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Gerät zur Belastung der von einem Flugzeugführer bedienten Steuerung
von Flugübungsgeräten zur Nachbildung aerodynamischer Kräfte Die Erfindung betrifft
die Nachbildung von Steuerbelastungen bei am Erdboden befindlichen Flugübungsgeräten,
die nachgebildete Flugzeugsteuerungen enthalten, welche von einem Flugschüler bedient
werden, um verschiedene Flugbedingungen darzustellen.
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Beim wirklichen Flug wird das Flugzeug veranlaßt, eine Winkeldrehung
um seine Achsen, die in üblicher Weise als X-, Y- und Z-Achsen bezeichnet
werden, in Abhängigkeit von den Drehmomenten auszuführen, die durch die Auslenkung
der Querruder, Höhenruder und Seitenruder erzeugt werden. Es ist bisher allgemein
üblich gewesen, bei der Nachbildung von Steuerbelastungen in Flugübungsgeräten ein
Potentiometer z. B. von jeder Steuerung in Abhängigkeit von der Auslenkung der Steuerung
gegenüber einer nominellen Neutrallage zu betätigen. Das Potentiometer oder die
entsprechende Vorrichtung zur Ableitung einer Steuergröße wird von einer Spannung
oder einer Größe gespeist, die sich in Übereinstimmung mit einer geeigneten Funktion
der Eigengeschwindigkeit (Luftgeschwindigkeit) ändert. Das infolgedessen am Potentiometer
abgegriffene Potential, das mit der Steuerauslenkung übereinstimmt, ist ein Maß
für das Drehmoment, das gemäß der Steuerauslenkung aus der neutralen Lage erzeugt
wird.
In der Praxis steuern die Flugzeugführer das Flugzeug jedoch
nicht allein nach dem Steuerausschlag, sondern gemäß dem Druck auf die Steuerung.
Der Flugzeugführer beurteilt daher die Treue der Nachbildung des Übungsgerätes noch
dem Ansprechen der nachgebildeten. Fluginstrumente auf den Steuerdruck, den er bei
einer Auslenkung der Steuerung ausübt. Aus diesem Grund kann eine verbesserte Nachbildungstreue
dadurch leichter erhalten werden, daß eine Steuergröße erzeugt wird, die das erwähnte
Drehmoment durch druckabhängige Vorrichtungen an Stelle der lediglich auf die Steuerauslenkung
ansprechenden Vorrichtung darstellt.
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Die Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß die Druck-Auslenkungs-Eigengeschwindigkeits-Charakteristik
des Steuerbelastüngssystenis in dem Übungsgerät nicht mit derselben Genauigkeit
erzeugt zu werden braucht, wenn z. B. ein druckempfindliches Potentiometer benutzt
wird, als wenn die Betätigung auf Grund der Auslenkung erfolgt. Dies ergibt sich
aus der Tatsache, daß die abgeleitete Momentenspannung eine Druckfunktion der Steuerung
ist, wenn man den Fall des wirklichen Flugzeuges betrachtet, während die Nachbiläung
der Beziehung zwischen der Steuerauslenkung und dem Druck bei jeder synthetischen
oder nachgebildeten Eigengeschwindigkeit sehr genau sein muß, wenn die Momentenspannung
in dem Übungsgerät in Beziehung zu dem Steuerausschlag gebracht wird. Ein weiterer
Vorteil ist infolgedessen der, daß ein einfacheres und wirtschaftlicheres Übungsgerät
benutzt werden kann, weil die Druck-Auslenkungs-Kurven für eine gegebene Eigengeschwindigkeit
in dem Übungsgerät nicht so genau eingehalten zu werden brauchen, in dem die Momentenspannungen'von
der druckempfindlichen Vorrichtung abgeleitet werden.
