einer beispielsweise waagerechten Ebene zu halten. Diese Konstruktion ist ungefüge, schwer und kostspielig, weil zwei gesonderte und getrennte Servomotorsysteme erforderlich sind. Da es außerdem notwendig ist, eine beträchtliche Masse zu stabilisieren, müssen große Leistungen von den Servomotorsystemen aufgebracht werden, um die gewünschten Resultate zu erzielen. »5 To stabilize straightening devices of the type described above, gyro arrangements have already been proposed in order to transfer the pitching and rolling movement of the vehicle to independent servomotor systems. In such an arrangement, the device to be stabilized can be arranged in an appropriate gyro frame suspension, and the two servo motor systems are connected to the gyro frame suspension in order to keep the device in a, for example, horizontal plane. This construction is awkward, heavy, and costly because it requires two separate and separate servo motor systems. In addition, since it is necessary to stabilize a considerable mass, large powers must be exerted by the servomotor systems in order to achieve the desired results. »5

Andererseits ist vorgeschlagen worden, einen Kreisel in Kombination mit einem einzigen Servomotorsystem zu benutzen. Diese bekannte Anordnung weist eine Einrichtung auf, die mit einer einzigen Achse des Kreisels verbunden ist, um das Servomotorsystem zu erregen, und macht es erforderlich, daß der Kreisel auf der zu stabilisierenden Vorrichtung angeordnet ist, wobei die letztere und der Kreisel in einer bestimmten Ebene gedrehtOn the other hand, it has been proposed to use a gyro in combination with a single servo motor system to use. This known arrangement has a device which is connected to a single axis of the gyroscope for the Servo motor system to excite, and makes it necessary that the gyro on the to be stabilized Device is arranged, the latter and the gyro rotated in a certain plane

werden. Der Nachteil eines derartigen Systems besteht darin, daß der Kreisel durch die Bewegungen und Schwingungen Beschleunigungskraften ausgesetzt ist. die unter gewissen Bedingungen eine Präzession des Kreisels bewirken. So werden Fehler in das System eingeführt, die eine einwandfreie Stabilisierung der Vorrichtung verhindern.will. The disadvantage of such a system is that the gyro through the movements and vibrations is exposed to acceleration forces. which under certain conditions a Cause the top to precession. This is how bugs are introduced into the system that result in a flawless Prevent stabilization of the device.

Eine der Aufgaben der Erfindung besteht darin, eine neue Vorrichtung zur Stabilisierung eines, in ίο einer bestimmten Ebene verschwenkbaren Richtgerätes zu schaffen, bei der die den bisher benutzten Systemen anhaftenden Nachteile vermieden werden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, 'daß der zur Stabilisierung dienende Kreisel nicht auf der zu stabilisierenden Vorrichtung selbst, sondern entfernt davon angeordnet ist, indem so die Einführung von Fehlern in das System als Folge von Beschleunigungskraften vermieden wird. Ferner sieht die Erfindung den Gebrauch nur eines Servoao motorsystems vor, wodurch eine verhältnismäßig einfache Bauart von geringem Gewicht und niedrigen Kosten verwirklicht wird.One of the objects of the invention is to provide a new device for stabilizing a, in ίο a certain level pivotable straightening device to create in which the disadvantages inherent in the systems previously used are avoided. According to the invention, this object is achieved by the fact that the gyro used for stabilization is not on the device to be stabilized itself, but is arranged away from it, so that the Introduction of errors into the system as a result of acceleration forces is avoided. Further the invention provides the use of only one Servoao motor system, making a relatively simple construction of light weight and low cost is realized.

Dieses Servomotorsystem wird in Übereinstimmung mit den Stampf- und Rollbewegungen des as Fahrzeuges erregt, indem ein Servomotor in Abhängigkeit von kombinierten Stampf- und Rollbewegungen gesteuert wird. Der entfernt angeordnete Kreisel weist induktive Geber auf, die mit seiner Stampfachse und seiner Rollachse verbunden sind, wobei die durch die Stampf- und Rollbewegungen des Fahrzeuges erzeugten Impulse überlagert und in einer neuen Weise zu dem Servomotor geführt werden, der eine wirksame Stabilisierung der gesteuerten Einrichtung während ihrer Bewegung bewirkt.This servomotor system is operated in accordance with the pitching and rolling movements of the The vehicle is excited by a servo motor in dependence controlled by combined pitching and rolling movements. The remote one Gyroscope has inductive sensors that are connected to its pitch axis and its roll axis are, with the pulses generated by the pitching and rolling movements of the vehicle superimposed and be guided in a new way to the servo motor that provides effective stabilization the controlled device causes during its movement.

Diese Stabilisierung wird unabhängig davon ■aufrechterhalten, ob die Einrichtung gedreht oder hin und her geschwenkt wird.This stabilization is maintained regardless of ■ whether the device is rotated or panned back and forth.

Andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich vollständig aus der nachfolgenden:, ins einzelne gehenden Beschreibung, in der im Zusammenhang mit den Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist.Other objects and features of the invention will become fully apparent from the following :, ins single detailed description, in connection with the drawings, an exemplary embodiment of the invention is described.

In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile beziehen, stellt dar:In the drawings, in which like reference characters refer to like parts, the following represents:

Fig. ι eine schematische Ansicht der Stabilisierungsvorrichtung zur Verkörperung der Erfindung, Fig. Ι a schematic view of the stabilizing device to embody the invention,

Fig. 2 ein Sdhaltschema zur Darstellung der Art der elektrischen Verbindung der verschiedenen Elemente der Fig. ι.Fig. 2 is a circuit diagram showing the type of electrical connection between the various elements the Fig. ι.

Unter Bezugnahme auf Fig. ι -ist die neue Stabilisierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung so dargestellt, daß sie ein zu stabilisierendes Richtgerät aufweist, das auf einer Plattform oder einem Träger 12 angeordnet ist, die durch irgendein zweckmäßiges Mittel, z. B. einen Motor, über ein Untersetzungsgetriebe 16 gedreht werden kann. Wie gezeigt, ist das Richtgerät 10 auf einer Welle 18 angeordnet, die über Lenkerverbindungen 20 durch Mittel hin und her bewegt werden kann, die einen Servomotor 22 aufweisen, um das Richtgerät 10 in einer horizontalen Ebene zu halten, wenn es sich mit der Plattform oder dem Träger 12 dreht Eine Steuereinrichtung einschließlich eines entfernt angeordneten Kreisels 24 ist vorgesehen, um die soeben erwähnte Stabilisierung des Richtgerätes 10 in einer weiter unten zu beschreibenden Weise zu bewirken.With reference to Fig. Ι -is the new stabilization device of the present invention so shown that it has a straightening device to be stabilized on a platform or a Carrier 12 is arranged, which by any convenient means, e.g. B. a motor, via a reduction gear 16 can be rotated. As shown, the straightening device 10 is on a shaft 18 arranged, which can be moved back and forth via handlebar connections 20 by means that one Servo motor 22 have to keep the straightening device 10 in a horizontal plane when it is Rotating with the platform or carrier 12 is a control device including a remote one Gyroscope 24 is provided in order to stabilize the straightening device 10 in FIG a manner to be described below.

Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung auf einem Flugzeug, um z. B. eine im Azimut versehwenkbare Radarantenne in bezug auf das wahre Lot zu stabilisieren, sind die Plattform 12 und die dadurch unterstützten Teile, einschließlich de& Richtgerätes 10, vorzugsweise unter dem Rumpf des Flugzeuges aufgehängt. Die Plattform 12 wird beispielsweise mittels eines innerhalb des Rumpfes angeordneten Motors 14 über eine Welle 26 angetrieben, wodurch das Richtgerät 10 bei normaler Fluglage in einer horizontalen Ebene gedreht wird. Wenn jedoch das Flugzeug um seine Querachse stampft oder um seine Längsachse rollt, dreht sich das Richtgerät 10 nicht mehr in einer horizontalen Ebene. Der Sinn der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer neuen Anordnung, um die Welle 18 und das Richtgerät 10 so zu bewegen daß die Achse der letzteren unabhängig von Stampf- und Rollbewegungen des Flugzeuges im Azimut umläuft.When applying the present invention on an aircraft to e.g. B. a versehwenkbaren in azimuth To stabilize the radar antenna with respect to the true perpendicular are platforms 12 and 12 the parts supported thereby, including de & straightening device 10, preferably under the fuselage of the aircraft hung up. The platform 12 is for example by means of an inside the fuselage arranged motor 14 driven via a shaft 26, whereby the straightening device 10 at normal Attitude is rotated in a horizontal plane. However, when the aircraft is about its transverse axis stamps or rolls about its longitudinal axis, the straightening device 10 no longer rotates in a horizontal position Level. The purpose of the present invention is therefore to create a new arrangement to to move the shaft 18 and the straightening device 10 that the axis of the latter is independent of pitching and rolling movements of the aircraft in azimuth running around.

Um die oben beschriebene Steuerung zu bewirken, kann .der Kreisel 24 als Horizontalkreisel ausgebildet sein und umfaßt ein Gehäuse 28 mit einem darin gelagerten Kreiselläufer, der um eine vertikale Achse mit großer Geschwindigkeit rotiert. Das Gehäuse 28 ist mit einander gegenüber angeordneten Zapfen 30 und 32 versehen, die drehbar in einem Kardanrahmen 34 gelagert sind. Der Kardanrahmen 34 ist durch einander gegenüberliegende Zapfen 36 und 38 drehbar in Lagern angeordnet, die mit dem Flugzeug fest verbunden sind, wobei wo die Achse durch die Zapfen 36 und 38 senkrecht zur Achse durch die Zapfen 30 und 32 verläuft. Zum Zweck der Beschreibung ist angenommen, daß die Flugzeuglängsachse und damit die Rollachse mit der Richtung des Pfeiles 40, 40 zusammenfällt. Andererseits soll die Linie 42, 42 die Stampf achse des Flugzeuges andeuten.In order to effect the control described above, the gyro 24 can be used as a horizontal gyro be formed and comprises a housing 28 with a rotor mounted therein, which is around a vertical axis rotates at high speed. The housing 28 is arranged opposite to each other Pins 30 and 32 are provided, which are rotatably mounted in a cardan frame 34. The cardan frame 34 is rotatably arranged in bearings by opposing pins 36 and 38, which are firmly connected to the aircraft, where the axis through the pins 36 and 38 perpendicular to the Axis runs through pins 30 and 32. For the purpose of description it is assumed that the The longitudinal axis of the aircraft and thus the roll axis coincide with the direction of the arrow 40, 40. On the other hand, the line 42, 42 should indicate the pitch axis of the aircraft.

