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Publication number: DEC0007673MA
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 1. Juni 1953 Bekanntgemacht am 3. Mai 1956Registration date: June 1, 1953. Advertised on May 3, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft Flugnachahmungs- oder -nachbildungsgeräte, im besonderen solche Geräte, die nützlich bei der Bodenausbildung des Flugzeugpersonals zur Bedienung von Flugzeugen für hohe Unterschallgeschwindigkeiten sind.The invention relates to flight imitation or flight simulation devices, in particular those devices which useful in ground training of aircraft crew to operate aircraft for high altitude Are subsonic speeds.

Die Arbeitsweise der üblichen Flugzeugtypen, d. h. der kolbengetriebenen Luftschraubenflugzeuge, ist im allgemeinen innerhalb des Geschwindigkeitsbereiches des Flugzeugs ziemlich gut vorausbestimmbar. Es reicht deshalb aus, wenn die Flugnachahmungsgeräte für diese Bauart verschiedene Flugbedingungen, wie beispielsweise Anstellwinkel, Widerstand, Steuerungsbelastung usw., nachbilden, wie sie hauptsächlich durch die dargestellte Fluggeschwindigkeit des Flugzeuges beeinflußt werden. Wenn jedoch die Flugzeug-. geschwindigkeit im oberen Unterschallbereich liegt, d. h. im Bereich der Schallgeschwindigkeit, hat das übliche Flugausbildungsgerät keinen praktischen Wert mehr, da nun die verschiedenartigen Flugbedingungen gemäß der Beziehung der Fluggeschwindigkeit zu der Schallgeschwindigkeit bei der vorherrschenden Um-. gebungstemperatur der Luft wesentlich beeinflußtThe operation of the usual types of aircraft, i. H. of the piston-powered propeller aircraft, is in the generally fairly well predictable within the aircraft's speed range. It is therefore sufficient if the flight imitation devices for this type of flight different flight conditions, such as for example, angle of attack, resistance, control load, etc., as they are mainly can be influenced by the represented flight speed of the aircraft. However, if the aircraft. speed is in the upper subsonic range, d. H. in the range of the speed of sound, that has Usual flight training device no longer has any practical value because of the different flight conditions according to the relationship of the airspeed to the speed of sound at the prevailing turning point. ambient temperature of the air significantly influenced

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werden. Dieses Verhältnis ist als »Mach-Zahl« bekannt und kann ausgedrückt werden durchwill. This ratio is known as the "Mach number" and can be expressed by

- a- a

(Gleichung i)(Equation i)

J.. wobei, M ,die Mach-Zahl;. ■ Vt die wahre Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs und a die Schallgeschwindigkeit bei einer bestimmten Temperatur t bedeutet.J .. where, M, the Mach number ;. ■ Vt is the true airspeed of the aircraft and a is the speed of sound at a certain temperature t .

ίο Demgemäß kann die Schallgeschwindigkeit als eine Funktion der Lufttemperatur ausgedrückt werden, d. h.ίο Accordingly, the speed of sound can be used as a Function of air temperature can be expressed, d. H.

a = fit), so daß M = ~ oder V_T = M ■ f{t) ist. a = fit), so that M = ~ or V _T = M ■ f {t) .

Ein Beispiel der Wirkung der Änderung der Mach-Zahl bei einer Fluggrundbedingung ist die ..ausgesprochene Änderung', des Anstellwinkels, die für konstanten Auftrieb .erforderlich ist, wenn die Mach-Zahl durch einen kritischen Bereich verläuft. Nimmt man bei einer speziellen Flugzeugkonstruktion als Beispiel an, daß sich die Mach-Zahl oberhalb von etwa 0,6 vergrößert, so erhöht sich der Äuftriebskoeffizient merklich, dann flacht er sich bei einer Mach-Zahl von angenähert 0,8 ab und vermindert sich beträchtlich, wenn, sich die Mach-Zahl 1 nähert. Mit anderen Worten, der Pilot eines Düsen- oder Unterschallflug-An example of the effect of changing the Mach number on a basic flight condition is ... Change ', of the angle of attack, which is for constant buoyancy .required when the mach number passes through a critical area. If you take as a special aircraft construction For example, if the Mach number increases above about 0.6, the lift coefficient increases noticeable, then it flattens out at a Mach number of approximately 0.8 and decreases considerably, when the Mach number approaches 1. With others Words, the pilot of a jet or subsonic flight

