DE915064C - Fahrzeug-, insbesondere Flugzeug-Selbst-Steuerung mit einem Ruder-Stellmotor - Google Patents

Fahrzeug-, insbesondere Flugzeug-Selbst-Steuerung mit einem Ruder-Stellmotor

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DE915064C
DE915064C DEB22926A DEB0022926A DE915064C DE 915064 C DE915064 C DE 915064C DE B22926 A DEB22926 A DE B22926A DE B0022926 A DEB0022926 A DE B0022926A DE 915064 C DE915064 C DE 915064C
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0055Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements
    • G05D1/0061Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements for transition from automatic pilot to manual pilot and vice versa

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Description

  • Fahrzeug-, insbesondere Flugzeug-Selbst-Steuerung mit einem Ruder-Stellmotor Bei der Erfindung handelt es sich; um eine- Fahrzeug-Selbst-Steuerung, die sowohl für Luft- als: auch für Wasserfahrzeuge gleichermaßen in Betraah,t kommt.
  • Selbis:tsteuerungen dieser Art sind mit einem Ruderhilfsmotor ausgerüstet, der in Abhängigkeit von Abweichungen, des Fahrzeuges von: einer vorgegebenen Richtung arbeitet. Auf solche Abweichungen spricht ein eigens für diesen Zweck vorgesehenes Bezugsinstrument an. Weiter zeigen die bekannten Steuerungen dieser Art eine Nachlaufverbindung des Ruders mit dem Hilfsmotor, um diesem einen. sägenannten Nachlau.fimpuls zuzuführen, der eine Funktion des Ruderausschlages und dem (primären) Abweichungs.impuls entgegengeschaltet ist. Demzufolge wird der Hilfsmotor en;tregt, wenn das Ruder einen vom Abweichungsimpuls abhängigen Maximalausschlag erreicht hat.
  • Bei diesen bekannten Steuerungen, hat sich folgender Mangel herausgestellt: Wenn, z. B. von der Selbststeuerung zur Handsteuerung übergegangen werden soll, ist die Verbindung zwischen Hilfsmotor und, Ruder zu unterbrechen. Sie muß für eine Rückkehr zur Selbststeuerlung wiederhergestellt werden. Die Wiederherstellung dieser Verbindung hat nun bei älteren Selbststeuerungen zur Voraussetzung, daß das Ruder sich in Nullstellung befindet; anderenfalls würde der Hilfsrnötor wegen eines Ruderausschlages einen falschen Nachlaufimpuls bekommen und damit das Arbeiten der Selbststeuerung empfindlich gestört werden.
  • Aus diesem Grunde ist bei den bekannten Selbststeuerungen der Übergang von der Handsteuerung zur Selbststeuerung umständlich und zeitraubend und birgt überdies stets die Gefahr in. sich, daß trotz aller Vorsicht eine einwandfreie Zuordnung der Stellung des Hilfsmotors zur Ruderstellung nicht gegeben ist.
  • Dieser Mangel soll der Erfindung gemäß behoben werden in der Weise, daß der Übergang von der Handsteuerung zur Selbststeuerung, d. h. die Herstelliung der zwangläufigen Triebverbindung zwischen, dem. Ruder und seinem Hilfsmotoir jederzeit ohne besondere Aufmerksamkeit sowie ohne Beeinträchtigung der Arbeit der wieder eingeschalteten Selbststeuerung möglich, ist.
  • Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß ständig ein synchrones Arbeiten zwischen dem Bezugs.-in;strumen.t und dem zugehörigen: Ruder aufrechterhalten wird, so da,ß der Pilot jederzeit ohne weiteres vom .der Handsteuerung auf die Selbststeuerung umschalten kann, ohne das Flugzeug (Fahrzeug) zuvor in eine vorgeschriebene Sollage oder Sollrichtung bringen zu müssen. Dabei kann dies erfindungsgemäß ohne eine mechanische Nachlaufverbindung zwischen dem Bezugsinstrument und dem Ruder erreicht werden. Viehmehr soll statt dessen erfindungsgemäß mit einer elektrischen Impulsverbindung gearbeitet werden.
  • Diese und weitere Erfindungsmerkmale werden an Hand der Zeichnungen im Rahmen einer voll elektrischen., kontaktlosen Steuerung im einzelnen erörtert. In den Zeichnungen zeigt Abb. i eine schaubildliche Darstellung eines Flugzeuges mit einem Überblick über die Steuerung, Abb.2 ein Schaltschema der Seitensteuerung, Abb. 3 ein Schaltschema der Quer- und Höhen;-steuerung und Abb. 4 ein Schaltschein einer erfindiungsgemäßen Verstärkeranordnung.
  • Für die Steuerung des Seitenruder kommt ein durch einen Kreisel stabilisierter Erdinduktorkompaß in Betracht, der an: der Stelle io, adsoi im hinteren Rumpfteil des Flugzeuges, oder in einem Flügel angeordnet ist. Für diese Anordnung ist der Gesichtspunkt wesentlich, tunlichst- Fehler zu vermeiden, die durch magnetische, im Flugzeug selbst entstehende Störungen verursacht werden können. Außerdem ist nach; dein. dargestellten Beispiel zur Erzeugung eines Abweichungsgesch-,vindigkeitsiunpulses ein Schwenkgeschwindigkeitskreisel i i an der Instrumententafel 12 des Flugzeuges vorgesehen.. Der Geschwindigkeitsimpuls wird dem Abweichungsimpuls überlagert.
  • Für die Steuerung der Quer- und Höhenruder wird je ein Längs- und Querneigungsimpuls von :einem Horizontkreisel 13 abgeleitet, der gleichfalls an der Instrumententafel angeordnet ist. Dabei dienen sowohl der Horizontkreisel als auch der Geschwindigkeitskreisel zugleich als Anzeige für die jeweilige Fluglage.
  • Ferner nimmt die Instrumententafel 12 einen Haraptanzeiger 14 auf, der über, Kabel 15 und 17 reit dem Kreiselkompaß rund einem. Vakuumröhren@-verstärker 16 sowie auch einem Hilfsverstärker i8 (über ein Kabel i9) verbunden ist. Ein an den Ausgang des Hilfsverstärkers angeschlossener Widerstandssatz 2o hat drei Ausgänge, von, denen einer einem Seitenruderhilfsmotar 21, ein zweiter einem Ouerruderhilfsmotor 23 und ein dritter einem llöhenruderhilfsmotor 25 zugeordnet ist.
  • Der Wendezeigerkreisel i i und der Horizontzeigerkreisel 13 sind untereinander über ein an der Instrumententafel z2 vorgesehenes Steuerfeld 27 sowie mit dem Hilfsverstärker über eine Relaisdose 28 verbunden, die ihrerseits an eine Batterie 29 und an einen Wechselstromgenerator 30 angeschlossen ist. S eitenru:d.erstenerung Die in Abb. i an der Stelle io angedeutete VoT-richtung besteht nach Abb. 2 im einzelnen aus drei in Gestalt eines Dreieckes angeordneten Spulen, deren Lamellen 32, 33 und 34 je zwei Erregerwicklungen 35, 36 tragen, die in Gegenschaltung und in Reihe mit einer Wechselstromstelle, z. B. einem Wechselstromgenerator 30, liegen. Als Sekundärwicklung ist eine im Dreieck geschaltete Spule 37 mit drei Anzapfungen 38, 39, 40 vorgesehen, von denen Leiter 1i zu den drei Phasen eines Ständers 42 einer induktiven Kupplungsvorrichtung 43 führen., die im Hauptanzeiger 14 angeordnet ist.
