DE914820C

DE914820C - Airplane with control surfaces operated by steering machines

Info

Publication number: DE914820C
Application number: DEV5376A
Authority: DE
Inventors: Cyril Roger Robert Edwards
Original assignee: Vickers Armstrongs Ltd
Current assignee: Vinters Armstrongs Ltd
Priority date: 1952-01-31
Filing date: 1953-01-22
Publication date: 1954-07-08

Description

Flugzeug mit durch Steuermaschinen betätigten Steuerflächen Die Erfindung bezieht sich auf Flugzeuge mit durch Rudermaschinen betätigten Steuerflächen. Will bei einem solchen Flugzeug der Pilot von der Steuermaschine auf Handbetätigung der Steuerflächen umschalten, so darf das Anstellmoment der Steuerflächen im Augenblick der Umschaltung nur klein sein, da sonst die von den Steuerflächen auf die Steuersäule des Piloten ausgeübten aerodynamischen Kräfte zu groß werden.Airplane with control surfaces operated by steering machines. The invention refers to airplanes with steering gear operated control surfaces. Want in such an aircraft the pilot of the control machine on manual actuation of the If you switch control surfaces, the torque of the control surfaces is allowed at the moment the switchover must only be small, otherwise the from the control surfaces to the control column aerodynamic forces exerted by the pilot become too great.

Gemäß der Erfindung wird deshalb in einem durch Rudermaschinen gesteuerten Flugzeug vorgeschlagen, mit der jeweiligen Steuerfläche eine Vorrichtung zum Messen und Anzeigen des Anstellmoments der Steuerfläche und einen durch diese Vorrichtung gesteuerten Apparat zu kombinieren, welcher entweder dem Piloten die Größe des Anstellmoments anzeigt oder automatisch eine an den Steuerflächen sitzende Trimmklappe od. dgl. betätigt und so das Steuerflächenanstellmoment auf einem möglichst niedrigen Wert hält.According to the invention is therefore in a controlled by steering gear Aircraft proposed a device for measuring with the respective control surface and displaying the pitch torque of the control surface and one by this device controlled apparatus to combine, which either the pilot the size of the pitching torque or automatically a trim tab seated on the control surfaces or the like. actuated and so the control surface torque at the lowest possible value holds.

Im ersten Falle gibt das Anzeigegerät dem Piloten oder einem anderen Besatzungsmitglied eine sichtbare oder hörbare Anzeige des Anstellmoments jeder Steuerfläche, so daß vor Umschaltung von der Steuermaschine auf Handsteuerung eine entsprechende Korrektur durch Verstellung von Trimmklappen vorgenommen werden kann. Im letzteren Falle wird das Anstellmoment jeder Steuerfläche automatisch auf einem niedrigen Wert, vorzugsweise Null oder in der Nähe davon, gehalten. In beiden Fällen ist eine sichere Umschaltung auf Handsteuerung möglich.In the first case, the display device gives the pilot or another Crew member a visual or audible indication of the pitch each Control surface, so that before switching from the control machine to manual control a Corresponding correction can be made by adjusting the trim tabs. In the latter case, the torque of each control surface is automatically on one low value, preferably zero or near it, held. In both cases a safe switch to manual control is possible.

Die Erfindung ist besonders geeignet für hydraulische Handsteuerungen; die für die Steuerfläche eine hydraulische Pumpe aufweisen, welche durch den Piloten zur Einstellung der Steuerfläche in die gewünschte Stellung betätigt wird. In diesem Fall kann die Meß- und Anzeigevorrichtung aus einem elektrischen Trimmanzeiger bestehen, der auf die Unsymmetrie der Hydraulikdrucke anspricht, wie sie durch das Anstellmoment der Steuerfläche auf den normalerweise auf beiden Seiten der Pumpe bei Nullstellung der Steuerfläche herrschenden statischen Druck aufgedrückt wird.The invention is particularly suitable for hydraulic hand controls; which have a hydraulic pump for the control surface, which is operated by the pilot to adjust the control surface in actuated the desired position will. In this case, the measuring and display device can consist of an electrical one There are trim indicators that respond to the imbalance in hydraulic pressures, such as they by the torque of the control surface on the normally on both sides the static pressure prevailing on the pump when the control surface is in zero position will.