... . ,zeuges. muß. den. Mach-Zahl-Effekt. kennen.-und-in. diesem Sinne ausgebildet sein, um unter anderem den Geradeausflug bei hohen Unterschallgeschwindigkeiten zu steuern. Ein anderes Beispiel ist die sogenannte »Schallwand«, d. h; die Wirkung der Mach-Zahl auf den »Widerstandskoeffizienten«. Wie allgemein bekannt ist, vergrößert sich der-Widerstandskoeffizient sehr rasch, wenn die Mach-Zahl einen kritischen Wert erreicht. Die Erscheinung der oben beschriebenen Art wird bei den üblichen Flugausbildungsgeräten nicht berücksichtigt, so daß eine solche Einrichtung für die Ausbildung von Düsen- oder Unterschallflugzeugpiloten ungeeignet ist... , stuff. got to. the. Mach number effect. know-and-in. with this in mind, be trained to, among other things, flight straight ahead at high subsonic speeds to control. Another example is the so-called "baffle", i. H; the effect of the Mach number on the "drag coefficient". As is well known is, the drag coefficient increases very rapidly when the Mach number is a critical value achieved. The appearance of the kind described above does not occur with the usual flight training devices considered, so that such a device for the training of jet or subsonic pilots is unsuitable

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Flugnachahmungsgerät für die Boden-. ausbildung von Düsen- oder Unterschallflugzeugpersonal und für die Darstellung von Flugbedingungen bei dieser Flugzeugart zu schaffen, das wirksam und naturgetreu arbeitet, irn besonderen hinsichtlich der Wirkung der Mach-Zahl auf die nachgebildeten Fluggrundbedingungen. ■■-·■■ ■It is therefore an object of the invention to provide an improved flight simulator for the ground. training of jet or subsonic aircraft personnel and for the representation of flight conditions to create in this type of aircraft that works effectively and faithfully, especially with regard to the Effect of the Mach number on the simulated basic flight conditions. ■■ - · ■■ ■

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Flugschätzungs- oder -berechnungsanlage, die einen elektromechanischen Servo- oder Hilfsmechanismus aufweist, der die. Mach-Zahl darstellt, um die Arbeitsweise anderer in Wechselbeziehung stehender, andere Flugbedingungen repräsentierender Servo- oder Hilfsmechanismen zu variieren, so. daß auf diese Weise die Wirkung der Mach-Zahl auf die Arbeitsweise von Unterschallflugzeugen nachgeahmt wird.Another object of the invention is to provide an improved flight estimation or computing system, which has an electromechanical servo or auxiliary mechanism that the. Mach number represents the operation of other interrelated, representing different flight conditions To vary servo or auxiliary mechanisms, so. that on in this way the effect of the Mach number on the operation of subsonic aircraft is mimicked.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Flugschätzungs- oder -berechnungsanlage so auszubilden, daß sie die Arbeitsweise der aerodynamischen Kraftberechnungsvorrichtung abändert, so daß die Steuerungsbelastung von Unterschallflugzeugen nachgebildet wird. . . ■■■■■... Another object of the invention is to design the flight estimation or calculation system so that it changes the operation of the aerodynamic force calculation device so that the Control load of subsonic aircraft is simulated. . . ■■■■■ ...