  • Jeder der Schenkel 32, 33 und. 34 wird während jeder Periode des durch die Primärwind'ungen:35 und 36 fließenden Erregerstromes zweimal gesättigt und entsättigt, so, daß jeder vom magnetischen Erdfeld erzeugte Fluß durch jeden Schenkel in jeder Periode des Erregerflusses zweimal aus jedem Schenkel ausgetrieben wird und zweimal in jeden Schenkel zurückkehrt. Die Primärwindungen 35 und 36 eines jeden Schenkels sind in. Reihe und in Gegenschaltung zueinander angeordnet, so daß der Erregerstrom selbst keine Induktionswirkung auf die Sekundärspule 37 ausübt, ausgenommen dann, wenn er einen positiven oder negativen Größtwert erreicht. Mit Ausnahme jener Augenblicke, in denen; der Erregerstrom seinen; positiven. oder negativen Größtwert erreicht, kann das magnetische Erdfeld jeden Schenkel frei durchfließen, so daß in den drei Anzapfungen 38, 39 und 40 der Sekundärwicklung 37 Spannungen induziert werden. Der Wert dieser voneinander verschiedenen Spannlungen hängt von der Richtung des Kreiselkompasses io gegenüber dem magnetischen Erdfeld ab.
  • Demgemäß ändern sich bei jeder noch so, kleinen Abweichung vors einem vorgeschriebenem Kurs die in den drei Anzapfungen der Sekundärwicklulng 37 induzierten Spannungen nach Maßgabe dieser Ab" weichung. .
  • Um den Kompaß geigen störende Schwingungen zu schützen, ist die Spulenanordnung am Läufergehäuse 44 des Kreisels befestigt. Dieser hat drei Freiheitsgrade und sein (nicht dargestellter) elektrisch angetriebener Läufer eine lotrechte Umlaufsachse. Diese ist im Gehäuse 44 angeordnet, das den. Läufer in einem Rahmen! 45 mit horizontalen Lagerzapfen 46 trägt. Den Rahmen 45 seinerseits nimmt ein Träger mittels Lagerzapfen 47 auf, die quer zu den Zapfen 46 ausgerichtet sind.
  • Die Läuferachse wird normalerweise in, lotrechter Stellung mittels einer Auf'rich tevorrichtung gehalten. Desgleichen, kommt eine Absperrvorrichtung zum Ausschalten und/oder Lösen des Kreisels in Betracht.
  • Im Gleichgewichtszustand, d. h;. beim kursgerechten Flug, entsprechen die Spannungen in den drei Wicklungen: des Ständers 42 (der Kupplungsvorrichtu.ng 43) den Spannungen an, den drei Anzapfun.gen der Sekundärspule 37. Eine mit dem Ständer 42 induktiv gekuppelte und, auf einer Welle 5o angeordnete Läuferwicklung 49 nimmt eine Winkelstellung ein, in. der ihre elektrische Achse senkrecht zur Resultierenden des magnetische Feldes der drei Ständerwicklungen liegt, so daß die in diesen herrschenden Spannungen keine Induktionswirkung auf die Läuferwicklung ausüben. Sobald jedoch das Flugzeug von einem vorgeschriebenen. Kurs abweicht, ändern sich, die Spannungen an den drei Anzapfungen der Spule 37 und damit auch die Spannungen in jeder Stän.derwicklung. Dies hat eine Richtungsänderung der Resultierenden des zugehörigen magnetischen Feldes im Gefolge, so daß die elektrische Achse der Läuferwicklung nicht mehr senkrecht zur Resultierenden des Ständerfeldes liegt. Demgemäß wird in der Läuderwicklung 49 ein: Impuls in: duziert, und zwar nach Maßgabe der Kursabweichung des Flugzeuges.
  • Dieser in der Läuferwicklung induzierte elektrische Impuls wird (über Leitungen 51) einem Verstärker 16 und von dort (über Leitungen 52) der einen Wicklung 53 eines ZweiphaseninduktionsmotOrs 54 zugeführt, dessen. zweite: Wicklung 55 vom Wechselstromgenerator 30 über einten Frequenzverdoppler 56 ständig erregt wird. Da, nach dem Gesagten die Frequenz des in 37 induzierten Stromes doppelt so groß ist wie die Frequenz des Erregerstromes, hat der Verdoppler die Aufgabe, in beiden Motorwicklungen gleiche Frequenzen zu erzeugen. Ferner ist im Verdoppler ein Ph.asenr-Schieber vorgesehen, der dafür sorgt, daß die Phasen in beiden Motorwicklungen um etwa 9o° gegeneinander verschoben sind.
  • Bei Erregung der Wicklung 53 wird ein Läufer 57 gedreht, dessen Welle 58 vermittels eines Rades 59 ein Untersetzungsgetriebe 6o eintreibt, dessen letztes Zahnrad 6i auf der Läuferwelle 5o befestigt ist und damit die Läuferwicklung 49 in Nullstellung, d. h. in eine Stellung bringt, in der die elektrische Achse. der Läuferwicklung normal zur neuen Resultierenden des Ständerfeldes gerichtet ist. Dabei nähert sich der Impuls in der Wicklung 49 dem Wert Null. Die Wicklung 53 des Motors 54 wird entregt, und der Motor kommt zum Stillstand.
  • Zur Anzeige der Kursabweichung dient ein Zifferblatt 62, das vom: einer Welle 63 getragen und gegen einen fest angeordneten Zeiger 64 gedreht wird, und zwar von der Läuferwelle 5o über Zahnräder 65, 66 und eine am Rad 66 befestigte Hohlwelle 67. Diese trägt einen Arm 68, in dem die Welle eines Schneckenrades 69 gelagert ist. Die zugehörige Schnecke 70 sitzt auf der Welle 63 und. ist gegebenenfalls mit dieser aus einem Stück ausgebildet. Das Schneckenrad 69 kämmt für gewöhnlich mit der Schnecke 70. Jede Drehung der Welle 5o wird winkelgetreu auf die Welle 63 und damit das Zifferblatt 62 übertragen.
  • Um Fehler die durch an Bord des Flugzeuges befindliche Eisenmassen u. dgl. verursacht werden können, ist ein biegsamer Bogen: 71 mit im Abstand von io oder 15° angeordneten Schrauben 72 vorgesehen. Durch Einzeleinstellung der Schrauben kann; der Bogen nach. Art einer Kurvenbahn gebogen und der Einlfluß der Metallmassen; des Flugzeuges auf das magnetische Erdfeld für eine Flugzeugschwenkung um volle 36o° berücksichtigt werden. Hiermit hat es folgende Bewandtnis: Der Bogen 71 wird, an einigere Stellen nach innen und: an anderen nach außen durchgebogen und arbeitet mit einem Steuerdaumen 73 od. dgl. zusammen, der von einem, auf der Welle des Schneckenrades 69 befestigten Arm 74 getragen wird. Eine Drehung des Zifferblattes 62, die nur einer Drehung der Läuferwelle 51 folgt., hätte eine Scheinanzeige zur Folge. Gleichzeitig mit der Schnecke 70 wird aber der Daumen 73 am Bogen 71 entlang bewegt und. wandert dabei z. B. über einen eingedrückten Bogenteil, wobei das Schneckenrad 69 im Uhrzeigersimne verschwenkt wird. Dies ergibt eine zusätzliche Drehung der Welle 63 im Sinne einer richtigen Anzeige. Wenn der Daumen 73 auf eine nach: außen vortretende Stelle des Bogens 71 trifft, dann wird das Schneckenrad 69 entgegengesetzt dem Uhrzeigerumlaufsinne verschwenkt und dieser Schwenkweg der, von der Läuferwelle 5o erzeugten Drehung des Zifferblattes 62 subtraktiv überlagert.
  • Die Berichtigung der Drehung der Welle 63 kann gegebenenfalls an einer oder mehreren anderen Anzeigestellen wiederholt werden. Dazu! kommt eine elektromagnetische Vorrichtung 75 in Betracht, deren einzige Ständerwicklung 76 z. B. mit vom Wechselstromgenerator 3o kommenden Zuführungsleitungen und zwei Abführungsleitungen 77 und 78 versehen ist. Ferner gehört hierzu ein Magnetläufer 79, der mit dem Ständer induktiv gekuppelt ist und dessen Welle über ein Zahnrad, 8o und ein Zahnrad 81 an, die Welle 63 angeschlossen ist. Die Bewegung der Welle 63 wird auf den Läufermagneten zwangläufig übertragen und in den Leitungen 77 und 78 ein Spannungsverhältnis erzeugt, das sich an anderen Anzeigestellen (mit Ständerspule und induktiv gekuppelten Läufermagneten) wiederholt.