Vorzugsweise besteht der Trimmanzeiger aus einem Paar druckempfindlicher Vorrichtungen, die durch je eine Leitung dem Druck an einem Ende des Pumpenzylinders ausgesetzt sind. Diese Vorrichtungen weisen ein durch Balgen betätigtes Gestänge auf, um ein Betätigungsglied in entgegengesetzte Richtungen bei übermäßigem Druck auf das eine oder andere der druckempfindlichen Vorrichtungen zu bewegen, wodurch ein Anzeigegerät Größe und Richtung der Verschiebung des Betätigungsgliedes anzeigt. Gegebenenfalls kann auch ein Paar von Schaltern vorgesehen werden, die bei Bewegung des Betätigungsgliedes in der einen oder anderen Richtung betätigt werden. Durch diese Schalter wird ein elektrisches Betätigungsglied in der entgegengesetzten Richtung betätigt und bewegt eine Trimmklappe an der Steuerfläche, so daß deren Anstellmoment auf einen niedrigen Wert herabgesetzt wird.Preferably the trim indicator consists of a pair of pressure sensitive ones Devices that each have a line to the pressure at one end of the pump cylinder are exposed. These devices have a linkage operated by bellows on to move an actuator in opposite directions with excessive pressure to move to one or the other of the pressure sensitive devices, whereby a display device indicates the size and direction of the displacement of the actuator. If necessary, a pair of switches can also be provided to control the movement of the actuator can be operated in one direction or the other. By this switch becomes an electrical actuator in the opposite direction actuates and moves a trim tab on the control surface, so that its pitch is decreased to a low value.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung sollen an Hand der Zeichnungen näher beschrieben werden. Es zeigt Fig. i eine schematische Darstellung der ersten Ausführungsform mit einem Anzeigegerät zur Anzeige des Anstellmoments einer Steuerfläche, j Fig.2 einen senkrechten Schnitt durch den Trimmanzeiger, Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 111-III der Fig. 2 und Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung. Die Zeichnungen zeigen den Gegenstand der Erfindung in seiner Anwendung auf das Höhenruder eines Flugzeuges. Selbstverständlich kann eine ähnliche Vorrichtung auch bei den anderen Steuerflachen, z. B. dem Seitenruder und/oder dem Querruder, Verwendung finden.Two embodiments of the invention should be based on the drawings are described in more detail. FIG. 1 shows a schematic representation of the first Embodiment with a display device for displaying the pitch torque of a control surface, j FIG. 2 shows a vertical section through the trim indicator, FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIGS. 2 and 4, a schematic illustration of a second embodiment according to the invention. The drawings show the subject of the invention in its application to the elevator of an aircraft. Of course a similar device can also be used for the other control surfaces, e.g. B. the rudder and / or the ailerons.

Das Höhenruder io des Flugzeuges ist nach Fig. i durch ein Gestänge i i mit der Kolbenstange 12 einer hydraulischen Pumpe 13 verbunden, zu j der ein Steuerventil 14 gehört. Das Steuerventil 14 wird vom Piloten in üblicher Weise aus seiner Mittelstellung nach beiden Richtungen betätigt, so daß abwechselnd an verschiedenen Enden des Pumpenzylinders 17 Verbindungen zwischen dem E Druckeinlaß 15 und den Auslaßleitungen 16 hergestellt werden und so das Höhenruder io in die vom Piloten gewünschte Stellung bewegt wird. Ein Lenker 18 verbindet die Pumpenkolbenstange 12 mit einer mit Durchlässen versehenen Hülse i g, die das Steuerventil 14 umgibt.The elevator io of the aircraft is shown in Fig. I by a linkage i i connected to the piston rod 12 of a hydraulic pump 13, to j the a Control valve 14 belongs. The control valve 14 is made by the pilot in the usual way its center position operated in both directions, so that alternately at different Ends of the pump cylinder 17 connections between the E pressure inlet 15 and the Outlet lines 16 are made and so the elevator io in the pilot desired position is moved. A link 18 connects the pump piston rod 12 with a sleeve i g which is provided with passages and which surrounds the control valve 14.

Der Höhenrudertrimmanzeiger i9 wird durch die hydraulische Druckdifferenz am Kolben 2o der Pumpe betätigt, die vom durch das Höhenruder io ausgeübten Anstellmoment herrührt. Die Druckdifferenz wird durch die Kapillarröhren 21, 22 weitergeleitet, die von jedem Ende des Pumpenzylinders 17 zu einer flexiblen Meßvorrichtung führen, die einen Desynngeber 23 betätigt. Dieser Geber 23 ist mit einem entfernt liegenden und in üblicher Weise angeordneten Anzeigegerät 24 elektrisch verbunden, das die Unsymmetrie der Höhenrudertrimmung anzeigt.The elevator trim indicator i9 is controlled by the hydraulic pressure difference actuated on piston 2o of the pump, which is caused by the pitch torque exerted by elevator io originates from. The pressure difference is passed on through the capillary tubes 21, 22, which lead from each end of the pump cylinder 17 to a flexible measuring device, which actuates a Desynngeber 23. This encoder 23 is located with a remote and in the usual manner arranged display device 24 electrically connected, which the Indicates imbalance in elevator trim.