Die Erfindung wird ausführlicher in der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen offenbart, und. die Neuheitsmerkmale werden, im ■■·.·.· besonderen in 'den Ansprüchen dargelegt, die einen Teil der Beschreibung bilden. Es zeigtThe invention will be explained in more detail in the following description in conjunction with the drawings revealed, and. the novelty features are, in ■■ ·. ·. · particular set out in the claims which form a part of the description. It shows

Fig. ι eine teilweise schematische Veranschaulichung bestimmter Bestandteile einer elektrischen Hilfspotentiometerberechnungsanlage nach der Erfindung, welche die wahren Fluggeschwindigkeits-, Teilungs- und Anstellwinkelservosysteme ,einschließt,Fig. Ι a partially schematic illustration certain components of an electrical auxiliary potentiometer calculation system according to the invention, which includes the true airspeed, pitch and angle of attack servos,

Fig. 2 eine ähnliche Darstellung, welche die-Mäch-Zahl-, Roll- und Seitenabrutschservosysteme einschließt, Fig. 2 is a similar illustration showing the power number, Includes roll and side slip servo systems,

Fig. 3 eine ähnliche Darstellung, welche die Höhen- und Steigfähigkeitsservosysteme einschließt,3 is a similar illustration including the altitude and gradeability servo systems;

Fig. 4, 5 und 6 entsprechend zugeordnet die nachgeahmten Seitenruder-, Höhenruder- und Querrudersteuerungen, ■ die zugeordneten - Trimmsteuerungen bzw. die Steuerungsbelastungshilfs- und Potentiometereinheiten und4, 5 and 6 correspondingly assigned the simulated rudder, elevator and aileron controls, ■ the associated trim controls or the control load auxiliary and potentiometer units and

Fig. 7 ein Vektordiagramm, das die Flugzeugbezugsachsen, die.Flugwinkel und die Zerlegung der Kraftvektoren veranschaulicht.7 is a vector diagram showing the aircraft reference axes, the flight angle and the decomposition of the force vectors illustrated.

Die Flugschätzungs- oder -berechnungsanlage gehört zur elektrischen Bauart und weist eine größere Anzahl untereinander verbundener und in Wechselwirkung zueinander stehender Hilfs- oder Servosysteme oder -einheiten auf, die -auf Eingangsspannungen ansprechen, die gemäß der Bedienungs- oder go Arbeitsweise . der nachgebildeten Steuerungen abgeleitet [werden. Die nachgebildeten Fluganzeigeinstrumente reagieren ihrerseits auf die entsprechende Bedienungs- oder Arbeitsweise von bestimmten der vorgenannten Hilfs- oder Servoeinheiten der Berechnungseinrichtung, um auf diese Weise verschieden- ^: artige Flugbedingungen darzustellen, die durch die Handhabung der Steuerungen durch den Unterwiesenen erzeugt werden.The flight estimation or calculation system belongs to the electrical design and has a larger number of interconnected and interacting auxiliary or servo systems or units that respond to input voltages according to the operating or operating mode. derived from the simulated controls. The simulated flight display instruments in turn react to the corresponding operation or operation of certain of the foregoing excipients or servo units of said calculation means to differently keyed in this ^way: represent like flight conditions, which are produced by the manipulation of the controls by the instructed.

Das Funktionieren der Flugschätzungs- oder -berechnungsanlage im allgemeinen wird kurz beschrieben, da ein vollständiges Verständnis der Erfindung aus einer Beschreibung der wichtigsten Funktionen der verschiedenartigen Flugberechnungshilfssysteme gewonnen werden kann. Für die Zwecke der Erfindung ist es nicht erforderlich, im einzelnen alle angezeigten Hilfseingangs- und Ausgangsspannungen zu zergliedern, die aerodynamische Steuergrößen darstellen, da die Feststellung ausreicht, daß sie Geschwindigkeiten, Kräfte und Faktoren der Fluggrundgleichungen repräsentieren.The functioning of the flight estimation or calculation system in general is briefly described, as a complete understanding of the invention from a description of the main functions of the various flight calculation auxiliary systems can be obtained. For the purposes of the invention it is not necessary to break down all displayed auxiliary input and output voltages in detail, which represent aerodynamic control variables, since it is sufficient to state that they are velocities, Represent forces and factors of the basic flight equations.