  • Der nach Maßgabe einer Kursahweich ung erzeugte elektrische Impuls dienst zu Steuerung des Seitenruders im Sinne einer Rückführung des Flugzeuges auf den gegebenen Kurs. Hierzu ist im einzelnen eine induktive übertra;gu.ngsvorrich,tung mit einem vom Wechselstromgenerator 30 gespeisten Dreiphasenständer 82 und einem mit diesem induktiv gekoppelten Läufer 83 vorgesehen. Die Läuferwelle 84 ist vorzugsweise gleichachsig zur Läuferwelle 5o angeordnet. Beide Wellen können, mittels einer magnetischen Kupplung miteinander für einen Zwanglau.f verbunden: werden. Normalerweise ist diese Kupplung ausgeschaltet.
  • Von. zwei aus magnetischem Werkstoff bestehenden: Kupplungshälften 86 und 87 ist die eine über eine .nachgiebige Kupplung, z. B. ein. nachgiebiges Armkreuz 88 der Läuferwelle 5o zugeordnet und, die andere Kupplungshälfte an der Welle 84 befestigt. Eine die beiden Kupplungshälften umgebende Spule 85 ist an einem Ende geerdet und mit dem anderen Ende an eine Batterie 2g angeschlossen, und zwar über einer Leiter go, Kolntakte gi eines Hilfskupplüngsschalters 92 und. Kontakte 93 eines Kraftschalters 94. Wenn dieser eingeschaltet ist (die Kontakte 93 geschlossen sind) und wenn weiter der Schalter 92 eingeschaltet ist (Kontakte gi geschlossen), soi wird die Spule 85 erregt und die Kupplungshälfte 86 unter Axialverla;gerung gegen die Wirkung einer Kupplung'sfed.er 88. mit der Kupplungshälfte 87 in Eingriff gebracht. Damit ist eine zwangläufige Verbindung zwischen den beiden Wellen gegeben,, so, d:aß bei einer Bewegung des Läufers 49 in seine Nüllstellun;g die Läuferwicklung 83 relativ zum resultieren,den Feld am Ständer 82 verschoben und da,-mit in. 83 ein elektrischer Impuls nach Maßgabe der Kursabweichung erzeugt wird.
  • Soll von der Selbststeuerung auf eine Handsteuerung übergegangen werden, so ist der Schalter 92 zur Unterbrechung der Erregung der Spule 85 auszuschalten. Unter der Wirkung der Kupplungsfeder 88 kommen die beiden Kupplungshälften 86 und 87 außer Eingriff und in. ihre normale Stellung. Für den Fall, daß der Läufer 83 im Augenblick der Ausschaltung der Selbststeuerung gegen den Ständer 82 verlagert sein sollte, verbleibt er in dieser Stellung und in ihm ein Impuls; denn der Läufer ist allein nicht in der Lage, in eine Nullstellung, d. h. in eine Stellung zurückzukehren, in der die elektrische Achse der Läuferwicklung 83 senkrecht zur Resultierenden des Magnetfeldes im Ständer 82 liegt. Wegen eines solchen Impulses würde nach dem Übergang von der Handsteuerung auf die Selbststeuerung ein, Synchronismus zwischen dem Abweichungsimpuls und dem Seitenruder 22 gestört sein. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß die Läuferwickhing 83 beim Ausschalten, der Selbststeuerung in. ihre Nullstellung zurückkehrt. Hierzu dient nach dem dargestellten Beispiel ein um einen Zapfen 96 sch,-#venlbar gelagerter Hebelarm und, ein: um denselben Zapfen gelagertem Arm 97. Die freien Enden der beiden Hebelarme sind z. B. mittels einer Feder 98 miteinander verbunden. Ein Mitnehmer 99 ist an der Welle 84 befestigt und trägt einen Stift ioo, der zwischen die beiden Arme 95 und. 97 greift, so daß bei einer Drehung der Welle 84 im Uh,rzeigerumlaufsinne der Stift ioo den Arm 95 austvärts schwenkt. Sobald das eine solche Drehung verursachende Drehmoment auf die Welle 8:I verschwindet, bringt die Feder 98 den: Arm und den Stift in die neutrale Stellung zurück. Sinngemäß ist bei umgekehrter Drehbewegung der Welle 84 ein Ausschlag des Armes 97 gegeben. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Läufer 83 vor Wiedereinschalten der Selbststeuerung stets eine elektrische Nullstellung einnimmt. Damit sind die Voraussetzungen für eine selbsttätige Synchronisierung der Selbststeuerung gegeben, so daß bei deren Einschalten heftige Stöße und sonstige Störungen: vermieden werden.
  • Der in der Läuferwicklung 83 erzeugte Impuls gelangt durch Leitungen iöi zum Hilfsverstärker 18 und. von diesem über den Widerstandssatz 2o in der noch: zu beschreibenden Weise zu der einen Phase eines Zweiphaseninduktionsmotors io2 der Seitenruderbetätigungsvorrichtung 21. Die Leitungen ioi sind an die Klemmen eines Widerstandes 103 eines Verstärkers 18 angeschlossen (vgl. Abb,. 4). Dieser Widerstand. liegt am Gitter 104 einer Vakuumröhre io5, deren Anode io6 über zwei Leitungen 107, io8 mit den Gittern, iog und, i io zweier Röhren 111, 112 verbunden ist. Von den Anoden 113 und 114 dieser Röhren; führen Leitungen 115, 116 zu einer geteilten Sekundärwicllung 117 eines Transformators, dessen. Primärwicklung 118 von einer Wechselstromquelle, z. B. dem Wechselstro@rngenerator 3o, über Leitungen i 19, 12o gespeist wird.
  • Zwischen jeder Anode 113, 114 und ihrer Verbindung mit der Sekundärwicklung 117 sind magnetische Rückkopplungen 121, 122 vorgesehen. Diese bestehen aus einem (nicht dargestellten) Weicheisenkern mit Primärwicklung 123, 124, die in Reihe geschaltet und an eine Stromquelle angeschlossen sind, z. B. über die von den Leitungen iig, i2o abzEveigenden Leitungen 125, 126, Zur Rückkopplung gehört ferner je eine Sekundärwicklung 127, 128. Diese beiden Wicklungen sind in Reihe und in Gegenschaltung angeordnet sowie mit Abführungsleitungen 129, 130 versehen. Zu erwähnen ist schließlich eine Sättigungswicklung i31, 132 in den Leitungen i 15, 116.
  • Solange das Flugzeug seinen vorgegebenen Kurs einhält und also keine Abweichungsimpulse auftreten, treten an den Gittern iog und iio keine Impulse auf, so daß der gesamte Stromkreis ausgeglichen und der Strom in den Abführungsleitungen 129 und 130 Null ist. Da die Sekundärwicklungen in Reihe und Gregenschaltung angeordnet sind, gleichen sich nämlich die in diesen induzierten Ströme gegenseitig aus. Beim Auftreten einer Kursabweichung ergeben sich Impulse an den Gittern iog der Röhren i i i und 112. Diese mögen positiv sein. Dasselbe gilt dann für den Strom an der Anode 113 der Röhre i i i, während der Strom an der Anode 114 der Röhre 112 negativ ist und deshalb in der Leitung 116 kein Strom fließt. Dagegen tritt ein pulsierender Strom in der Leitung 115 und damit in der Wicklung 131 auf, der den Kern der Rückkupplung 121 sättigt, so daß der in der Sekundärwicklung 127 induzierte Strom abnimmt. Infolgedessen ist der Kreis nicht mehr ausgeglichen, und es tritt ein Strom in den Abführungsleitungen 129 und 130 in einer Richtung auf.