Mittel sind vorgesehen, um von dem Kreisel 24 Impulse in Abhängigkeit von Stampf- und Rollbewegungen des Flugzeuges abzuleiten, und diese "0 Mittel sind so ausgebildet, daß die abgeleiteten Impulse aus Spannungen bestehen, deren Werte von den Winkeln der Stampf- oder Rollage in bezug auf eine horizontale Ebene abhängig sind. Wie gezeigt, weisen diese Mittel Aufnahmevorrichtungen in Form von induktiven Gebern 44 und 46 auf, wobei die ersteren gewickelte Läufer- und Ständerteile 48 und 50 aufweisen, während die letzteren gewickelte Läufer- bzw. Ständerteile 52 und 54 einschließen. Der induktive Geber 44, der im nachfolgenden als Stampf impulsgeber bezeichnet ist, ist so dargestellt, daß er mit der Stampfachse 42, 42 des Kreisels verbunden und so angeordnet ist, daß die Läufer wicklung 48 auf dem Drehzapfen 32 angeordnet ist, während die Ständerwicklung 50 von dem Kardanrahmen 34 getragen wird. Andererseits hat derMeans are provided to the gyro 24 pulses depending on pitching and rolling movements of the aircraft, and these "0 means are designed so that the derived pulses consist of tensions whose values depend on the angles of the pitched or rolled position with respect to are dependent on a horizontal plane. As shown, these means have receptacles in FIG In the form of inductive sensors 44 and 46, the former being wound rotor and stator parts 48 and 50, while the latter include wound stator parts 52 and 54, respectively. The inductive transmitter 44, which is referred to below as a ram pulse transmitter, is shown as that it is connected to the ramming axis 42, 42 of the gyro and arranged so that the runners winding 48 is arranged on the pivot 32, while the stator winding 50 of the cardan frame 34 is worn. On the other hand, he has

induktive Geber 46, der im nachfolgenden als RoIlimpulsgeber bezeichnet wird, einen Läufer 52, der auf dem Zapfen 38 angeordnet ist, während der Ständer von einem stationären Teil getragen wird. Bei 'beiden Gebern sind die entsprechenden Wicklungen so angeordnet, daß während des Horizontalfluges keine Spannungen in den Ständerwicklungen 50 oder 54 erzeugt werden. Während der Bewegung des Flugzeuges um seine Stampfaohse wird jedoch eine relative Bewegung zwischen den Wicklungen 48 und 50 stattfinden, und eine dem Winkel der Stampflage proportionale Spannung wird in der Ständerwiicklung 50 induziert werden. Auch in dem Falle einer Rollbewegung wird eine Relativbewegung zwischen den Wicklungen 52 und 54 bewirken, daß eine Spannung in der Wicklung 54 induziert werden wird, die in der Größe dem Winkel der Rollage proportional ist. Es ist zu verstehen, daß eine kombinierte Stampf- und Rollbewegung ininductive encoder 46, hereinafter referred to as RoIlimpulsgeber is referred to, a rotor 52 which is arranged on the pin 38, during the Stand is supported by a stationary part. Both encoders have the corresponding windings arranged so that no tension in the stator windings during level flight 50 or 54 can be generated. During the movement of the aircraft around its stamping axis, however a relative movement will take place between the windings 48 and 50, and one the angle of the Voltage proportional to the pitch position will be induced in stator winding 50. Also in that In the event of a rolling motion will cause relative motion between windings 52 and 54, that a voltage will be induced in the winding 54 which is in magnitude the angle the roll is proportional. It is to be understood that a combined pitching and rolling movement in

ao gleicher Weise als induzierte Impulsspannungen in den Ständerwicklungen 50 und 54 der entsprechenden Geber 44 und 46 wiedergegeben werden, und hier wirkt die Größe dieser Impulse wiederum proportional den Roll- und Stampfwinkeln in bezugao in the same way as induced pulse voltages in the stator windings 50 and 54 of the respective donors 44 and 46 are reproduced, and here the size of these impulses is proportional to the roll and pitch angles

*5 auf eine horizontale Ebene ein. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Kreisel 24 mit den damit verbundenen Gebern 44 und 46 entfernt von Plattform und der zu stabilisierenden Vorrichtung, und zwar vorzugsweise in der Pilotenkabine, angeordnet ist.* 5 on a horizontal plane. It should be pointed out that the gyro 24 with the associated sensors 44 and 46 removed from the platform and the device to be stabilized, preferably in the pilot's cabin.