- . Eine Bezugswechselstromquelle wird zur Speisung der vollständigen Anlage benutzt, und die verschiedenen abgeleiteten und Steuerspannungen werden von dieser Quelle erhalten, wobei zu verstehen ist, daß die positiven und negativen Anzeigen die augenblickliche Polarität mit Bezug auf die Bezugsquelle darstellen.-. A reference AC power source is used to power the entire installation and the various derived and control voltages are obtained from this source, it being understood that the positive and negative indications show the current polarity with respect to the source of supply.

Beispielsweise werden mit. Bezug auf die Fig. 4, 5 und 6 verschiedenartige Flugsteuerpotentiometer, die auf Seitenruder-, Höhenruder- , und Querruder-Steuerungen ansprechen, die von dem auszubildenden Piloten betätigt: werden können, mit Spannungen gespeist, die bestimmte Funktionen der wahren Fluggeschwindigkeit (Vt) darstellen, die von den Fluggeschwindigkeitsservoanordnungen (Fig. 1) erhalten werden, und die abgeleiteten Spannungen ,steuernFor example, with. Referring to Figs. 4, 5 and 6, various flight control potentiometers which respond to rudder, elevator and aileron controls which can be operated by the pilot being trained, supplied with voltages which determine certain functions of the true airspeed (Vt) obtained from the airspeed servo assemblies (Fig. 1) and control the voltages derived

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ihrerseits die Flugzeughauptachsenservoeinrichtungen. Das Fluggeschwindigkeitsservosystem wird durch eine Anzahl Faktoren gesteuert, hauptsächlich durch »Schub«-, »Widerstand« und »Schwerkraft«, die durch Spannungen repräsentiert werden. In dieser Beschreibung ist »Schub« dargestellt als Ableitung einer üblichen Flugzeugmotor - Luftschrauben - Kombination, wobei aber zu verstehen ist, daß die Quelle des nachgebildeten Schubes nicht begrenzend ist und daß derin turn, the aircraft main axis servos. The airspeed servo system is controlled by a number of factors, primarily "Thrust", "drag" and "gravity", which are represented by tensions. In this description »Thrust« is shown as a derivative of a common aircraft engine - propeller combination, but it is to be understood that the source of the simulated thrust is not limiting and that the

ίο nachgebildete Düsenmotorschub bei der praktischen Durchführung der Erfindung berücksichtigt ist.ίο replicated jet engine thrust in the practical Implementation of the invention is considered.

Mit Bezug auf Fig. ι wird ein Drosselpotentiometer 5 darstellungsgemäß an seinem oberen Ende mit einer konstanten Wechselspannung + E gespeist und ist an seinem unteren Ende geerdet. Die abgeleitete Spannung von dem Gleitkontakt 5' wird, wenn die Drossel von dem Schüler eingestellt wird, in Übereinstimmung mit dem Motor und der Fluggeschwindigkeit geändert, wie gerade beschrieben, um den Schub (Th) für eine konstante Umdrehungszahl pro MinuteWith reference to Fig. Ι a throttle potentiometer 5 is fed as shown at its upper end with a constant AC voltage + E and is grounded at its lower end. The derived voltage from the sliding contact 5 ', when the throttle is adjusted by the student, is changed in accordance with the engine and the airspeed, as just described, by the thrust (Th) for a constant number of revolutions per minute

, gemäß der Beziehung TH = -ί- darzustellen. Diese, according to the relation TH = -ί-. This

Schubspannung wird zusammen mit anderen Spannungen, welche den Widerstand usw. verkörpern, der Fluggeschwindigkeitsservoeinheit oder -hilfsanlage zugeführt, die ihrerseits die. Fluggeschwindigkeitsfunktionsspannungen erzeugt.Shear stress, along with other stresses embodying resistance, etc. Airspeed servo unit or auxiliary system, which in turn feeds the. Airspeed functional stresses generated.