  • Bei einer Kursabweichung in entgegengesetzter Richtung ist an den Gittern iog und iio ein negativer Impuls gegeben, so daß zur Anode i 13 kein Strom gelangt, wohl aber zur Anode 114 und zur Leitung 116. Folglich wird der Kern der Rückkupplung 122 gesättigt. Die in der Sekundärwicklung 128 induzierten Ströme nehmen ab, und es wird wieder das Gleichgewicht des Kreises gestört mit dem Ergebnis, daß in den Abführungsleitungen 12,9 und 130 ein Strom in entgegengesetzter Richtung auftritt. Daraus ergibt sich eine Unterscheidung im Sinne der verschiedenen Ausschlagrichtungen des Seitenruderhilfsmotors.
  • Die Abführungsleitungen 129 und 130 sind über einen im Widerstandssatz 20 vorgesehenen Umkehrschalter 133 an die eine Phasenwicklung 134 (Abb. 2) des Zweiphasenmotors 102 angeschlossen, dessen andere Wicklung 135 an dem Wechselstromgenerator 30 liegt und also ständig gespeist wird. Der Motor 102 soll die Seitenruderhilfsvorrichtung 21 antreiben, wozu seine Welle 136 ein Triebrad 137 dreht, das über Zahnräder 138 und 139 auf die Welle 14o arbeitet. Am Ende der Welle 140 ist der Kern 142 eines Elektromagneten angeordnet, dessen Spule 141 über 143 geerdet und über 144 mit dem Hilfskupplungsschalter 92 verbunden ist. Bei eingelegtem Schalter wird die Spule 141 erregt und der Magnetkern entgegen der Wirkung einer Feder 145 nach außen bewegt, bis eine an der Welle 140 angebrachte Kupplungshälfte 146 in Eingriff mit der zugehörigen Kupplungshälfte 147 einer Welle 148 kommt, d. h. eine Triebverbindung. zwischen dem Motor 102 und der Welle 148 hergestellt ist. .Diese treibt über Zahnräder 149, 15o eine Welle 151.
  • Zwischen die Welle 151 und das Ruder ist eine Lintersetzung eingeschaltet, im dargestellten Beispiel ein Umlaufgetriebe mit einem Sonnenrad 152 und zwei Planetenrädern 153, 154, die beide in die Innenverzahnung eines feststehenden Gehäuses 156 eingreifen und mittels Zapfen 157, 158 einen Käfig 159 tragen, der eine mit einem zweiten Sonnenrad 161 versehene Welle 16o aufnimmt. Dem Sonnenrad 161 sind gleichfalls zwei Planetenräder 162 und 163 zugeordnet, die mit einer zweiten Innenverzahnung 164 des Gehäuses 156 kämmen und einen zweiten Käfig 165 mit einer Antriebswelle 168 tragen, an die das Seitenruder 22 z. B. mittels eines Seiles 169 angeschlossen ist. Gegebenenfalls können zwischen die Welle 168 und das Seitenruder noch weitere Untersetzungsstufeneingeschaltet werden. Zur Erzeugung eines Nachlaufimpulses bei Einschalten des Motors rot und zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Seitenruder und dem Impulsgeber dient beim dargestellten Beispiel eine induktive Nachlaufvorrichtung 17 mit einem Dreiphasenständer 172, der vom Wechselstromgenerator 30 gespeist wird, und einem Läufer, dessen Wicklung 173 mit dem Ständer induktiv gekoppelt ist und von einer Welle 174 mit einem Triebrad 175 getragen wird. Die Läuferwicklung 173 wird über eine Untersetzung 176 mit dem Rad 139 vom Rad 137 des Motors 102 angetrieben. Für gewöhnlich ist die elektrische Achse der Wicklung 173 senkrecht zum resultierenden Magnetfeld des Ständers gerichtet. Wird beim Arbeiten des Motors io2 die Läuferwicklung 173 aus dieser Nullstellung herausgeführt, so wird in ihr ein Impuls induziert und dem Gitter 104 der Röhre i95 zugeführt, und zwar über 177 und einen Widerstand 178 (Abb. 4). Dieser an einem Ende geerdete Widerstand hat einen Abgriff 179, an den ein zweiter Widerstand 181 mit einem Abgriff 182 angeschlossen ist. Hierdurch wird der Nachlaufimpuls dem (primären) Abweichungsimpuls überlagert. Der in der Läuferwicklung erzeugte Impuls ist dem Abweichungsimpuls entgegengerichtet und nimmt mit dem Ruderausschlag so lange zu, bis beide Impulse einander gleich sind und damit die Wirkung des Abweichungsimpulses aufgehoben wird. Der Motor 102 wird dann stromlos, und das Seitenruder hat seinen Ausschlag nach Maßgabe des Abweichungsimpulses erreicht.
  • Mit Erreichen dieses Seitenruderausschlages tritt das Flugzeug seine Rückkehr zum vorgegebenen Kurs an. Damit nimmt aber auch der Abweichungsimpuls ab, so daß der Nachlaufimpuls der Läuferwicklung 173, der seinen Höchstwert erreicht hat, zu überwiegen beginnt und den Motor 102 in entgegengesetzter Richtung in Bewegung setzt, d. h. das Seitenruder in seine Nullstellung zurückbringt. Die Umkehr der Motordrehrichtung veranlaßt der Strom, der in der einen der beiden Sättigungswicklungen 131, 132 fließt, während die andere Sättigungswicklung in Frage kam, als das Flugzeug von seinem vorgegebenen Kurs abzuweichen begann und also der Abweichungsimpuls im Zunehmen begriffen war. Mit Umkehr der Drehrichtung des Motors i92 nimmt der Impuls in der Läuferwicklung 173 ab, bis der Läufer seine Nullstellung erreicht hat. Alsdann sind Seitenruder und Abweichungsimpuls synchron, und zwar ohne mechanische Nachlaufverbindungen, wie Seile u. dgl., zwischen dem Seitenruder und dem Impulsgeber. Dabei ist wesentlich, daß die induktive Nachlaufvorrichtung 171 auf derselben Seite der Hilfskupplung wie der Motor ioz angeordnet und so eingerichtet ist, daß sie lediglich vom Motor, nicht vom Ruder beeinflußt wird.
  • Mit einer Steuerung nach der Abweichung allein ist ein schwingungsfreies Rückführen auf den vorgegebenen Kurs nicht möglich, d. h. es läßt sich ein periodisches Abklingen der Kursabweichung auf Null nicht erzwingen. Vielmehr treten mehr oder weniger Schwingungen um den Sollwert (den vorgegebenen Kurs) auf.
  • Eine aperiodische Steuerung ist zu erreichen, wenn dem Abweichungsimpuls ein der Geschwindigkeit der Abweichung folgender Impuls überlagert wird. Demgemäß ist ein Schwenkgeschwindgkeitskreisel vorgesehen, dessen elektrisch angetriebener Läufer 184 (Abb. 2) normalerweise eine waagerechte Umlaufsachse 185 hat und in einem Rahmen 186 gelagert ist. Dieser hat Lagerzapfen 187 und i88 senkrecht zur Läuferumlaufsachse 185 und ist z. B. mittels Federn 189 gefesselt, damit in bekannter Weise aus der Kreiselpräzession ein Schwenkgeschwindigkeitsimpuls gewonnen werden kann. Für die Erzeugung eines elektrischen Impulses nach Maßgabe der Kreiselpräzession ist ein Dreiphasenständer igi und ein mit diesem induktiv gekuppelter Läufer 192 vorgesehen, der über 193 an den Wechselstromgenerator 3o angeschlossen ist. Den Läufer trägt der Lagerzapfen 188, dessen Zahnsektor 194 mit einem Rad 195 einer Spindel 196 kämmt. An dieser ist ein Zeiger 197 für eine Skala 198 befestigt. Der Zeiger 197 schlägt nach Maßgabe der Schwenkgeschwindigkeit des Flugzeuges aus und zeigt diese also an.