Neue Miittel sind durch die vorliegende Erfindung vorgesehen, um die Stampf- und Rollimpulskomponenten, die von dem Kreisel 24 durch den Stampfimpulsgeber 44 bzw. den Rollimpulsgeber 46 abgeleitet werden, zu dem Servomotor 22 zu über-New means are provided by the present invention to control the pitch and roll pulse components, derived from the gyro 24 by the ram pulse generator 44 and the roll pulse generator 46, respectively to be transferred to the servomotor 22

mitteln, der die Arbeitsweise des Richtgerätes steuert. Wie gezeigt, weisen diese Mittel eine als Drehtransformator ausgebildete Mischeinrichtung mit zwei getrennten Ständerwicklungen 58 und 60 auf, die mit den Gebern 44 bzw. 46 z. B. mittels Verbindungsleitungen 62, 64 und 66, 68 verbunden sind. Die Ständerwicklungen 58 und 60 sind fest mit Bezug auf die drehbare Plattform 12 angeordnet und arbeiten durch magnetische Kopplung mit einer Läuferwicklung 70 zusammen, die mit der Welle 26that controls the operation of the straightening device. As shown, these agents have an as Mixing device configured as a rotary transformer with two separate stator windings 58 and 60 on that with the donors 44 and 46 z. B. connected by means of connecting lines 62, 64 and 66, 68 are. The stator windings 58 and 60 are fixedly arranged with respect to the rotatable platform 12 and cooperate by magnetic coupling with a rotor winding 70 which is connected to the shaft 26

♦5 verbunden ist. Diese Anordnung ist derart, daß, wenn die magnetische Kopplung zwischen dem Läufer 70 und dem Ständer 58 ein Maximum ist, die Kopplung zwischen dem Läufer und der Ständerwicklung 60 ein Minimum sein wird, und umgekehrt. Die Läuferwicklutig 70 ist durch Leitungen 72 und 74 mit dem Eingang eines geeigneten Verstärkers 76 verbunden, und der Ausgang des !letzteren ist mit einer der Feldwicklungen' 78 des Servomotors 22 verbunden, der ein Zweiphaseninduktionsmotor sein kann, dessen feste Feldwicklung 80 mit einer Wechselstromquelle über einen Phasenschieberkondensator 82 verbunden ist. Der Läufer 84 ist über eine zweckmäßige Untersetzungsvorrichtung 86 mit der Läuferwicklung 88 eines Nachlaufimpulsgebers 90 verbunden, wobei der letztere mit einer Ständerwicklung 92 versehen ist, die in Serie mit der Läuferwicklung 70 und dem Eingang des Verstärkers 76 geschaltet ist.♦ 5 is connected. This arrangement is such that when the magnetic coupling between the rotor 70 and the stator 58 is a maximum, the coupling between the rotor and the stator winding 60 will be a minimum, and vice versa. The rotor winding 70 is connected by lines 72 and 74 to the input of a suitable amplifier 76 , and the output of the latter is connected to one of the field windings 78 of the servo motor 22, which may be a two-phase induction motor, the fixed field winding 80 of which is connected to an AC power source a phase shift capacitor 82 is connected. The rotor 84 is connected via a suitable reduction device 86 to the rotor winding 88 of a follow-up pulse generator 90, the latter being provided with a stator winding 92 which is connected in series with the rotor winding 70 and the input of the amplifier 76.

Bei der soeben beschriebenen Einrichtung .ist die Welle 18, die die Antenne oder ein anderes Riehtgerät 10 trägt, in zweckmäßiger Weise drehbar in Haltern 94, 96 angeordnet, die von der Plattform 12 getragen werden und mit ihr umlaufen, während der Verstärker 76, der Servomotor 22, der Nachlauf impulsgeber 90 und die Läuferwicklung 70 der Mischeinrichtung 56 von der Plattform unterstützt oder mit der Welle 26, wie gezeigt, verbunden sind, damit diese Elemente mit der Plattform während der Bewegung des Riichtgerätes 10 umlaufen können. Es ist zu verstehen, daß die Läuferwicklungen 48 und 52 der Stampf- und Rollimpulsgeber und die Läuferwicklung 88 des Nachlaufimpulsgebers 90 mit derselben Wechselstromquelle wie die Feldwicklung 80 des Servomotors 22 verbunden sind. Außerdem ist der Läufer 84 des Servomotors 22 durch die Lenkervornichtung 20 mit der Welle 18 verbunden, um diese Welle 18 und das Richtgerät 10 in Abhängigkeit von den Stampf- und Rolllimpulsen zu bewegen, die durch die entsprechenden Bewegungen des Flugzeuges hervorgerufen werden.In the device just described .is the shaft 18, which carries the antenna or other straightening device 10, arranged rotatably in an expedient manner in holders 94, 96, which are carried by the platform 12 and rotate with it, while the amplifier 76, the Servomotor 22, the follow-up pulse generator 90 and the rotor winding 70 of the mixing device 56 are supported by the platform or connected to the shaft 26, as shown, so that these elements can rotate with the platform during the movement of the straightening device 10. It should be understood that the rotor windings 48 and 52 of the pitch and roll pulse generators and the rotor winding 88 of the lag pulse generator 90 are connected to the same AC power source as the field winding 80 of the servo motor 22. In addition, the rotor 84 of the servo motor 22 is connected to the shaft 18 by the handlebar device 20 in order to move this shaft 18 and the straightening device 10 as a function of the pitch and roll pulses caused by the corresponding movements of the aircraft.