Die Querruder-, Höhenruder- und Seitenruderregelpotentiometer (Fig. 4 bis 6) werden jeweils an ihren entgegengesetzten Enden durch gegenphasige Spannungen gespeist, welche die Funktionen von Vt repräsentieren. Auch jedes dieser Potentiometer ist mit einem geerdeten Mittelabgriff versehen, um positive und negative Winkelgeschwindigkeiten um die üblichen Flugzeugachsen (Fig. 7) mit Bezug auf eine normale Geradeausflugstellung nachzubilden. Die verschiedenen abgeleiteten Geschwindigkeitsspannungen von den Regelpotentiometern sind zu der Berechnungsanlage gerichtet, von der Steuerspannungen ihrerseits erhalten werden, um die Fluganzeigeinstrumente des obenerwähnten Ausbildungsgerätes zu betätigen.The aileron, elevator and rudder control potentiometers (Figs. 4 to 6) are each fed at their opposite ends by voltages in phase opposition, which represent the functions of Vt . Each of these potentiometers is also provided with a grounded center tap in order to simulate positive and negative angular velocities around the usual aircraft axes (FIG. 7) with reference to a normal straight flight position. The various derived speed voltages from the control potentiometers are directed to the computing system, from which control voltages are in turn received in order to operate the flight indicators of the above-mentioned training device.

Das Flugberechnungs- und Integrationsgerät wird nun beschrieben, wie es in den Fig. 1 bis 6 dargestellt ist. Dieses Gerät besteht im wesentlichen aus neun Motorhilfspotentiometereinheiten und drei Summierungs- oder Leitungsverstärkereinheiten, von denen jede eine Flugbedingung verkörpert, wie beispielsweise Fluggeschwindigkeit,' Anstellwinkel, Mach-Zahl, Steigfähigkeit usw., wie bezeichnet, die untereinander in einem in Wechselbeziehung wirkenden elektromechanischen Kettenleiter verbunden sind, um auf diese Weise in Übereinstimmung mit bestimmten Flugprinzipien zu arbeiten und gleichzeitig und ununterbrochen die entsprechende Flugbedingung zu berechnen. Zum Zwecke der Klarheit sind die Wechselwirkungskreise der dargestellten entsprechendenServoeinheiten in einem Maße vereinfacht, das zur Erklärung der Erfindung ausreicht. .The flight computing and integration device will now be described as shown in FIGS. 1-6 is. This device essentially consists of nine motor auxiliary potentiometer units and three summation or line amplifier units, each of which embodies a flight condition, such as Airspeed, angle of attack, Mach number, climbing ability, etc., as indicated, among each other in an interrelated electromechanical ladder connected to on this way to work in accordance with certain flight principles and simultaneously and continuously calculate the corresponding flight condition. For the sake of clarity, the circles of interaction are of the illustrated corresponding servo units to the extent necessary for explanation the invention is sufficient. .

In erster Linie werden beim Betrieb der Anlage Spannungen gemäß den Bedienungsmaßnahmen des Schülers der oben beschriebenen nachgebildeten Flugzeugsteuerungen proportional zu den verschiedenen Geschwindigkeiten und Kräften abgeleitet, die Bewegung oder Beschleunigung mit Bezug auf die drei Bezugsachsen gemäß den aerodynamischen Grund-Prinzipien erzeugen. Die drei Bezugsachsen'sind im Zusammenhang mit Fig. 7 erstens die Längs- oder X-Achse des Flugzeugs, zweitens die Y-Achse längs der Flügelebene senkrecht zu der Längsachse und drittens die Z-Achse, die gegenseitig senkrecht zu den anderen beiden Achsen verläuft, wobei alle Achsen den Schwerpunkt (C. G.) des Flugzeugs schneiden.First and foremost, when the system is operated, voltages are set according to the operating measures of the Student of the simulated aircraft controls described above proportional to the various Velocities and forces derived, motion or acceleration with respect to the three Generate reference axes according to the basic aerodynamic principles. The three reference axes are in In connection with FIG. 7, firstly the longitudinal or X-axis of the aircraft, secondly the longitudinal Y-axis the wing plane perpendicular to the longitudinal axis and thirdly the Z-axis, which are mutually perpendicular to the the other two axes, with all axes intersecting the center of gravity (C.G.) of the aircraft.