  • In jeder der drei Ständerwicklungen igi wird eine Spannung nach Maßgabe der Winkellage einer jeden Wicklung relativ zum Läufer 192 erzeugt und über Leitungen i99 den Ständerwicklungen Zoo eines induktiven Empfängers toi zugeführt. Ein mit den Ständerwicklungen induktiv zusammenarbeitender Läufer 2o2 wird von einer drehbar gelagerten Welle 2o3 getragen.
  • Hat der Läufer 192 eine Stellung, in der die Winkelgeschwindigkeit des Flugzeuges Null ist, so liegt die elektrische Achse des Empfängerläufers 2o2 senkrecht zum resultierenden Magnetfeld des Ständers Zoo. Demgemäß wird im Läufer 2o2 keine Spannung induziert. Tritt beim Abweichen vom Kurs eine Winkelgeschwindigkeit auf, so wird der Läufer 192 relativ zum Ständer 193 gedreht, d. h. in jeder Ständerwicklung die induzierte Spannung geändert. Diese Änderungen werden dem Ständer 200 mitgeteilt, so daß die Resultierende des Magnetfeldes am Empfängerständer gegen den Läufer Zoo verlagert und in diesen eine Spannung nach Maßgabe der Winkelgeschwindigkeit des Flugzeuges induziert wird.
  • Die so erzeugte Spannung gelangt vom Läufer 2o2 über Leitungen 204 zum Widerstand 181 (des Widerstandssatzes 2o in Abb. 4) und wird dem in der Läuferwicklung 175 erzeugten Nachlaufimpuls überlagert sowie mit ihm zusammen durch die Leitung 183 dem Gitter io4 der Röhre io5 zugeführt. Auf diese Weise werden drei Impulse, nämlich ein Abweichungs-, ein Winkelgeschwindigkeits- und ein Nachlaufimpuls am Gitter 104, miteinander im Sinne einer algebraischen Addition gemischt. Der Mischimpuls bestimmt dann das Arbeiten des Induktionsmotors io2.
  • Zu Beginn einer Kursabweichung, d. h. also wenn eine solche im Entstehen begriffen ist, unterstützt der dem Nachlaufimpuls entgegengerichtete Geschwindigkeitsimpuls den Abweichungsimpuls, so daß das Ruder bereits zu Beginn der Abweichung, d. h. bei deren Aufkommen schneller ausgeschlagen wird als im Falleines Abweichungsimpulses allein. Bei der Rückkehr zum vorgeschriebenen Kurs wirkt der Geschwindigkeitsimpuls, da nunmehr die Winkelgeschwindigkeit des Flugzeuges ein anderes Vorzeichen hat, dem Abweichungsimpuls entgegen und unterstützt also den Nachlaufimpuls. Damit wird aber einem Überfahren des vorgegebenen Kurses im Zuge der Rückkehr zu diesem wirksam begegnet. Dies ist im übrigen in der Natur des Geschwindigkeitsimpulses begründet, der dem Abweichungsimpuls voreilt, damit also eine Art Vorhalt ergibt, durch den der Ruderausschlag anfänglich verstärkt und mit beginnender Rückkehr zum Sollkurs eine Bremswirkung gegen ein Übersteuern ausgeübt wird. Die Ruderstellung richtet sich also nach der algebraischen Summe des Abweichungs, und des Geschwindigkeitsimpulses.
  • Durch Einstellen des Abgriffes 179 (Abb. 4) am Widerstand 178 kann die Beziehung zwischen dem Ruderausschlagwinkel und dem Impuls beliebig geändert werden. Ebenso läßt sich die Größe des Geschwindigkeitsimpulses durch Einstellen des Abgriffes 182 am Widerstand 181 ändern. Alle diese veränderlichen Größen sind am Widerstandsatz 2o vereinigt und .ermöglichen eine bequeme Anpassung der Selbststeuerung an die dynamischen Eigenschaften einer gegebenen Flugzeugtype im Sinne einer Dämpfung des Flugzeuges und der Selbststeuerung. Quer- und Höhensteuerung Die Impulse zur Steuerung um die beiden anderen Flugzeugachsen (Beherrschung der Quer-und Längsneigungen) werden, wie erwähnt, von einem Horizontkreisel abgeleitet, dessen elektrisch angetriebener Läufer 2o5 (Abb. 3) gewöhnlich eine lotrechte Umlaufsachse hat und in einem Gehäuse 2o6 gelagert ist. Dieses wird mit waagerechter Schwenkachse 2o7 in einem Rahmen 2o8 gehalten, den ein Zapfen 2o9 mit zur Achse 207 senkrechter Achse trägt. Der Zapfen 2o9 ist parallel zur Flugzeuglängsachse gerichtet, so daß also die Achse 207 parallel zur Flugzeugquerachse verläuft. Bei Querneigungen des Flugzeuges schlägt der Kreisel um die Achse 2o9 und bei Längsneigungen um die Achse 2o7 aus. Der Kreisel kann wie üblich als künstlicher Horizont verwendet und mit einer Horizontstange 2io ausgerüstet werden, die sich gegen eine Maske 211 auf und ab bewegt. Diese Maske ist mit der durch den Zapfen 2o9 bestimmten Querneigungsachse verbunden. Die Stange 2io trägt ein Hebel 212 mit Schwenkzapfen 2i3 und Längsschlitz 214. In diesen greift ein Stift 215 ein, der an einem an der Längsneigungsachse 2o7 angebrachten Arm 216 befestigt ist.
  • Zur Erzeugung eines elektrischen Impulses nach Maßgabe der Querneigungen dient eine Vorrichtung 217 mit einem Dreiphasenständer 218 und einem mit diesem induktiv gekuppelten Läufer 2i9, dessen Wicklung auf dem Lagerzapfen 2o9 angeordnet und an die Wechselstromquelle des Flugzeuges angeschlossen ist. Bei fehlender Querneigung werden in den Ständerwicklungen Spannungen nach Maßgabe der Winkellage einer jeden Wicklung relativ zum Läufer erzeugt. Vom Ständer :2i8 führen Leitungen 22o zum Dreiphasenständer 22i eines induktiven Empfängers 222, dessen Läuferwicklung 223 von einer drehbar gelagerten Welle 224 getragen wird. In der Sollage hat die Läuferwicklung 223 eine normale Stellung, in der ihre elektrische Achse senkrecht zur Resultierenden des Ständermagnetfeldes gerichtet ist. Treten Querneigungen auf, so wird der Läufer 2i9 vom Zapfen Zog gedreht. Dadurch werden die im Ständer induzierten Spannungen geändert und diese Änderungen dem Ständer 221 des Empfängers mitgeteilt. Infolgedessen dreht sich das resultierende Magnetfeld dieses Ständers gegenüber dem Läufer des Empfängers, wodurch in der Wicklung 223 eine Spannung nach Maßgabe der Flugzeugquerneigung induziert wird. Diese Spannung gelangt über Leiter 226 zum Widerstand 227 (Abb. 4) des Hilfsverstärkers 18 und weiter zum Gitter 228 einer Vakuumröhre 229. Deren Anode 230 ist über zwei Parallelwege an die Gitter 231, 232 der Röhren 233,234 angeschlossen. Von deren Anoden 235 und 236 führen Leitungen 237 an die Leitungen i 15, 116, d. h. an die Enden der geteilten Sekundärwicklung 117.