Wenn sich das Flugzeug, auf dem die vorliegende Erfindung eingebaut ist, in normaler Fluglage befindet und seine Längsachse mit der Richtung des Pfeiles 40 der Fig. 1 zusammenfällt, ist die Beziehung zwischen dem Richtgerät ι ο und der Läuferwicklung 70 derart, daß, wenn die Achse des Richtgerätes 10 mit der Flugrichtung zusammenfällt, die magnetische Kopplung zwischen der Läuferwicklung 70 und der Ständerwicklung 58 ein Maximum ist, während die Kopplung zwischen der Läufer- und Ständerwicklung 60 ein Minimum ist. Es ist ersichtlich, daß diese Bedingungen sich umkehren, wenn die Läuferwicklung 70 und das Richtgerät 10 um eine Viertelumdrehung gedreht werden. In der letzteren Lage wird die Achse des Richtgerätes 10 um einen rechten Winkel zu der Längsachse des Flugzeuges verschwenkt sein. Bei Inbetriebnahme der oben beschriebenen Anordnung werden die Plattform 12 und die damit verbundenen Teile, solange sich das Flugzeug in geradem Flug weiterbewegt, durch den Motor 14 mit einer verhältnismäßig geringen gleichförmigen Geschwindigkeit gedreht werden, und die Antenne oder ein anderes Richtgerät 10 wird im Azimut umlaufen.When the aircraft on which the present invention is installed is in the normal flight attitude and its longitudinal axis is aligned with the direction of the Arrow 40 of Fig. 1 coincides, the relationship between the straightening device ι ο and the rotor winding 70 such that when the axis of the aiming device 10 coincides with the direction of flight, the magnetic coupling between the rotor winding 70 and the stator winding 58 a maximum while the coupling between the rotor and stator windings 60 is a minimum. It is it can be seen that these conditions are reversed when the rotor winding 70 and the straightening device 10 be turned a quarter turn. In the latter position, the axis of the straightening device becomes 10 be pivoted through a right angle to the longitudinal axis of the aircraft. When commissioning the arrangement described above, the platform 12 and associated parts, as long as the aircraft continues to move in straight flight, by the motor 14 with a relatively be rotated low uniform speed, and the antenna or another Alignment device 10 is rotated in azimuth.

In dem Falle jedoch, daß das Flugzeug um seine »» Stampfachse 42, 42 geneigt ist, ist es offenbar, daß die Schwenkebene des Richtgerätes nicht langer horizontal sein würde. Wenn eine derartige Stampfbewegung einsetzt und wenn angenommen wird, daß die Achse des Richtgerätes 10 momentan in der Längsrichtung des Flugzeuges liegt, wird jedoch ein Stampf impuls von dem Stampfimpuilsgeber 44 erzeugt, das zu der Feldwicklung 78 des Servomotors durch den Verstärker 76 und die Mischeinrichtung 56 übertragen wird, wobei zu beachten 1*0 ist, daß der Läufer 70 und der Ständer 78 zu dieser Zeit ihre größte Kopplung haben. In Abhängigkeit von der Erregung der Feldwicklung 78 durch den Stampfimpuls wird der Motor 22 eine Drehung beginnen und die Winkelstellung der Welle 18 durch die Verbindung 20 verstellen, wodurch eineHowever, in the event that the aircraft Stamp axis 42, 42 is inclined, it is evident that the pivot plane of the straightening device is no longer would be horizontal. If such a stomping motion begins and if it is assumed, that the axis of the straightening device 10 is momentarily in the longitudinal direction of the aircraft, however a ramming pulse generated by the ramming pulse generator 44, which is fed to the field winding 78 of the servo motor is transmitted through the amplifier 76 and the mixer 56, whereby note 1 * 0 is that the rotor 70 and the stator 78 have their greatest coupling at this time. Dependent on upon energization of the field winding 78 by the ramming pulse, the motor 22 will begin rotating and adjust the angular position of the shaft 18 through the connection 20, whereby a