Die Meßvorrichtung (Fig.2 und 3) weist ein Gehäuse 38 auf, in dem zwei flexible Metallbalgen 25, 26 angeordnet sind.The measuring device (Fig.2 and 3) has a housing 38 in which two flexible metal bellows 25, 26 are arranged.

Die Kapillarröhren 21, 22 sind über die Einlässe 27, 28 an druckbegrenzende Ventilkammern 29, 30 unter den Balgen angeschlossen. Von jeder dieser Kammern wird der Druck auf das Äußere des dazugehörenden Balges übertragen. Wenn sich die Balgen 25, 26 in ihrem gestreckten Zustand befinden, ruhen ihre unteren Enden auf den Sitzen 31, 32, wie aus Fig. 2 hervorgeht: Auf das Innere jedes Balges wird durch eine Feder 33 eine Vorbelastung aufgebracht, so daß die Balgen auf ihrem Sitz bleiben, wenn lediglich normale statische Druckbedingungen herrschen.The capillary tubes 21, 22 are via the inlets 27, 28 to pressure-limiting Valve chambers 29, 30 connected under the bellows. Each of these chambers will the pressure is transferred to the exterior of the associated bellows. When the bellows 25, 26 are in their extended state, their lower ends rest on the seats 31, 32, as can be seen from Fig. 2: On the inside of each bellows is a spring 33 applied a preload so that the bellows remain in their seat when only normal static pressure conditions prevail.

Wenn die Trimmung des Höhenruders unausgeglichen ist, so äußert sich dies -durch einen verstärkten Druck auf der einen oder anderen Seite des Kolbens 2o, wodurch .der diesem Druck ausgesetzte Balg an diesem Ende des Zylinders zusammengedrückt wird. Der Druck auf die Balgen überschreitet die Sicherheitsgrenzen, wenn die Pumpe voll betätigt wird. Zur Vermeidung von Beschädigungen der Balgen sind daher die Druckbegrenzungsventile 34, 35 unter den Balgen in der entsprechenden Ventilkammer untergebracht. Jedes dieser Ventile schließt sich bei einem bestimmten Druck und Laufweg der Balgen und unterbricht die Verbindung zwischen den Ventilkammern 29; 30 und den die Balgen aufnehmenden Kammern 36 oder 37, so daß ein weiteres Anwachsen des auf die Balgen aufgebrachten Druckes unterbunden wird. Um einen Durchtritt durch das Ventil 34 oder 35 mit einer entsprechenden Druckausbildung und möglichen Beschädigung der Balgen zu vermeiden, können nicht gezeichnete Rückschlagventile in der Verbindung der Ventilkämmern29, 30 zur Niederdruckseite des Hydrauliksystems vorgesehen sein.If the trim of the elevator is unbalanced, this is expressed by increased pressure on one side or the other of the piston 2o, whereby the bellows exposed to this pressure is compressed at this end of the cylinder. The pressure on the bellows exceeds the safety limits when the pump is fully actuated. To avoid damage to the bellows, the pressure-limiting valves 34, 35 are therefore accommodated under the bellows in the corresponding valve chamber. Each of these valves closes at a certain pressure and travel distance of the bellows and interrupts the connection between the valve chambers 29; 30 and the chambers 36 or 37 receiving the bellows, so that a further increase in the pressure applied to the bellows is prevented. In order to avoid passage through the valve 34 or 35 with a corresponding pressure formation and possible damage to the bellows, non-return valves (not shown) can be provided in the connection of the valve chambers 29, 30 to the low-pressure side of the hydraulic system.