  • Jeder Anodenstromkreis enthält magnetische Rückkopplungen 238 und 239, die beide aus nicht dargestellten Weicheisenkernen bestehen. Auf diese aufgebrachte Primärwicklungen 240, 241 sind zueinander in Reihe geschaltet und über Leitungen 242, die von den Leitungen i 18, 119 abzweigen, mit dem Wechselstromgenerator 30 verbunden. Sekundärwicklungen 243 und 244 sind zueinander in Reihe und in Gegenschaltung angeordnet. Von diesen Wicklungen zweigen Abführungsleitungen 245 ab, die über einen im Widerstandssatz vorgesehenen Umkehrschalter 246 mit der einen Wicklung 247 eines Zweiphaseninduktionsmotors 248 (Abb.3) verbunden sind. Dieser Motor dient zur Steuerung des Querruders 24.
  • Für die Rückkopplungen nach Abb. 4 vorgesehene Sättigungswicklungen 249 und 250 sollen die Drehrichtung des Motors 248 bestimmen. Wie für die Seitensteuerung beschrieben, erzeugt der Querneigungsimpuls nach Maßgabe der Flugzeugquerneigungen einen pulsierenden Strom in der einen oder der anderen der Sättigungswicklungen 249, 250, so daß die in der einen oder der anderen der Sekundärwicklungen 243, 244 induzierten Ströme abnehmen und also in den Abführungsleitungen 245 ein Strom in der einen oder der anderen Richtung auftritt zwecks Erregung der Spule 247 des Motors 248, dessen andere Spule 251 ständig vom Wechselstromgenerator gespeist wird.
  • Wie bei der Seitensteuerung ist eine Hilfskupplung 252 zwischen dem Motor 248 und der Ruderwelle 253 vorgesehen. Von dieser können Seile 255 od. dgl. zum Querruder 24 führen. Von den beiden Kupplungshälften 256, 257 ist die eine unter Zwischenschaltung einer Untersetzung 258 mit der Ruderwelle 253 verbunden. Es handelt sich dabei um dieselbe Untersetzung, wie sie für die Seitensteuerung beschrieben ist (vgl. feststehendes Gehäuse 259 nach Abb. 3 und Gehäuse 159 nach Abb.2). Die andere Kupplungshälfte nimmt eine Welle 26o auf, die axial zu einem Zahnrad 261 verschoben werden kann, aber undrehbar mit diesem verbunden ist. Eine über eine Leitung 263 geerdete Magnetspule ist über eine Leitung 264 an den Schalter 92 angeschlossen, der zur Erregung des Magneten einzuschalten ist. Nach Erregung bringt der Magnetkern 265 gegen die Wirkung einer Feder 266 die beiden Kupplungshälften 256, 257 miteinander in Eingriff.
  • Eine zur Dämpfung der Ruderausschläge dienende Nachlaufvorrichtung 267 zeigt einen mit dem Wechselstromgenerator des Flugzeuges verbundenen Dreiphasenständer 268 und eine mit diesem induktiv gekuppelte Läuferwicklung 269. Diese wird von einer Welle 270 getragen, deren Zahnrad 271 unter Vermittlung eines Untersetzungsgetriebes mit dem Zahnrad 261 in Triebverbindung steht, so daß die Läuferwicklung 269 mit beginnender Drehung des Motors 248 unverzüglich aus der Nullstellung herausbewegt und eine Spannung in der Läuferwicklung induziert wird.
  • Diese Spannung gelangt über Leitungen 273 zu einem Widerstand 2-74 (Abb.4), der zum Widerstandssatz 20 gehört, auf einer Seite geerdet und mit einem Abgriff 275 versehen ist. An diesem ist eine Leitung 276 angeschlossen, die den Nachlaufimpuls dem Querneigungsimpuls am Gitter 228 der Röhre 229 überlagert, so daß der Motor 248 nach der algebraischen Summe des Querneigungs- und Nachlaufimpulses arbeitet. Das Verhältnis zwischen dem Querruderausschlag und dem Querneigungsimpuls kann durch Einstellen des Abgriffes 275 am Widerstand 274 beliebig geändert werden.
  • Der Umkehrschalter 246 liegt zwischen dem Ausgang der Sekundärwicklungen der beiden magnetischen Rückkopplungen und der veränderlichen Phase des Motors 248 und bestimmt von Anfang an den richtigen Drehsinn dieses Motors (vgl. Umkehrschalter 133 der Seitensteuerung).
  • Einen elektrischen Impuls nach Maßgabe der Längsneigung erzeugt eine Vorrichtung 277. Diese zeigt einen Ständer 278 mit zwei in Reihe und in Gegenschaltung gewickelten Spulen 279 und 280 und mit drei Anzapfungen für den Anschluß an die Wechselstromquelle des Flugzeuges. Ein Läufer 284 mit Weicheisenkern sitzt auf dem Lagerzapfen 207 und hat für gewöhnlich relativ zum Ständer eine solche Stellung, daß die im Ständer induzierten Ströme gleich und einander entgegengesetzt sind und die ganze Anordnung im Gleichgewicht ist. Bei auftretenden Längsneigungen wird der Läufer 284 relativ zum Ständer verschwenkt. Dadurch wird das Gleichgewicht der Spannungen im Läufer gestört und im Ständer ein Impuls erzeugt; dessen Phase sich beim Durchgang durch Null umkehrt. Dadurch wird die Längsneigungsrichtung (Aufwärts- oder Abwärtsneigen) erfaßt.
  • Von dien Ständern 278 führen; Leitungen 281, 282, 283 zu den drei Ständerspulen286 eines induktiven Empfängers 285. Dessen mit den: Ständerwicklungen induktiv gekuppelte Läuferwicklung 287 nimmt eine Welle 288 auf. Bei Längsneigungen, wird infolge der Gleichgewichtsstörung an, 279 und 28o auch das Gleichgewicht in 286 gestört, so daß die elektrische Achse der Läuferwicklung nicht mehr ihre normale Lage zur Resultierenden des Ständermagnetfeldes hat und in: der Läuferwicklung eine Spannung nach Maßgabe der Flugzeuglängs:neigung induziert wird.
  • Diese Spannung gelangt über Leitungen 29o zum Widerstand 291 des Hilfsverstärkers (Abb. 4) und dann zum Gitter 292 einer Vakuumröhre 293, deren Anode 294 über zwei parallele Leitungen mit den Gittern; 295 und. 296 der Röhren 297 und 298 verbunden: ist. Die Anoden 299 und 3oo der letztgenannten Röhren; sind über Leitungen 3o1 an die, Enden der Sekundärwicklung 117 angeschlossen. Im übrigen sind auch hier zwischen den einzelnen Anoidenstromkreisen magnetische Rückkopplungen 302 und 303 vorgesehen. Dabei handelt es sich wieder um (nicht dargestellte) Weicheisenkerne mit je zwei in Reihe geschalteten. und an die Wechselstromquelle angeschlossenen: Primärwicklungen 304, 305. Die Sekundärwicklungen 307, 308 sind in Reihe und in. Gegenschaltung gewickelt und an Ausgangsleitungen 309 angeschlossen, die über einen zum Widerstandssatz 2o gehörenden Umkehrschalter 31o zu der, einen Wicklung 311 eines Zweiphasenin.duktion,sm!otors 312 führen, der zum Verstellen des Höhenruders 26 (Abb. 3) bestimmt ist. Sättigungs:wicklUngen 313 und 314 (Abb.4) sind für jede Rückkopplung vorgesehen und; sollen die Drehrichtung des Motors 312 bestimmen.
  • Wie zur Seiten- un:d Quersteuerung erörtert, ergibt der Längsneigungsimpuls, je nachdem, ob, sich das Flugzeug aufwärts oder abwärts neigt, einen pulsierenden Strom in der einen oderanderen der beiden. Sättigungswicklungen 313, 31.l. Demgemäß nehmen die Ströme in einer der beiden Sekundärwicklungen 307, 308 ab, so daß in den Abführungsleitungen 309 ein Strom in der einen oder der anderen Richtung fließt und, dieSpule311 des Motors 312 erregt, dessen. andere Spule 315 ständig von der Wechselstrom.quelle des Flugzeuges gespeist wird.
