DE945896C - Geraet zur Belastung der von einem Flugzeugfuehrer bedienten Steuerung von Fluguebungsgeraeten zur Nachbildung aerodynamischer Kraefte - Google Patents

Geraet zur Belastung der von einem Flugzeugfuehrer bedienten Steuerung von Fluguebungsgeraeten zur Nachbildung aerodynamischer Kraefte

Info

Publication number
DE945896C
DE945896C DED19100A DED0019100A DE945896C DE 945896 C DE945896 C DE 945896C DE D19100 A DED19100 A DE D19100A DE D0019100 A DED0019100 A DE D0019100A DE 945896 C DE945896 C DE 945896C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control
voltage
drive device
force
pilot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DED19100A
Other languages
English (en)
Inventor
Richard Carl Dehmel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DED19100A priority Critical patent/DE945896C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE945896C publication Critical patent/DE945896C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
    • G09B9/28Simulation of stick forces or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die vom Flugzeugführer betätigte Steuerung und Potentiometeranordnung, die hier beschrieben ist, kann im Zusammenhang mit anderen geeigneten Geräten verwendet werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE:-i. Gerät zur Belastung der von einem Flugzeugführer bedienten Steuerung von Flugübungsgeräten zur Nachbildung aerodynamischer Kräfte, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektromechanische Antriebsvorrichtung (4 oder 43, 44) vorgesehen ist, die antriebsmäßig mit einer Flugzeugsteuerung (i) -verbunden ist, um die Gegenkraft zu ändern, die der von dem Flugzeugführer ausgeübten Kraft zur Auslenkung der Steuerung aus einer neutralen Lage entgegenwirkt, daß ferner auf Kräfte anspiechendeVorrichtungen(i7, i9 oder G1, G2), die unter der Belastung eine kleine oder winzige Änderung erfahren, antriebsmäßig mit der Steuerung verbunden sind, um die Steuerung gemäß der ausgeübten Kraft, anstatt durch die Auslenkung aus der Neutralstellung zu beeinflussen, daß ferner eine -elektrische Steuergröße mit einer genauen und vorbestimmten Beziehung zu der aufgewendeten Kraft vorgesehen ist sowie Steuereinrichtungen (7 oder 6o), die auf diese elektrische Steuergröße ansprechen, um die Wirksamkeit der elektromechanischen Antriebsvorrichtung zu steuern und damit die Gegenkraft der Flugzeugsteuerung zu verändern. z. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Kräfte ansprechende Vorrichtung ein oder mehrere mechanische Spannungsmesser (i7, i9 oder G1, G2) enthält; die -mit der Steuerung verbunden sind, um eine Spannung abzuleiten, welche die Gegenkraft zu der von dem Flugzeugführer ausgeübten Kraft darstellt. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung, welche die Gegenkraft für den Flugzeugführer darstellt, der Steuervorrichtung (7) der elektromechanischen Antriebsvorrichtung (4) als Rückführungsgröße zugeführt wird, welche eine Spannung auszugleichen versucht, die die Auslenkung der Steuerung (i) und eine Funktion der Eigengeschwindigkeit darstellt. 4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Steuerkraft ansprechende Vorrichtung zwei mechanische Spannungsmesser (r7, 19) enthält, die in entgegengesetzter Richtung wirken, um zusammen eine elektrische Nullspannung abzuleiten, wenn keine Kraft auf die Nachbildung der Steuerung ausgeübt wird. 5. Gerät nach Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung zur Speisung der Antriebsvorrichtung einen Verstärker (7) mit hohem-Verstärkungsfaktor enthält, der die Antriebsvorrichtung genügend stark erregt, um auch bei Anwesenheit eines vernachlässigbar kleinen Signals an dem Eingang des Verstärkers eine Gegenkraft zu erzeugen. 6. Gerät nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromechanische Antriebsvorrichtung ein elektrischer Motor vorgesehen ist. 7. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (6o) sowohl auf die Steuergröße als auch auf eine Größe anspricht, die eine Funktion der nachgebildeten Eigengeschwindigkeit ist. 8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß. eine nachgiebige Kupplung (4i, 42) zwischen der elektromechanischen.Antriebsvorrichtung (43, q.4.) und der Steuerung (i) vorgesehen ist und daß die elektromechanische Antriebsvorrichtung die Belastung der nachgiebigen-Kupplung ändert. g. Gerät nach Anspruch 8,. dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Kupplung vorgespannte Federn (4i, 42) enthält, welche die Steuerung (z) normalerweise in der neutralen Lage halten::
DED19100A 1954-11-13 1954-11-13 Geraet zur Belastung der von einem Flugzeugfuehrer bedienten Steuerung von Fluguebungsgeraeten zur Nachbildung aerodynamischer Kraefte Expired DE945896C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DED19100A DE945896C (de) 1954-11-13 1954-11-13 Geraet zur Belastung der von einem Flugzeugfuehrer bedienten Steuerung von Fluguebungsgeraeten zur Nachbildung aerodynamischer Kraefte