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Ein Hauptziel der Erfindung ist es daher, eine getreuere Nachbildung
des »Steuergefühls« einer Flugzeugsteuerung beim tatsächlichen Flug dadurch zu schaffen,
daß Steuergrößen, die die Steuermomente darstellen, in Abhängigkeit von dem Druck,
den der Flugzeugführer auf die betreffende Steuerung ausübt, abgeleitet werden.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Größe zur Wiedergabe
des Drehmomentes zu schaffen, die nicht durch die Reibung in dem Übungsgerät beeinflußt
wird, die einen Fehler infolge einer Hemmung der Steuerung in einer ausgelenkten
Stellung verursachen könnte; in einem solchen Fall würde eine vom Druck abhängige
Größe zur Wiedergabe des Drehmomentes von der Steuerstellung als solcher nicht beeinflüßt
werden.
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Die Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit den Zeichnungen
näher beschrieben, wobei weitere Merkmale und Einzelheiten deutlich werden. In den
Zeichnungen ist Fig. i eine schematische und teilweise diagrammatischeDarstellung
eines Steuerbelastungssystems gemäß der Erfindung, bei dem Geräte zur Messung mechanischer
Spannungen oder Beanspruchungen als druckempfindliche Vorrichtung in Verbindung
mit einem Belastungsmotor zur Erzeugung eines Drehmomentes verwendet werden; Fig.
2 stellt eine abgeänderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dar, bei der
eine druckempfindliche Vorrichtung in Verbindung mit Belastungsfedern benutzt wird;
Fig. 3 ist eine Teilansicht des mechanischen Spannungsmessers, der in Fig: 2 benutzt
wird, und Fig. q. ist eine Darstellung eines Teiles der verwendeten Schaltung.
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Das Steuerbelastungssystem der Fig. i ist in Verbindung mit nur einer
Steuerung,. nämlich der Höhen- öder Knüppelsteuerung, dargestellt; da die Steuerausrüstung
für das Seitenruder und Querruder im wesentlichen ähnlich ausgebildet ist, würde
eine Beschreibung derselben auf Wiederholungen hinauslaufen; sie wird daher als
für das volle Verständnis der Erfindung nicht erforderlich angesehen. Die Anwendung
des Steuerbelastungssystems auf die Nachbildung des Quer- und Seitenruders ergibt
sich ohne weiteres aus der vorliegenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.
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Die Höhensteuerung enthält nach der Darstellung einen Steuerknüppel
i, der .schwenkbar auf einer Welle 2 angebracht -ist und nach vorn und hinten bewegt
werden kann, um eine Steig- und Sinklage des Flugzeuges darzustellen. Die Welle
2 ist in geeigneter Weise mechanisch, wie bei 3 angedeutet, mit einem Elektromotor
q. über Untersetzungsgetriebe 3' verbunden. Der Motor q. wird in 'einer weiter unten
beschriebenen Weise so erregt, daß er dem vom Flugzeugführer auf den Knüppel i ausgeübten
Druck in wirklichkeitsgetreuer Weise entgegenwirkt. ' Zu diesem Zweck wird der Motor
q., der eine Zweiphasenwicklung, und zwar eine Steuerwicklung 5 und @ eine von einer
Bezugswechselspannung E", gespeiste Wicklung 6 aufweist, gemäß der Resultierenden
einer Anzahl von Spannungen gesteuert, die weiter unten beschrieben werden und verschiedene
auf die. Höhensteuerung einwirkende Kräfte darstellen. Diese Spannungen werden einem
üblichen Kräftesummierungsverstärker 7 in der dargestellten Weise zugeführt, der
auch die Ausgangsspannung für die Steuerwicklung 5 um 9o0 verschiebt, so daß der
Motor q. nach Art eines Zweiphasenmotors betrieben werden kann. Der Verstärker 7
hat auch einen genügend hohen Verstärkungsgrad, um den Motor q. bei kleinen Änderungen
der Eingangsspannung ohne Pendelungen mit beträchtlicher Kraft wirksam anzutreiben,
so daß sich der richtige Knüppeldruck bei einer bestimmten Auslenkung ergibt, wie
dies weiter unten beschrieben wird.