Die Balgen 25, 26 sind mit der Betätigungsstange 39 des Desynngebers durch ein Gestänge verbünden: Das Gestänge enthält einen inneren kurzen Lenker 40, der in der Mitte auf einem Stift 41 drehbar gelagert ist; welcher in einem Paar äußerer langer Lenker 42 sitzt. Die langen Lenker 42 sind an einem Ende drehbar um einen festen Stift 43 und am anderen Ende qq. mit einer am Balg 25 befestigten Stange 45 verbunden. Die am Balg 26 angebrachte Stange 46 ist auf einem Stift 47 am anderen Ende des kurzen Lenkers 4o drehbar gelagert. Die Betätigungsstenge 39 des Gebers ist ferner durch einen Stift 48 mit dem anderen Ende des kurzen Lenkers 4ö und mit einem Gestängesystem 49, So drehbar verbunden, das eine Parallelbewegung der Betätigungsstange 39 sicherstellen soll. Bei verstärktem Druck auf den Balg 26 wird das rechte Ende des kurzen Lenkers 40 gehoben und damit das andere Ende des Lenkers 40 und die Betätigungsstange 39 des Gebers gesenkt. Bei verstärktem Druck auf den anderen Balg 25 schwenken die langen Lenker 42 um ihren festen Drehpunkt 43 und rufen eine Schwenkbewegung des kurzen Lenkers 40 um seinen Drehstift 47 hervor, so daß die Stange 39 des Gebers 23 gehoben wird.The bellows 25, 26 are connected to the actuating rod 39 of the desynngebers connect by a linkage: The linkage contains an inner short handlebar 40, which is rotatably mounted in the center on a pin 41; which in a pair outer long handlebar 42 is seated. The long links 42 are rotatable at one end around a fixed pin 43 and at the other end qq. with one attached to the bellows 25 Rod 45 connected. The rod 46 attached to the bellows 26 is on a pin 47 at the other end of the short handlebar 4o rotatably mounted. The operating handle 39 the encoder is also connected by a pin 48 to the other end of the short handlebar 4ö and connected to a linkage system 49, so rotatably that a parallel movement the actuating rod 39 is intended to ensure. With increased pressure The right end of the short link 40 is lifted onto the bellows 26 and thus the the other end of the handlebar 40 and the actuating rod 39 of the encoder are lowered. at increased pressure on the other bellows 25 pivot the long links 42 about their fixed pivot point 43 and call a pivoting movement of the short handlebar 40 to his Pivot pin 47 so that the rod 39 of the encoder 23 is raised.

Die Größe der Auf- und Abwärtsbewegung der Betätigungsstange 39 wird auf dem Anzeigegerät 24 angezeigt.The amount of upward and downward movement of the operating rod 39 becomes displayed on the display device 24.

Bei einer anderen Ausführungsform, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, bewegt sich der Zeiger 51 des Anzeigegerätes 24 zwischen einem Paar von Mikroschaltern 52, 53. Wird der Mikroschalter 52 durch den Zeiger 51 betätigt, so wird ein Kreis geschlossen, der ein elektrisches Betätigungsgerät 54 in Betrieb setzt, das mit der Trimmklappe 55 an der Steuerfläche verbunden ist, wodurch sich die Trimmklappe 55 derart bewegt, daß das Anstellmoment des Höhenruders io auf einen niedrigen Wert herabgesetzt wird. Wird der Mikroschalter 53 durch den Zeiger 51 betätigt, so wird ein anderer Kreis geschlossen, der das Betätigungsgerät 54 in der anderen Richtung in Betrieb setzt, wobei wieder die Trimmklappe 55 derart bewegt wird, daß das Anstellmoment des Höhenruders io auf einen niedrigen Wert herabgesetzt wird.In another embodiment, as shown in Fig. 4, the pointer 51 of the indicator 24 moves between a pair of microswitches 52, 53. If the microswitch 52 is actuated by the pointer 51, it becomes a circle closed, which puts an electrical actuator 54 in operation, which with the trim tab 55 is connected to the control surface, whereby the trim tab 55 moved in such a way that the pitch torque of the elevator io to a low value is reduced. If the microswitch 53 is actuated by the pointer 51, then Another circuit is closed, the actuator 54 in the other direction goes into operation, the trim tab 55 is again moved in such a way that the adjustment torque the elevator io is decreased to a low value.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Aircraft with control surfaces or the like operated by control machines, characterized by at least one device (i9) for measuring the pitch torque of at least one control surface (io).

2. Airplane according to claim i, characterized in that the measuring device (i9) has a display device (24) operated, which shows the pilot the size of the pitch torque of the control surface (io).

3. Aircraft according to claim i, characterized in that the measuring device (i9) an apparatus (54) is actuated which has a trim tab (55) or the like on the control surface (io) actuated and thereby keeps the pitch torque of the same at a low value.

4. Aircraft according to one of the preceding claims with one from the pilot for adjustment the corresponding control surface operated hydraulic pump or plunger piston device, characterized in that the measuring device (i9) consists of an electrical trim indicator exists, which is caused by the control surface torque when the control surface is stationary hydraulic pressure imbalance exerted on the piston ends.

5. Airplane according to claim: 2 to q., characterized in that the trim indicator consists of a There is a pair of pressure-sensitive devices, for example bellows (25, 26), each via a line (21, 22) to one end of the cylinder for the pump piston (2o) are connected, and that a linkage system is connected to these bellows is that, depending on the excess pressure in one or the other bellows, an actuator, (39) moves in a certain direction, which may be via an encoder (23) a display device showing the size and direction of its displacement (24) actuated.

6. Aircraft according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the Display device (24) contains two switches (53, 52) which, when actuated by the pointer (51) of the display device (24) a control device (54) for actuating a Put the trim tab (55) into operation so that by adjusting the trim tab the Adjustment torque of the control surface is reduced to a minimum.