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DED19100A DE945896C (de) 1954-11-13 1954-11-13 Geraet zur Belastung der von einem Flugzeugfuehrer bedienten Steuerung von Fluguebungsgeraeten zur Nachbildung aerodynamischer Kraefte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE945896C true DE945896C (de) 1956-07-19

Family

ID=7036256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DED19100A Expired DE945896C (de) 1954-11-13 1954-11-13 Geraet zur Belastung der von einem Flugzeugfuehrer bedienten Steuerung von Fluguebungsgeraeten zur Nachbildung aerodynamischer Kraefte

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE945896C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1294227B (de) * 1963-11-05 1969-04-30 Communications Patents Ltd Fliegerschulungsgeraet zur Nachahmung der Belastung einer Steuerflaeche

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1294227B (de) * 1963-11-05 1969-04-30 Communications Patents Ltd Fliegerschulungsgeraet zur Nachahmung der Belastung einer Steuerflaeche

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE945896C (de) Geraet zur Belastung der von einem Flugzeugfuehrer bedienten Steuerung von Fluguebungsgeraeten zur Nachbildung aerodynamischer Kraefte
US2860423A (en) Flight training apparatus for simulating control loading with pilot pressure control
DE2348530C3 (de) Vorrichtung zur automatischen Flugbahnführung
DE948029C (de) Geraet zur Belastung von nachgebildeten Flugzeugsteuerungen in Fluguebungsgeraeten
DED0019100MA (de)
DE950171C (de) Einrichtung zur Belastung von Steuerungen von am Boden befindlichen Fluguebungsgeraeten
DE964926C (de) Am Boden befindliches Fluguebungsgeraet zur Steuerung eines ILS-Kreuzzeigerinstruments
DED0017976MA (de)
DE1033519B (de) Steueranlage fuer Flugzeuge
DE1013177B (de) Geraet zur Nachahmung der Steuerbelastung und des Steuergefuehls von Flugzeugen bei FLuguebungsgeraeten
DE946507C (de) Geraet zur Nachbildung der Einwirkungen von Flugkraeften auf den Flugschueler, der die Steuergeraete eines an der Erde befindlichen Fluguebungsgeraetes bedient
DE948030C (de) Fluguebungsgeraet mit einer Anzahl aufeinander einwirkender Flugrechensysteme
DE939727C (de) Navigationseinrichtung fuer Flugzeuge
DE2306295A1 (de) Navigations-anzeigevorrichtung
DE952497C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Zeichen fuer nachgebildete oder nachgeahmte Flugbedingungen in Flugausbildungsgeraeten
CH362606A (de) Flugsteuereinrichtung
DE1456142C3 (de) Belastungssimulator für das Steuerorgan eines Fliegerschulungsgerätes
DE975454C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeuges, insbesondere eines Flugzeuges bei der Landung
DE963491C (de) Vorrichtung zum Anlernen von Flugschuelern
DE1029238B (de) Steuervorrichtung in Flugzeugen zur Verhinderung von Auftriebsstoessen
DE1953761A1 (de) Vorrichtung zur Steuerung der Ruder von Luftfahrzeugen
DE948028C (de) Apparat fuer Unterrichts- oder Schulungszwecke in der Navigation, insbesondere fuer die Luftfahrt
DED0018685MA (de)
DE1001121B (de) Geraet zur Berechnung der nachgebildeten Eigengeschwindigkeit in Abhaengigkeit von der Betaetigung von nachgebildeten Flugzeugsteuerungen in einem Fluguebungsgeraet
DE1233733B (de) Stabilisierungseinrichtung fuer lotrecht auf dem Heck landende Flugzeuge