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Die Eingangsspannungen für den Verstärker 7 stellen verschiedene auf
das Höhensteuer einwirkende Kräfte dar, zu denen die von dem Flugzeugführer ausgeübte
Kraft und die Gegenkräfte infolge der Eigengeschwindigkeit (Luftgeschwindigkeit),
der Steuerauslenkung und verschiedener anderer Faktoren, wie z. B. Anstellwinkel,
Trimmung usw., gehören. Die Hauptgegenkraft beruht auf der Eigengeschwindigkeit,
und diese Kraft
nimmt mit dem Quadrat der Eigengeschwindigkeit (v2)
zu. Die Eingangsspannungen sind mit einer gemeinsamen Sammelschiene 8 verbunden,
die ihrerseits mit der Eingangsstufe des Verstärkers in Verbindung steht, so daß
die Eingangsspannungen algebraisch addiert werden und die resultierende Spannung
verstärkt und um 9o° in der Phase verschoben wird, um denBelastungsmotor 4 zu steinern.
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Die Eingangsspannungen werden im folgenden in der dargestellten Reihenfolge
aufgeführt. Eine Geschwindigkeitsrückführungsspannung E" wird in der Wicklung io
des Rückführungsgenerators 9 erzeugt, der über eine Leitung i i mit dem Anpassungswiderstand
i2 verbunden ist, der seinerseits an die Sammelschiene angeschlossen ist. Der Rückführungsgenerator
9 ist ein an sich bekannter Zweiphasenmotor, der außer der Generatorwicklung io
eine Wicklung 13 hat, die von einer Wechselspannungsquelle E", gespeist wird,- und
ist mechanisch mit dem Motor 4 gekuppelt. Die Geschwindigkeitsrückführungsspannung
E" dient dazu, eine lineare Beziehung zwischen der Umlaufgeschwindigkeit des Motors
und seiner Eingangsspannung herbeizuführen und ein Pendeln oder Übersteuern zu vermeiden.
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Die von dem Flugzeugführer ausgeübte Knüppelkraft wird von der Resultierenden
zweier Spannungen dargestellt, die an den Anpassungswiderständen 14 und 15 auftreten.
Diese Widerstände sind mit Wechselspannungsquellen, die um i8o° zueinander verschoben
sind, verbunden, so daß normalerweise bei Abwesenheit anderer Faktoren die Resultierende
der gleich großen und gegenphasigen Spannungen gleich Null ist. Um die resultierende
Spannung gemäß der vom . Flugzeugführer ausgeübten Knüppelkraft zu verändern, können
Spannungsteilervorrichtungen benutzt werden, die im vorliegenden Falle feste und
veränderliche. Widerstände enthalten, wobei die letzteren z. B. die Form von Zug-
bzw. Druckspannungswiderständen haben, die auf Kräfte ansprechen, welche auf den
Steuerknüppel ausgeübt werden. Der Eingangswiderstand 14 ist an einen Verbindungspunkt
14' eines Spannungsteilers angeschlossen, der einen einstellbaren Widerstand 16,
welcher von der Spannungsquelle ± E gespeist wird, sowie einen Zugspannungswiderstand
17 enthält, der an dem Knüppel i befestigt ist. Der Eingangswiderstand 15 ist mit
einem Verbindungspunkt 15' eines zweiten Spannungsteilers verbunden, der einen festen
Widerstand 18, welcher von der Spannungsquelle + E gespeist wird, sowie einen Zugspannungswiderstand
i9 aufweist, der ebenfalls mit dem Knüppel i verbunden ist. Die Zugspannungswiderstände
17 und -ig sind an sich kein Teil der Erfindung und können in geeigneter und an
sich bekannter Weise ausgebildet sein. Die Widerstände sind an den beiden gegenüberliegenden
Seiten eines verjüngten Abschnittes des Knüppels z. B. so angebracht, daß bei einer
gegebenen Knüppelkraft die eine Vorrichtung auf Zug und die andere auf Druck beansprucht
wird, wobei die Meßwiderstände erhöht bzw. vermindert werden, wie dies an sich bekannt
ist, und wobei die Widerstände 17 und i9 bei gleicher Belastung gleich groß sind.