  • Wie im Falle der Seiten,- und Quersteuerung- ist zwischen dem Motor 312 und einer Antriebsweile 317für das Höhenruder 26 eine Hilfskupplung316 vorgesehen, deren eine Kupplungshälfte, unten' Zwischenschaftun:g einer Untersetzung 322 mit der Welle 317 verbunden, ist, während, die andere Kupplungshälfte von, einer Welle 324 getragen wird.. Diese kann: sich, in einem Zahnrad 325 verschieben, dein sie u:ndrehbar verbunden ist. Ein Eektr'omagnet dient zur Steuerung der Kupplung und besitzt eine Spule 326 und einen Kern 329, der nach Erregung des Magneten (Einleger des Schalters 92) unter Spannen einerKupplungsfeder 33o die beiden Kupplungshälften 32o und 321 in Eingriff bringt.
  • Im übrigen ist auch für die Höhensteuerung eine induktive Nachla:ufvorrichtung 331 vo:rgesehen, deren Ständerwicklungen 332 von; der Wechselstromquelle des: Flugzeuges gespeist weil, den und deren mit dein. Ständerwicklungen, induktiv gekuppelte Läufer-,,vicklung 333 auf einer Weile 334 angeordnet ist. Diese steht vermittels eines Triebrades 335 und einer Untersetzung 336 mit dem Motor 312 in Triebverbindung, so: da.ß die Läuferwicklung 333 mit beginnendem Umlauf des Motors 312 ihre normale Nullstellung unverzüglieh, verläßt und eine Spannung induziert.
  • Der so induzierte elektrische Nachlaufimpuls kommt über Leitungen. 337 zu einem zum Widerstandssa,tz2o gehörendenWi;derstaiid 338 (Abb,.4), von dessen Abgriff 339 eine Leitung 340 zum Gitter 292 führt und dem Na:chlaufimpuls dort dem Längsneigungsimpuls überlagert. Das Verhältnis zwischen dem Ausschlage des Höhenruders und dem. Längsn:eigun:gsimpuls kann: durch Einstellen des Abgriffes 339 leicht geändert werden. Der Umkehrschalter 310 zwischen dein Ausgang der Sekundärwicklungen der beiden Rückkopplungen und der veränderlichen Phase 312 bestimmt von Anfang an den richtigen: Drehsinn des Motors.
  • Dem Längs-und.Querneigungsimpuls wird nach dem Gesagten: ein Geschwindigkeitsimpuls nicht überlagert. Dieses ist nicht erforderlich, weil eine ausreichende Eigendämpfung gegeben ist. Soll dennoch mit Gesch-,vind:igkeitsimpulseri gearbeitet werden, so können solche vo:n dein. Hilfsa:nzapfungen 341 und 3.$2 (Abb, 4) abgenommen und den Gittern 228 und 292 der Röhren 229 und 293 zugeführt werden.. Eine Hilfsanzapfung 343 im Kurssteuernetz.werk gestattet das, Arbeiten: mit einem von einem Radiokorrtpaß statt vom Kreiselkompa.ß stammenden Richtungs.irnpuls. Dabei sind keine mechanischen Änderungen der Selbststeuerung erforderlich. Vielmehr braucht der, vom I#,'-reiselkompaß abgeleitete Impuls nur abgeschaltet und eine Verbindung zum Ra:diakompaß hergestellt zu werden, dessen Impuls alsdann dem Gitter io4 der Röhre io5 unmittelbar zugeführt werden kann. Arbeitsweise Es sei davon ausgegangen, daß der Pilot des einen waagerechten, vorgegebenen Kurs fliegenden Flugzeuges von der Handsteuerung auf Selbststeuerung umschalten, will, damit diese selbsttätig den vorgeschriebenen Kurs einhält.
  • Dazu werden die beiden Schalter 92 und 94 (Abb!.2) eingeschaltet und dadurch, sowohl die Kupplung 86, 87 zwischen den beiden. Läuferwellen So und. 84 als auch die Kupplungen zwischen den: Motoren 102, 248 und. 312 einerseits und den jeweils zugehörigen. Rudern (Seitenruder 22, Querruder 24 und Höhenruder 26) andererseits eingerückt. Weicht das Flugzeug von seinem. vorgegebenen Kurs ab, so ändern sich die in der Sekundärspule 37 des Kreiselkompasses induzierten Spannungen nach Maßgabe dieser Abweichung. Diesen Änderungen folgen die Spannungen in den Ständerwiaklungen 42, so daß sich in diesem Ständer, das resultierende Magnetfeld verlagert und. eine Span, nung in der Läuferwicklung 49 induziert. Der, so erzeugte Impuls gelangt nach Passieren des Verstärkers 16 zur Spule 53 des Motors 54. Dieserwird also erregt und bringt die Läuferwicklung 49 vermittels der Untersetzung 6o in eine neue Nullstellung, in welcher der Impuls verschwindet und. der Motor 54 stromlos wird..
  • Die Neueinstellung der 49 aus ihrer ursprünglichen Nullstellung in. die neue Nullstellung hat auch ein Verstellen, des Läufers 83 im Gefolge, d. h. eine Zugordnung der Stellung des Systems 82, 83 zur neuen Nullstellung der Läuferwicklung 49. In der Läuferwicklung 83 wird eine Spannung erzeugt, die nach Verstärken im Hilfsverstärker 18 über den Widerstandssatz 2o zur Spule 134 dies Seitenru.dermotors Tot gelangt, so daß das: Seitenruder 22 ausgeschlagen und. gleichzeitig die Läuferwicklung 173 des Nac!h.-laufsystems 171 gegen den Ständer 172 gedreht und also ein Nachlaufimpuls in der Wicklung 173 erzeugt wird. Dieser wird im Verstärker 18 dem primären Abweichungsimpuls überlagert. Dabei sind Abweichungsimpuls und Nachlaufimpuls einander entgegengerichtet, so daß mit Erreichen. einer Gleichheit beider Impulse der Seitenrudermotor io2 zur Ruhe kommt. In dieser Stellung ist das Seitenruder 22, um einen gegebenem. Winkel ausgeschlagen. Mit beginnender Rückkehr zum vorgegebenen, Kurs nimmt derAbweichungsimpuls ab, so daß der Nachlaufimpuls überwiegt und demgemäß der Motor io2 sich in entgegengesetzter Richtung in Bewegung setzt, also das Seitenruder 22 sowie gleichzeitig die Läuferwicklung 173 des Nachlaufsystems 171 in die Nullstellung zurückführt, bis schließlich der Seitenru:d.errnotor 102 stromlos wird.
  • Beim Auftreten, einer Kursabweichung macht sich aaußerdem eine Präzession. des Geschwindigkeitskreisels 184 gegen die Wirkung seiner Fesselungsfeder 189 bemerkbar, in der Weise, daß die Läuferwicklung 192 aus ihrer Nullstellung herausbewegt und dadurch eine Spanuungsänderung in. den Ständerwicklungen 19i verursacht wird. Diese Änderungen werden denWicklungen, Zoo des Empfängers- 201 mitgeteilt unter Erzeugung eines Impulses in der Läuferwicklung 202. Dieser Impuls ist ein Maß für die Schwenkgeschwindigkeit des Flugzeuges und wird im. Verstärker, 18 dem Abr weichungsimpuls überlagert. Dabei sind:, wie erwähnt, diese beiden Impulse zunächst einander gleichgerichtet, d. h,. beide dem. Nachlaufimpuls entgegengerichtet. Der Geschwindigkeitsimpuls unterstützt also anfänglich dien: Abweichungsimpuls, was sich dadurch bemerkbar macht, d:aß das Seitenruder schneller ausgeschlagen wird. Außerdem ergibt sich ein größerer, Seitenruderausschlag, bis der Nachlaufimpuls gleich der Summe aus Abweichungs- und Geschwindigkeitsimpuls geworden ist. Erst dann wird der Rudermotor rot stromlos, und der Geschwindigkeitsimpuls fällt sofort bis auf Null ab. Mit beginnender Rückkehr zum vorgegebenen Kurs nimmt der Abweichungsimpuls ab und der Nachlaufirnpuds überwiegt, kehrt also die Drehrichtung dies Rudermotors um, so d.aß dieser das Seitenruder in die Nullstellung zurüokschwenkt. Bei dieser Rückkehr hat die Schwenkbewegung eine entgegenr gesetzte Richtung, aasoa auch der Geschwindigkeitsimpuls ein anderes Vorzeichen als vorher. Demgemäß unterstützt jetzt der Geschwindigkeitsimpuls den Nachlaufimpuls und wirkt wie dieser dem Abweichungsimpuls enitgegen. Dies bedeutet eine beschleunigte Rückkehr des Seitenruders in. seine Nullstellung.