911 55Ö911 55Ö

Stabilisierung des Richtgerätes io in bezug auf das wahre Lot durch die Welle 18 und die Verbindungsvorrichtung 20 bewirkt wird. Da der Stampfimpuls, der durch, die Stampf lage erzeugt wird, hinsichtlich der Größe dem Winkel des Stampfens proportional ist, wird das Richtgerät 10 um denselben Winkel bewegt werden. Wenn sich die Lauf er wicklung 88 in Abhängigkeit von der Betätigung des Motors 22 bewegt, wird ein Impuls in der Ständerwicklung 92 ίο des Nachlaufimpulsgebers 90 induziert werden, der unter L^Tmständen gleich und entgegengerichtet dem Stampf impuls ist, der in der Läuferwicklung 70 induziert wird. Wenn diese Bedingung erreicht ist, wird keine weitere Energie auf die Feldwicklung 78 übertragen, und der Motor stoppt ab, wobei jedoch: darauf 'hinzuweisen ist, daß die beiden obenerwähnten Impulse in der Läuferwicklung 70 und dem Kreis vorhanden sind, der den Eingang des Verstärkers 76 und die Läuferwicklung 92 aufweist. So besteht die Arbeitsweise des Nachlaufimpulsgebers 90 darin, daß eine Nachlaufverbindung zu dem Eingang des Servomotors 22 geschaffen wird, um seine Erregung in Abhängigkeit von seiner Bewegung zu steuern.Stabilization of the straightening device io with respect to the true perpendicular is effected by the shaft 18 and the connecting device 20. Since the pitching pulse generated by the pitching position is proportional to the size of the pitching angle, the straightening device 10 will be moved by the same angle. When the running he winding 88 moves depending on the actuation of the motor 22, a pulse will be induced in the stator winding 92 ίο of the lag pulse generator 90, which is equal to and opposite to the pitching pulse induced in the rotor winding 70 ^{under L T} will. When this condition is met, no further energy is transferred to the field winding 78 and the motor stops, but it should be noted that the two pulses mentioned above are present in the rotor winding 70 and the circuit which is the input of the amplifier 76 and the rotor winding 92. Thus, the function of the tracking pulse generator 90 is that a tracking connection is created to the input of the servo motor 22 in order to control its excitation as a function of its movement.

Es ist weiter darauf hinzuweisen, daß, wenn die Plattform 12 unter den obigen Bedingungen weiter umläuft, die Kopplung zwischen den Läufer- und Ständerwieklungen 7ound 58 der Kopplungseinrichtung 56 abnimmt, wobei 'der Stampfimpuls abnimmt und der Impuls des Nachlaufimpulsgebers 90 vorherrscht, indem so die Arbeitsweise des Servomotors 22 umgekehrt und bewirkt wird;, daß das Richtgerät 10 in der entgegengesetzten Richtung bis zu einem Grade bewegt wird, der gleich der anfänglichen Kompensationsbewegung des Richtgerätes ist. Hier wiederum wird die Kompensationsbewegung des Richtgerätes 10 unterbrochen, wenn die Impulsspannungen in der Läuferwicklung 70 gleich und entgegengesetzt sind, und bei einer fortgesetzten Drehung der Plattform 12 wird wieder der Stampfimpuls in Abhängigkeit von der Erhöhung der Kopplung zwischen den Wicklungen 58 und 70 das Übergewicht haben, worauf das Richtgerät 10 in entgegengesetzter Richtung verschoben wird, wenn der Servomotor seine Drehrichtung umkehrt. So wird die Auslenkung dei Achse des Richtgerätes 10 während eines Umlaufs in bezug auf die Flugzeuglängsachse sich sinusförmig ändern, in bezug auf den Erdboden wird diese Achse jedoch in einer horizontalen Ebene verlaufen, und die Schwenkungsebene wird daher in bezug auf das wahre Lot stabilisiert sein und sich im Azimut drehen. Bei einer Stampfbewegung des Flugzeuges werden in der Ständerwicklung 60 keine Impulse vorhanden sein, da während der Stampfbewegungen keine relative Bewegung zwischen den Läufer- und Ständerwieklungen des Rollimpulsgebers 46 stattfinden.It should also be noted that if the platform 12 continues under the above conditions revolves, the coupling between the rotor and stator wedges 7ound 58 of the coupling device 56 decreases, with 'the ramming pulse decreasing and the pulse of the trailing pulse generator 90 prevails by thus reversing the operation of the servo motor 22 and causing the straightener 10 is moved in the opposite direction to a degree that is equal is the initial compensation movement of the straightening device. Here again the compensation movement of the straightener 10 interrupted when the pulse voltages in the rotor winding 70 are equal and opposite, and with continued rotation of the platform 12 the ramming pulse becomes again dependent on the increase in the coupling between the windings 58 and 70 have the preponderance, whereupon the straightening device 10 in the opposite direction is shifted when the servomotor reverses its direction of rotation. So the deflection becomes dei The axis of the straightening device 10 during a revolution with respect to the longitudinal axis of the aircraft is sinusoidal change, but in relation to the ground this axis will be in a horizontal plane, and the plane of pivot will therefore be stabilized with respect to the true perpendicular and turn itself rotate in azimuth. In the event of a pitching movement of the aircraft, there are none in the stator winding 60 Pulses are present because during the pitching movements no relative movement between the rotor and stator vibrations of the roll pulse generator 46 take place.