Der Spannungsteilerwiderstand 16 ist nur zum Zwecke der Kalibrierung einstellbar
gemacht. worden.
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Es ist also ersichtlich, daß die Spannungen an den Spannungsteilerpunkten
1q.' und 15' sowohl nach Richtung und Größe durch Ausübung einer Kraft auf den Knüppel
i verändert werden können, wie -z. B. im Falle der Nachbildung eines Steigmanövers,
bei dem die auf den Knüppel ausgeübte Kraft diesen entgegen dem Uhrzeigersinn in
der Figur zu bewegen sucht, so daß der Widerstand 17 vergrößert und der Widerstand
i9 verringert wird. In einem solchen Fall wird die Spannung an dem Verbindungspunkt
14' erhöht und die Spannung an dem Verbindungspinnkt 15' verringert, so daß die
resultierende Spannung die Phase der Spannungsquelle ± E hat. Im Falle einer Nachbildung
des Sinkmanövers hat die resultierende Spannung die entgegengesetzte Phase, da die
Spannung am Verbindungspunkt 15' nun infolge der Umkehr der relativen Werte der
Meßwiderstände überwiegt. Der Belastungsmotor 4 wird also im Falle eines Steigmanövers
in der einen Richtung betätigt, so daß er der Auslenkbewegung des Knüppels aus der
neutralen Stellung entgegenwirkt, und im Falle eines Sinkmanövers in der entgegengesetzten
Richtung, um auch wieder der Knüppelbewegung entgegenzuwirken.
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Weitere Eingangsspannungen an dem Kräftesummierungsverstärker 7 können
Faktoren wiedergeben, die mit der Eigengeschwindigkeit in Beziehung stehen, wie
z. B. der Anstellwinkel, die Änderung -der Neigung, Schub usw. Diese Faktoren können
z. B. durch einen nachgebildeten Flugrechner ermittelt und gemäß der Erfindung verwendet
werden, wenn eine größere Genauigkeit der Nachbildung erforderlich ist. Die vorliegende
Anordnung ist jedoch in ausreichendem Maß wirklichkeitsgetreu und so vollständig,
daß nach der Erfindung gearbeitet werden kann. Die Nachbildung des Flugrechners
an sich gehört nicht zur Erfindung. Ein solcher Rechner wird von Eingangsspannungen
gesteuert, die beim Betrieb des Flugübungsgerätes abgeleitet werden, wie dies aus
der Zeichnung hervorgeht, um Spannungen zu erzeugen, welche verschiedene Flugfaktoren,
wie z. B. Funktionen der Eigengeschwindigkeit, des Anstellwinkels, der Neigungsänderung
und anderer Flugbedingungen, darstellen. Insbesondere wird eine Funktion der Luftgeschwindigkeit,
nämlich das Quadrat der Luftgeschwindigkeit (v2) durch eine Spannung E"2 dargestellt,
die von dem Rechner erzeugt wird. Diese Spannung wird dazu verwendet, die von dem
Knüppel gesteuerten Potentiometer 22 und 23 sowie das Trimmpotentiometer 24 zu speisen,
die mit dem Rechner über Leitungen 2o und 2I verbunden sind.