  • Das Seitenruder kann unter gleichzeitigem. Verschwinden des Nachlaudimpulses seine Nullstellung erreichen, bevor das Flugzeug beim Rückschwenken zum vorgeschriebenen Kurs diesen erreicht hat. Dann hätte das Flugzeug noch eine Winkelgeschwindigkeit, und, d.er Geschwinäiigkeitsimpuls wäre noch nicht verschwunden., so daß der Rudermotor zog unter der Wirkung dieses Impulses allein weiterarbeitet. Dabei entfernt sich jedoch, die Läuferwicklung 173 des Nahlaufsystems aus der Nullstellung in der entgegengesetzten Richtung und erzeugt einen Nadhlaufimpuls, der nunmehr dem entgegengesetzt ist: Demzufolge wird das Ruder in entgegengesetzter Richtung ausgeschlagen, bevor das Flugzeug seinen Kurs wieder erreicht hat. Es wird also, mit anderen Worten, das Flugzeug im Zuge der Rückschwenkung in den Kurs gebremst und damit einem. Überschwingen über den Kurs hinalus wirksam begegnet. Beim Verschwinden des Geschwindigkeitsimpulses wirkt der NachJaufimpuls in der Weise, daß er das Seitenruder in seine Nullstellung zurückführt. Mit deren, Erreichen verschwindet der Nahlaaufimpuls, und zwischen dem, den Abweichungsnmpuls erzeugen, den Instrument und, dem Seitenruder wird Syn, chronismus aufrechterhalten, und zwar ohne eine unmittelbare zwangläuifige mechanische Verbindung zwischen, beiden.
  • Beim, Auftreten von Längsneigungen ist im wesentlichen dieselbe Arbeitsweise gegeben; indem in den Ständerwicklungern 279, 280 eire Impazls nach Maßgabe der Längsneigung erzeugt, durch den: Läufer 287 des Empfängers wiedergegeben und dem Verstärker zugeführt wird., um schließlich den HöhenrudermatOr 312 zu einem Ausschlag des Höhenruders 26 zu veranlassen. Die Bewegung des Rudermotors 312 ergibt ihrerseits einen Narr laufimpuls in der Läuferwicklung 333 des Nach- i laufsysterns 331. Dieser Na,chlanzfimp.uls wird dem (primären) Längsneigungsimpuls überlagert. Mit Eireichen der Gleichheit beider Impulse wird der Rudermotor stromlos, und mit beginnender Rückkehr des Flugzeuges, d. h. mit beginnender Verkleinerung der zu beseitigenden Längsneigung, nimmt auch der Längsneigungsimpuls ab. Damit beginnt der Nachlaufimpuls zu über'wieg'en und kehrt den Drehsinn: des Rudermotors um., schwenkt also das Höhenruder 26 in seine Nullstellung zurück. Bei deren Erreichen verschwindet der, Nachlauf impuls.
  • Querneigungen des Flugzeuges ergeben durch Drehen: des Läufers 2i9 in: der Läiuferwicklung 223 des Empfängers einen; Quermeigungsimpu.ls, der nach, Durchlaufen des Verstärkers 18 den Querrudermotor 248 und; damit das Querruder-24 in Bewegung setzt. Auch hier bedingt das Arbeiten des Rudermotors einen Nachlaufimpuls (in der Läuferwicklung 269 des Nachla,ufsystems 267), der dem Querneigungsimpuls überlagert wird und. der bei Gleichheit beider Impulse den Rudermotor 248 stromlos werden läßt. Kommt der, Querausschlag unter der Rudergegenwirkung zur Ruhe und beginnt anschließen;. wieder kleiner zu werden (Rückkehr in die Sollage), so nimmt der Querneigungsimpuls ab, und der Nachlaufimpuls begingt zu überwiegen. Dies bedeutet eine Umkehr der Drehrichtung des Rudermotors und Rückbe#wegung des Ruders in seine Nullstellung. Mit deren Erreichen, verschwindet der Nachlaufimpuls, und der Rudermotor wird. stromlos. Wie im Falle der Seitensteuerung ist Synchronismus zwischen! den Längs- u;nd Querneigungs:impulsgebern: einerseits und den zugehörigen Rudern andererseits gegeben, ohne daß es einer unmittelbaren z.wangläufigen mechanischen Verbindung bedarf.
  • Gegehenen.falls kann: für den, Piloten am Steuerrad ein Notschalter vorgesehen werden, mit dem die Hilfskupplungen bequem ausgeschaltet werden; können.. Durch Druck auf einenKnopf 4oi (Abb.2) wird eine Spule 4o2 erregt, so daß ihr Kern:403 den: Schalter 9a ausschaltet. Dadurch wird die! Erregung der Spule 402 unterbrochen. Der, Schalter 92 bleibt indessen so lange ausgeschaltet, bis er wieder von Hand in seine Einschaltstellung gebracht wird.
  • Bei der dargestelltenAusführung handelt es sich, nur um ein Beispiel, auf dessen Einzelheiten die Erfindung keineswegs beschränkt ist. Vielmehr sind mancherlei Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich.. So könnte z. B. statt eines besonderen künstlichen Horizontkreisels für die Längsund, Querneigun,gsimpulse ein künstlicher Horizont. verwendet werden, der als Stabilisierungsmittel für den Kreiselkompaß dient.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRI:CHL:: i. Fahrzeug-, insbesondere Flugzeug-Selbst-Steuerung mit einem Ruder-Stellmotor, der am Ruder, unter Vermittlung einer ausschaltbaren Kupplung angreift und der mach einem Mischimpuls aus einem von einem Bezugsinstrument abgeleiteten; AbweichUngsimpuls und einem vom Betriebszustand. des Motoes abhängigen Nachläufimpuls arbeitet, dadurch gekennzeichnet, da:ß zwischen: dem Bezugsinstrumenit und, dem Ruder ohne mechanische Folgeverbindung Synchronismus gewährleistet ist, indem der Nachlaufimpuls vom Stellmotor unabhängig von der Kupplung abgeleitet rund der Mohär jederzeit betriebsbereit ist.
  2. 2. Selbststeuerung nach Anspruch, i mit je einem induktiven Impulsgenerator für den, Abweichungs und, den Nachlaufimpuls, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen: dem Nachlaufimpulsgenerator und dem Stellmotor eine dauernde vorgesehen ist.
  3. 3. Selbststeuerung nach Anspruch: z, deren Impulsgeneratoaren aus . induktiv gekoppeltem Ständer und Läufer bestehen, dadurch gekenn@-zeichnet, daß der Läufer des Nach:laufimpulsgenerators mit dem Stellmotor verbunden ist.
  4. 4. Selbststeuerung nach Anspruch. 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Triebverbindung vom Stellmotor zum Nach:laufimpulsgen.erator ein Untersetzungsgetriebe eingeschaltet ist.
  5. 5. Selbststeuerung nach, Anspruch, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß vorn den, beidem, Teilen der ausschaltbarem. Kupplung der eine Teil ständig mit einem Glied des Unte:rsetzungsgetriebes und der andere Teil ständig mit dem Ruder verbunden ist.
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