Die festen oder erdgebundenen Achsen sind mit X₀, Y₀ bzw. Z₀ bezeichnet, wobei die ^T₀-AcIiSe auch die Nordbezugsrichtung in diesem Falle veranschaulicht. Wie dargestellt, wird das Flugzeug schwanzlastig durch einen Steigungswinkel α aufgestellt und nach rechts durch. einen Rollwinkel φ gerollt. Der Azimutwinkel ψ, welcher der in einer Horizontalebene zwischen der Nordbezugsrichtung X₀ und der Flugzeug-X-Achse ist, ist nicht dargestellt, da er in dem vorliegenden Beispiel Null ist. Fig. 7 veranschaulicht auch die Zerlegung des Gewichtes oder des Schwerkraftvektors (G) für eine kombinierte Steigungs- und Rollfluglage. Zwei andere Winkel, die bei dieser Zerlegung benutzt werden, sind der Anstellwinkel α und der Seitenabrutschwinkel ß. Der Anstellwinkel ist der Winkel, der in der Flugzeugsymmetrieebene (X-Z-Ebene) zwischen der Rumpfbezugslinie des Flugzeugs oder der X-Achse und der Flugbahn gemessen wird. Der Seitenabrutschwinkel ist der Winkel, der in einer senkrecht zur Flugzeugsymmetrieebene liegenden Ebene (parallel zu der X-Y-Ebene) zwischen der Rumpfbezugslinie (X-Achse) und der Flugbahn gemessen wird. Diese beiden Winkel sind als aerodynamische Winkel bekannt.. Die aerodynamischen Kräfte und Winkelgeschwindigkeiten ergeben sich aus der Änderung eines dieser Winkel.The fixed or grounded axes are denoted by X ₀ , Y ₀ and Z _0, respectively, the ^ T ₀ -AcIiSe also illustrating the north reference direction in this case. As shown, the aircraft is set up tail-heavy through an angle of inclination α and to the right through. rolled a roll angle φ. The azimuth angle ψ, which is that in a horizontal plane between the north reference direction X ₀ and the aircraft X-axis, is not shown since it is zero in the present example. 7 also illustrates the decomposition of the weight or the gravity vector (G) for a combined pitch and taxi attitude. Two other angles that are used in this breakdown are the angle of attack α and the side slip angle β. The angle of attack is the angle measured in the plane of symmetry (XZ plane) between the aircraft fuselage reference line or the X axis and the flight path. The side slip angle is the angle measured in a plane perpendicular to the plane of symmetry (parallel to the XY plane) between the fuselage reference line (X axis) and the flight path. These two angles are known as aerodynamic angles. The aerodynamic forces and angular velocities result from changing one of these angles.