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Die Verstärkereingangsspannung, welche die Trimmungseinstellung darstellt,
wird von einem Trimmpotentiometer 24 durch Einstellung des Schleifkontaktes 25 entsprechend
der gewünschten
Trimmung abgegriffen. Zu diesem Zweck ist der Schleifköntakt
mit einer Handsteuerung 26 verbunden, die von dem Flugzeugführer um den Dreh= punkt
26' im richtigen Winkel eingestellt werden kann, wie dies an sich üblich ist. Der
Schleifkontakt ist - durch eine Leitung 27 mit dem Verstärkereingangswiderstand
28 verbunden, und die Phase der abgeleiteten Spannung ist so bemessen, daß der Motor
4 das Bestreben hat, den Knüppel in eine neue neutrale Stellung zu bewegen, je nachdem,
ob die Spitze des Flugzeuges gehoben oder gesenkt .werden soll. In der dargestellten
Schaltung ist z. B. der angenommene Augenblickswert der Polarität der Trimmspannung
negativ, wenn die Spitze gehoben werden soll, so daß der Motor 4 in einer Richtung
bewegt wird, die den Steuerknüppel entgegen dem Uhrzeigersinn in der Figur in Richtung
einer Steigung zu drehen sucht. Dies stimmt mit -der Polarität der Spannung der
Knüppelkraft überein, deren Resultierende einen positiven Augenblickswert der Polarität
hat, so daß sie den Steuerknüppel im Uhrzeigersinn in die neutrale Stellung zu bewegen
versucht, wenn der Flugzeugführer den Knüppel für ein Steigmanöver zurückzieht.
Wenn umgekehrt durch die Trimmung die Spitze des Flugzeuges gesenkt werden soll,
-ist der Augenblickswert der Polarität der abgeleiteten Trimmspannung positiv, qo
daß der Motor 4 den Knüppel im Uhrzeigersinn von der neutralen Stellung weg in Richtung
einer Sinklage bzw. in eine solche Trimmlage bewegt, daß die Spitze gesenkt wird.
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Die Trimmstelfung des Knüppels wird durch die von dem Knüppelauslenkungspotentiometer
22 abgeleitete Gegenspannung herbeigeführt und darin stabilisiert,- das je nach
der Knüppelauslenkung oder Stellung gesteuert wird. Dieses Potentiometer wird mit
einer Spannung E,,2 gespeist, so daß seine Klemmen entgegengesetzte Phase wie die
-entsprechenden Klemmen des Trimmpotentiometers haben. Das Widerstandselement des
Potentiometers 22 besteht vorzugsweise aus Kohle oder einem gleichwertigen Widerstandsmaterial,
so daß winzige Verstellungen des Schleifkontaktes 30 entsprechende Änderungen der
abgeleiteten Spannung erzeugen und ein gleichmäßiges Steuergefühl an dem Knüppel
gewährleistet ist, im Gegensatz zu stufenweise veränderlichen Schwankungen des von
dem Motor erzeugten Drehmomentes, die sich durch die Ableitung der Spannungen von
aus Draht gewickelten Potentiometern ergeben. Der Schleifkontakf 3o, der in geeigneter
Weise mechanisch bei 31 mit dem Knüppel i verbunden ist, steht elektrisch über eine
Leitung 32 mit dem Verstärkereingangswiderstand 33 in Verbindung. Es ergibt sich
daher, daß z. B. bei einem Steigmanöver der Augenblickswert der Polarität der abgeleiteten
Spannung, welche die Höhensteuerauslenkung darstellt, positiv ist, so daß die Spannung
als Gegenspannung zur Trimmungsspannung wirkt. Der Motor 4 sucht daher bei einer
Trimmungseinstellung eine Trimmungslage auf, die erreicht--wird, wenn die vom Potentiometer
22 abgeleitete Spannung gleich der des Trimmpotentiometers 24 ist. Im Falle eines
Steig- oder Sinkmanövers addier sich die von dem Auslenkungspotentiometer 22 ab.
geleitete Spannung zu der der Knüppelkraft unc leistet der Bewegung des Knüppels
aus seiner neu tralen Lage Widerstand, so daß eine Steuerbelastun# nachgebildet
- wird, welche der kombinierter Wirkung von Steuerauslenkung und Steuerdrucl entspricht.