Wenn das Flugzeug um die Achse 40, 40 rollt, wird ein Rollimpuls in der Ständerwicklung 60 als Folge der Relativbewegung zwischen den Wicklungen 52 und 54 des Rollsignalgebers 46 induziert werden. Es wird jedoch keine Impulsspannung in der Läuferwicklung 70 der Mischeinrichtung 56 induziert werden, wenn, wie in den Figuren dargestellt, die Achse des Richtgerätes 10 momentan in der Längsrichtung des Fahrzeuges liegt, da in diesem Augenblick eine Rollbewegung eine Drehung um die Achse des Richtgerätes bedeutet und daher keine Korrekturbewegung erforderlich ist. Wenn jedoch die Achse des Richtgerätes 10 senkrecht zur Flugzeuglängsac'hse liegt, wird die Kopplung zwischen den Ständer- und Läuferwicklungen 60 und 70 ein Maximum sein, und die Arbeitsweise des Motors 22, des Nachlauf impulsgebers 90 und des Richtgerätes 10 wird der vorher beschriebenen Arbeitsweise bei einer Stampfbewegung entsprechen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Impulsspannung von der Ständerwicklung 60 anstatt von der Ständerwicklung 58 abgeleitet wird.When the aircraft rolls around axis 40, 40, there is a rolling pulse in the stator winding 60 as a result of the relative movement between the windings 52 and 54 of the roll signal generator 46 are induced. However, there is no pulse voltage in the rotor winding 70 of the mixing device 56 are induced when, as shown in the figures, the axis of the straightening device 10 is currently in the longitudinal direction of the vehicle, since in At this moment a rolling movement means a rotation around the axis of the straightening device and therefore no corrective movement is required. However, if the axis of the straightening device 10 is perpendicular to the The longitudinal axis of the aircraft is, the coupling between the stator and rotor windings 60 and 70 be a maximum, and the operation of the motor 22, the follow-up pulse generator 90 and of the straightening device 10 will correspond to the previously described mode of operation for a pitching movement. The only difference is that the pulse voltage comes from the stator winding 60 instead of is derived from the stator winding 58.

Bei kombinierten Stampf- und Rollbewegungen des Flugzeuges werden die in den Ständerwieklungen 58 und 60 induzierten Impulse sich in der Läuferwicklung 70 der Mischeinrichtung 56 additiv überlagern, und der resultierende Impuls wird 'die Arbeitsweise des Servomotors 22 und die Korrekturbewegung des Richtgerätes 10 steuern.With combined pitching and rolling movements of the aircraft, the in the stand wagons 58 and 60 induced pulses in the rotor winding 70 of the mixing device 56 additively superimpose, and the resulting pulse will 'the operation of the servo motor 22 and the corrective movement of the straightening device 10 control.

Aus dem Vorgehenden ist zu erkennen, daß die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung darstellt, die allgemein zur Stabilisierung eines Richtgerätes angewendet werden kann, das auf einem schwankenden Fahrzeug angeordnet ist, wobei die Anordnung derart ist, daß korrigierende Faktoren in das System bei einer Bewegung des Fahrzeuges um rechtwinklige Bezugsachsen eingeführt werden, indem diese Faktoren auf derartige Weise kombiniert werden, daß die Achse des Richtgerätes für ein Absuchen oder eine Bewegung in einer horizontalen Ebene stabilisiert wird. Bei der Benutzung dieser neuen beschriebenen Anordnung ist nur ein einziger Servomotor erforderlich, und daher ist eine große Ersparnis an Kosten und Gewicht sichergestellt, die die Vorrichtung besonders für den Gebrauch auf Luftfahrzeugen geeignet macht. Es ist außerdem zu betonen, daß die Vorrichtung selbst eine beträchtliehe Anpassungsfähigkeit im Einbau besitzt, da die drehbare Plattform entweder unter dem Fahrzeug oder über ihm je nach den Anforderungen des Gebrauches eingebaut werden kann. Die Erfindung sieht auch einen fernangeordneten Kreisel vor, der in zweckmäßiger Weise an irgendeinem Platz angeordnet werden kann, so daß er nicht unerwünschten Beschleunigungskräften infolge der Drehung der Plattform ausgesetzt ist, die sonst Fehler in den Korrektur- oder Stabilisierwirkungen einführen wurden.From the foregoing it can be seen that the present invention represents a device which can generally be used to stabilize a straightening device that is on a fluctuating Vehicle is arranged, the arrangement being such that corrective factors in the System can be introduced by moving the vehicle around right-angled reference axes these factors are combined in such a way that the axis of the straightening device for a Search or movement in a horizontal plane is stabilized. When using this In the new arrangement described, only a single servo motor is required and is therefore a large one Savings in costs and weight ensured that the device is particularly suitable for use Makes aircraft suitable. It should also be emphasized that the device itself is a considerable one Has adaptability in installation, since the rotating platform either under or above the vehicle depending on the requirements of the use can be built in. The invention also provides a remotely located gyro that can be conveniently placed in any place so that it is not undesirable Accelerating forces as a result of the rotation of the platform is exposed, which would otherwise fail in the Corrective or stabilizing effects were introduced.