Translation und Rotation mit Bezug auf die Flugzeugachsen und auf die festen Achsen, die gegenseitig senkrecht und parallel zu dem Horizont sind, werden durch die Servo- und Verstärkeranlagen dargestellt. In einem dieser Systeme werden Kräfte berechnet, um die Gier- oder Wendefähigkeit zu erzeugen, und in einem dritten werden Winkelgeschwindigkeiten ermittelt, um ein Steigungsverhältnis zu erzeugen. Zusätzliche Servoanordnungen sind vorhanden, um den Anstellwinkel bzw. den Seitenabrutschwinkel darzustellen, wobei die Anstellwinkelservoeinheit Winkelgeschwindigkeiten um die Y-Achse zusammenfaßt für den. Zweck der Berechnung der aerodynamischen Größen des Auftriebs, des Widerstandes und der Kippgeschwindigkeit, und die Seitenabrutschwinkelservoeinheit den Winkel zwischen der Symmetrieebene des Flugzeugs und der Flugbahn ermittelt. Andere Servo- oder Hilfssysteme arbeiten so, daß sie Drehbewegungen in Übereinstimmung mit Steuerspannungen, die von den obenerwähnten Servoeinheiten erzeugt werden, zur Darstellung der Fluglage zusammenfassen, wie sie durch die Roll-, Steigungs- und Azimutwinkel definiert ist.Translation and rotation with respect to the aircraft axes and to the fixed axes that are mutually exclusive perpendicular and parallel to the horizon are represented by the servo and amplifier systems. In one of these systems, forces are calculated to produce the ability to yaw or turn, and In a third, angular velocities are determined in order to generate a gradient ratio. Additional Servo arrangements are available to represent the angle of attack or the side slip angle, the angle of attack servo unit summarizing angular velocities about the Y axis for the. Purpose of calculating the aerodynamic parameters of lift, drag and tilting speed, and the side slip angle servo unit the angle between the plane of symmetry of the Aircraft and the flight path determined. Other servo or auxiliary systems work in such a way that they can rotate in accordance with control voltages generated by the aforementioned servo units, summarize for the representation of the attitude, as defined by the roll, pitch and azimuth angles is defined.

Gemäß den allgemein bekannten Grundsätzen der Aerodynamik ist die Fluggeschwindigkeit (Vt) eine Funktion des Motorschubes (Th), der immer positiv ist (mit Ausnahme des Luftschraubenwiderstandes beim Leerlaufen während des Fluges unterhalb etwaAccording to the well-known principles of aerodynamics, the airspeed (Vt) is a function of the engine thrust (Th), which is always positive (with the exception of the propeller resistance when idling during flight below about

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1200 U/min), der Schwerkraftwirkung (G), die entweder positiv oder negativ sein kann, abhängig davon, ob sich das Flugzeug in einer Sturz- oder Steigfluglage befindet, und des Widerstandes, der natürlich negativ ist. Der Widerstand kann als eine Funktion der Fluggeschwindigkeit (Vt), der Höhe (h) und des Anstellwinkels (α) betrachtet werden.1200 rpm), the effect of gravity (G), which can be either positive or negative, depending on whether the aircraft is in a dive or climb, and the drag, which is of course negative. Drag can be viewed as a function of airspeed (Vt), altitude (h) and angle of attack (α).

Mit Bezug auf Fig. ι wird angenommen, daß eine größere Anzahl Wechselspannungen, die verschiedeneWith reference to Fig. Ι it is assumed that a larger number of AC voltages, the different

ίο Werte des »Schubes«, des »Widerstandes« bzw. der »Schwerkraft« gemäß der augenblicklichen Polarität und Größe der entsprechenden Spannungen darstellen, getrennt einem summierenden Verstärker zugeführt werden, der schematisch mit 20 bezeichnet ist und zu der Fluggeschwindigkeitsservoeinheit Vt gehört. Solche Verstärker sind in der Technik zur algebraischen Summierung einer größeren Anzahl einzelner Wechselspannungen verschiedener Größe und Polarität allgemein bekannt, so daß eine ausführliche Darstellungίο represent values of the "thrust", the "resistance" or the "gravity" according to the instantaneous polarity and magnitude of the corresponding voltages, fed separately to a summing amplifier, which is schematically designated by 20 and belongs to the airspeed servo unit Vt . Such amplifiers are well known in the art for algebraically summing a large number of individual AC voltages of various magnitudes and polarities, so that a detailed illustration