-Der Knüppel i steuert also durch die bei 31' angedeutete Verbindung das Haupthöhensteuerpotentiometer
23, von welchem die am Schleifkontakt 35 abgeleitete Spannung durch die Leitung
36 dem Neigungsänderungsverstärker 37 (0Y) zugeleitei wird, der einen Teil des obenerwähnten
Flugrechnersystems bildet.
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Wie obenerwähnt, hat der Kräftesümmierungsverstärker 7 einen hohen
Verstärkungsgrad, so daß eine linearere Beziehung zwischen derKnüppelkraftspannung
und der von dem Auslenkpotentiometer 22 abgeleiteten Spannung erzeugt wird. Für
kleine Spannungsänderungen am Potentiometer 22 hat der Verstärker 7 einen genügend
hohen Verstärkungsgrad innerhalb der durch Vermeidung einer Pendelung gegebenen
Grenzen, so daß der Belastungsmotor 4 übersteuert wird. Hierdurch ergibt sich eine
bestimmte Druckgegenkraft an dem Knüppel auch bei leichten Bewegungen desselben,
so daß der Flugzeugführer stets eine Änderung des Druckgefühls am Knüppel bemerkt,
wenn die Stellung des Knüppels leicht verändert wird.
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Die vom Flugzeugführer betätigte Steuerung und Potentiometeranordnung,
die hier beschrieben ist, kann im Zusammenhang mit anderen geeigneten Geräten verwendet
werden.
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In Fig. 2, - 3 und 4 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, bei der die Belastung hauptsächlich in Abhängigkeit von dem Knüppeldruck
steht, der von dem Flugzeugführer ausgeübt wird und eine Funktion der Eigengeschwindigkeit
ist. Bei dieser Anordnung ist die nachgebildete, Flugzeugsteuerung ebenfalls . als
Knüppel i dargestellt, der schwenkbar bei 2 nach vorn und zurück bewegt werden kann,
um Steig-und Sinkmanöver auszuführen. In diesem Fall ist der Knüppel mit einem Ansatz
i' versehen, der mit einem flexiblen Kabel 40 verbunden ist, das seinerseits mit
zwei Federn 41 und 42 in Verbindung steht, die von Belastungsmotoren 43 und 44 gespannt
oder entspannt werden können.
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Der Motor 43 ist mit der Feder 41 antriebsmäßig über einen Getriebekasten
41, eine Spindel 43b und eine Muffe 43, verbunden, die in geeigneter Weise für lineare,
nicht drehende Bewegung entsprechend der Drehung der Schraube 43b geführt ist. Die
Muffe 43, ist ihrerseits mit der Feder 41 durch ein Kabelendstück 41' verbunden.
Der Belastungsmotor 44 ist 'in ähnlicher Weise mit der Feder 42 durch gleichartige
Vorrichtungen verbunden. Das Kabel 4o kann über Rollen 45, 46 geführt sein, so daß
ein gleichzeitiges Heben oder Senken der Müffen 43, und 44, in Abhängigkeit von
gleichzeitigen Bewegungen der Motoren 43 und 44 die Federn spannt oder entspannt,
um den Widerstand des Knüppels
gegenüber einer Bewegung aus seiner
neutralen Lage entsprechend der nachgebildeten Steuerbelastung zu ändern.
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Das Steuersystem für die Belastungsmotoren 43 und 44 enthält im wesentlichen
zwei mechanische Spannungsmesser G1 und G2, die mit dem Kabel 40 verbunden sind
und beispielsweise in Fig.3 dargestellt sind. Jedes Meßgerät enthält ein Potentiometer,
das entsprechend der an dem Kabel 4o auftretenden Spannung gesteuert wird, um eine
Steuerspannung abzuleiten, die in einer weiter unten beschriebenen Weise zur Beeinflussung
des Betriebes des Motors benutzt wird. Da derAufbau des mechanischen Spannungsmessers
in beiden Fällen ähnlich ist, genügt die Beschreibung des Meßgerätes G1 nach Fig.
