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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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. .
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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..
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.