Während im vorgehenden auf eine Radarantenne als derjenigen Einrichtung Bezug genommen ist, die stabilisiert werden soll, ist zu betonen, daß statt dessen irgendein anderes Richtgerät stabilisiert iao werden kann, z.B. ein Teleskop, ein Entfernungsmesser od. dgl. Es ist im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich, daß das Richtgerät ununterbrochen oder absatzweise gedreht wird, oder es kann sogar vor- und zurückbewegt werden, um nur einen Teil des Horizontes zu überstreichen. Zahl-While in the foregoing reference is made to a radar antenna as the device that is to be stabilized, it should be emphasized that instead some other straightening device stabilizes iao can be, e.g. a telescope, a range finder or the like. It is possible within the scope of the inventive concept that the aiming device is uninterrupted or rotated intermittently, or it can even be moved back and forth just to to sweep over part of the horizon. Number-

reiche andere Abwandlungen können in den verschiedenen Teilen der Anordnung und in den besonderen Schalteinrichtungen vorgenommen werden, um sie den jeweiligen Anforderungen anzupassen.Rich other variations can be made in different parts of the arrangement and in particulars Switching devices are made in order to adapt them to the respective requirements.

Claims

Patent claims:

1. Device for stabilizing a straightening device that can be pivoted in a certain plane, for example a radar antenna, which is arranged on a vehicle, characterized in that that the straightening device (io) to perform an angular movement in a to this plane perpendicular plane moves in accordance with a control pulse ' can be to maintain the movement of the straightening device (10) in the certain plane, where this control pulse erne

so combination of two pulses is separated depending on the magnitude of the Pitching and rolling movements of the vehicle are derived and their size in accordance with 'the angular position of the

a5 device (10) changed in the specific level will.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a single servomotor (22) is operationally connected to the straightening device (10) and is actuated by the combined pulses in both directions of rotation.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the separate pulses by a vertical gyro (28)

(e.g. inductive) pitch and roll pulse generators (44 and 46) can be derived.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the servomotor (22) the straightening device can move to angular movements about an axis (18) which is perpendicular to the Axis of the Ridht device (10) lies.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the servomotor (22) on one The support member (12) can be moved about an axis (26) to provide a scanning movement to the straightening device (10) to issue, the straightening device (10) to perform an angular movement a shaft (18) is arranged on the support member (12) perpendicular to the latter Axis (26) is mounted.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that a device (56) is provided for the additive superimposition of the pitch and roll pulses, which result in a Pulse to drive the servo motor (22) is generated.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the mixing device (56) is a rotatable member (26, 70) which synchronizes with the straightening device (10) during movement is driven, the resulting impulse in accordance with this movement will be changed.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that a (z. B. inductive) Follow-up pulse generator (90) is connected to the mixing device (56) to drive the motor (22) to transmit an opposite impulse that corresponds to the instantaneous angular deflection of the Motor (22) is proportional.

9. Device according to claims 6 and 7, characterized in that the mixing device is formed by a rotary transformer (56), which the pitch and roll pulse voltages according to sine and cosine functions of the angle between the axis of the straightening device (10) and a fixed reference axis are additively superimposed.

10. The device according to claim 9, characterized in that the mixing device (56) two inductively non-coupled stator winding elements (58, 60), which are connected to the and rolling motions variable inductive sensors (44, 46) are connected, and a wound Contains rotor (70) which can be moved synchronously with the straightening device (10) and with the Stator elements (58, 60) is inductively coupled.

11. Device according to claims 8, 9 and 10, characterized in that the tracking pulse generator (90) contains a constantly excited stator winding (92) with a rotor winding rotatable by the servo motor (22) (88) is inductively coupled, the stator winding (92) with the rotor winding (70) of the mixing device (56) is connected in series in such a way that they act against one another.

12. The device according to claim 11, characterized characterized in that the rotor winding (70) of the mixing device (56) and the stator winding (92) of the tracking pulse generator (90) connected to the input of an amplifier (76) whose output is connected to the terminals of the field winding (78) of the servo motor (22).

13. Device according to claims 1 to

12, characterized in that the servomotor (22) is a two-phase induction motor, its a phase (78) through the resulting pulse the mixing device (56) and the follow-up pulse generator (90) and its no other phase (80) is constantly excited by a local alternating current source, the rotor (84) of the servo motor (22) with the rotor (88) of the follow-up pulse generator (90) in terms of drive connected is.

14. Device according to claims 5 to

13, in which the straightening device executes a scanning movement in azimuth and in a horizontal one Level must be stabilized, characterized in that the axis (26) of the sub-support member (12) is normally vertical in the flat position of the vehicle.

1 sheet of drawings