3. Ein Potentiometer 47 ist auf einem starren Rahmen 48 in geeigneter Weise gelagert,
der, wie dargestellt, frei mit dem Kabel an zwei getrennten Punkten verbunden ist.
Ein Stift 49, der gegen das Kabel liegt, ist in dem Rahmen geführt und durch eine
Feder 5o in einer solchen Richtung vorgespannt, daß er einer AlSwärtsbewegung infolge
eines Zuges an dem Kabel Widerstand leistet. Der Stift trägt auch den Schleifkontakt
47' des Potentiometers, so daß die Augenblickslage des Schleifkontaktes ein Maß
für die Kabelspannung ist. Das Potentiometer ist mit seinem unteren Endpunkt 47u
an eine Spannung ± E" angeschlossen, die von dem weiter untenerwähnten Rechengerät
abgeleitet werden kann. Diese Spannung ändert sich mit der Größe der nachgebildeten
Eigengeschwindigkeit. Die obere Klemme 47b des Potentiometers ist in geeigneter
Weise geerdet. Die an dem Schleifkontakt 47' abgeleitete Spannung EF" stellt daher
eine kombinierte Funktion der Eigengeschwindigkeit und der Knüppelkraft dar.
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Aus Fig. 2 geht hervor, daß die Eigengeschwindigkeitsspannung zur
Speisung der Meßgeräte G1 und G2 z. B. aus einem nachgebildeten Flugrechner erhalten
werden kann. Die so abgeleitete Spannung E" kann dazu benutzt werden, die Primärwicklung
5 i eines Transformators 52 zu erregen, dessen Sekundärwicklung 53 in der Mitte
geerdet ist, so daß die Spannungen an den Sekundärklemmen gegenphasig sind, wie
dies in der Zeichnung angedeutet ist. Diese Klemmen sind durch Leitungen 54 und
55 mit den Meßgeräten G1 und G2 verbunden, so daß deren Potentiometer durch gegenphasige
Spannungen ± E" und + E" nach Fig. 4 gespeist werden. Die abgeleiteten Spannungen
an den entsprechenden Schleifkontakten werden über Leitungen 56 und 57 den Anpassungswiderständen
58 und 59 eines Summierungsverstärkers 6o zugeführt, der den Neigungsänderungsverstärker
(co,) des erwähnten Flugrechners bildet. Dieser V_ erstärker erhält weitere Eingangsspannungen
von den Servogeräten des Rechners, und der Rechner wird entsprechend der Neigungsänderung
sowie durch andere Steuerspannungen von der Nachbildung der Quersteuerung, der Seitensteuerung
und der Drosselsteuerung beeinflußt.
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Das Steuersystem für die Motoren spricht auf eine Spannung
E,2 an, die das Quadrat der Eigengeschwindigkeit-darstellt und von dem Flugrechner
in Übereinstimmung mit verschiedenen Eingangssteuergrößen erzeugt wird. Zu diesem
Zweck ist der Rechner über eine Leitung 6i mit zwei in Serie geschalteten Widerständen
62, 63 verbunden, deren gemeinsamer Endpunkt durch eine Leitung 64 mit dem Motorsteuersystem
in Verbindung steht. Die Ausgangsspannung dieses Systems ist gegenüber der Bezugsspannung
E", um 9o° phasenverschoben und speist über die Leitungen 65, 66 die Steuerwicklungen
der Zweiphasenmotoren 43 und 44, deren Bezugswicklungen durch die Spannung E", erregt
werden. Der Widerstand 63 ist an den einstellbaren Schleifkontakt 67 eines Potentiometers
68 angeschlossen, . das von einer Gegenspannung + E gespeist wird, die gegenphasig
zur Spannung E,2 des Rechners liegt. Der Schleifkontakt 67 wird mechanisch
durch eine Verbindung 69 beim Betrieb des Motors 44 verstellt, so daß, wenn die
gegenphasigen Spannungen gleiche Größe haben, die Spannung an der Leitung zum Motorsteuersystem
Null ist. Das Überwiegen einer der Spannungen bestimmt die Phasenlage der Steuerspannung.
Das Motorsteuergerät kann in geeigneter Weise ausgebildet sein, so daß es auf die
Phase der Steuerspannung anspricht und durch eine Relaisbetätigung od. dgl. die
Drehrichtung des Belastungsmotors steuert.
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Im Interesse derVereinfachung ist eine getrennte Trimmungseinstellung
nicht dargestellt. Es ist jedoch ersichtlich, daß der Knüppel lediglich durch Betätigung
des einen Motors unabhängig von dem anderen oder in Gegenrichtung zu dem anderen
getrimmt werden kann, um die neutrale Lage des Knüppels entsprechend der Anordnung
nach Fig. 2 zu verändern.
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Der Betrieb der Anordnung nach Fig. 2 ergibt sich aus der bisherigen
Beschreibung. Wenn z. B. der Flugzeugführer ein Steigmanöver ausführen will, wird
der Knüppel entgegen dem Uhrzeigersinn in der Figur gedreht, so daß die Zugspannung
am Meßgerät G1 zunimmt und die Zugspannung am Gerät G2 abnimmt. Die abgeleitete
Spannung ± Er,
am Gerät G1 überwiegt über die gegenphasige Spannung vom Gerät
G2, wie sich am besten aus Fig. 4 ergibt, so daß die Phase oder der Richtungssinn
der resultierenden Knüppelkraftspannung bestimmt wird, die dem Neigungsänderungsverstärker
6o zugeleitet wird. Der Rechner verwendet darauf die Ausgangsspannung des Verstärkers
6o um eine Steuerspannung E,, sowie E,2 zu erzeugen und die Potentiometer
der mechanischen Spannungsmesser und des Motorsteuersystems zu speisen. Wenn die
von dem Flugzeugführer auf den Knüppel ausgeübte Kraft zunimmt, nimmt auch die abgeleitete
Spannung EF" zu, so daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 6o eine größere positive
Neigungslage darstellt, wodurch sich weitere Rückwirkungen auf andere Flugfaktoren
ergeben, die in dem Rechengerät berücksichtigt werden, so daß die Eigengeschwindigkeitsspannungen
E" und E,;2 verändert werden. Wenn der Eigengeschwindigkeitsfaktor abnimmt, wird
die Motorsteuerspannung der Leitung
64 infolge des Überwiegens
der Gegenspannung vom Potentiometer 68 negativ, so daß die Motorsteuerung die Motoren
43 und 44 in einer solchen Richtung bewegt, -daß die Spannungen ausgeglichen werden
und die Muffen 43, und 44, zur Federeinstellung gehoben werden. Hierdurch werden
die Federn um einen bestimmten Betrag entspannt. Die Gegenkraft am Steuerknüppel
wird hierdurch erniedrigt, und der Flugzeugführer kann den Druck auf den Steuerknüppel
entsprechend der niedrigeren Eigengeschwindigkeit etwas nachlassen.
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Aus der Beschreibung des angegebenen Gerätes geht hervor, daß die
von dem Flugzeugführer auf den Knüppel ausgeübte Kraft und nicht so sehr die Knüppelauslenkung
der Hauptfaktor ist, der die Neigungsänderung darstellt, die wiederum in Kombination
mit anderen Fluggrößen die Darstellung der Eigengeschwindigkeit bestimmt. Eine genaue
Eichung, um die Charakteristiken des Steuerdruckes der Auslenkung und der Eigengeschwindigkeit
des Steuerbelastungssystems in Beziehung zu setzen, ist daher nicht notwendig, um
eine wirklichkeitsgetreue Nachbildung des Steuergefühls zu erhalten, wie dies oben
erwähnt wurde.