ao der Schaltung nicht notwendig ist. Die Ausgangsleistung des Verstärkers 20 wird verwendet, um einen selbsttätig symmetrierenden Hilfskettenleiter zu steuern, der ein als M-G bezeichnetes Motor-Generator-■ Aggregat 21 aufweist. Seine Stromkreisverbindungen sind speziell nur für das Fluggeschwihdigkeitssystem dargestellt, da die M-G-Wirkungsweise im wesentlichen dieselbe wie für die anderen Servoeinheiten ist. Der Motor 30 ist in Zweiphasenbauart konstruiert, wobei die Steuerphase 31 von der Verstärkerausgangsleistung und die andere Phase 32 durch eine 90° phasenverschobene konstante Bezugswechselspannung -\- e-y darstellungsgemäß gespeist wird. Die Arbeitsweise dieser Motorenbauart ist bekannt, wobei die Drehung in der einen Richtung erfolgt, wenn die Steuer- und Bezugsspannungen in den entsprechenden Phasen dieselbe Momentanpolarität haben, und in der entgegengesetzten Richtung, wenn die Momentanpolarität der Steuerspannung im Hinblick auf die Bezugsspannung umgekehrt ist, wobei die Umlaufgeschwindigkeit in beiden Fällen von der Größe der Steuerspannung abhängt. Der Motor treibt einen Zweiphasenrückkopplungsgenerator 33, der auch eine Phase 34 hat, die von einer 90⁰ phasenverschobenen Wechselbezugsspannung + e₂. gespeist wird, wobei die andere Phase 35 in Übereistimmung mit der Motordrehzahl eine Rückkopplungsspannung E_n zum Zwecke einer nachfolgenden Geschwindigkeitsregelung erzeugt.ao the circuit is not necessary. The output power of the amplifier 20 is used to control an automatically balancing auxiliary chain conductor which has a motor-generator unit 21 designated as MG. Its circuit connections are shown specifically for the airspeed system only, since the MG operation is essentially the same as for the other servo units. The motor 30 is constructed in a two-phase design, the control phase 31 being fed by the amplifier output power and the other phase 32 being fed by a 90 ° phase-shifted constant reference alternating voltage - \ - ey , as shown. The operation of this type of motor is known, with rotation in one direction when the control and reference voltages in the respective phases have the same instantaneous polarity, and in the opposite direction when the instantaneous polarity of the control voltage is reversed with respect to the reference voltage, where the speed of rotation depends in both cases on the magnitude of the control voltage. The motor drives a two phase feedback generator 33 which also has a phase 34 derived from a 90 ⁰ phase shifted AC reference voltage + e ₂ . is fed, the other phase 35 generating a feedback voltage E _n in accordance with the engine speed for the purpose of a subsequent speed control.

Die Rückkopplungsspannung E_n in der Flügge-The feedback voltage E _n in the wing

schwindigkeitshilfsanlage repräsentiertspeed assistance system represented

dtGerman

, d.h. die , ie the

Beschleunigung, und wirkt als Eingangsspannung für den Verstärker 20. Der Motor dient auch dazu, über ein Untersetzungsgetriebe 36 und geeignete mechanische Verbindungen, die durch gestrichelte Linien 37 bezeichnet sind, die Kontakte eines Potentiometersystems und auch in bestimmten Servoanordnungen ein geeignetes Anzeigeinstrument gruppenweise zu betätigen.Acceleration, and acts as an input voltage to the amplifier 20. The motor also serves to over a reduction gear 36 and suitable mechanical connections indicated by dashed lines 37 are designated, the contacts of a potentiometer system and also in certain servo arrangements to operate a suitable display instrument in groups.

FürdieeinzelnenPotentiometerwiderstandselemente, wie beispielsweise die Einheiten 40 bis 47 einschließlich des Fluggeschwindigkeitsservosystems werden zweckmäßig die der allgemein bekannten Streifenwicklungs bauart (wound card type) verwendet. Sie sind kreis- oder bandförmig ausgebildet, hier aber schematisch zur Verdeutlichung in einer Ebene abgewickelt dargestellt. For the individual potentiometer resistance elements such as units 40 to 47 inclusive of the airspeed servo system are suitably those of the well-known strip winding type (wound card type) used. They are circular or band-shaped, but here schematically for clarity shown developed in one plane.

Die Wirkungsmöglichkeit des Fluggeschwindigkeitsservomotors nach jeder Richtung bewirkt, daß sich die gekuppelt oder gruppenweise angetriebenen Potentiometergleitkontakte 40', 41', 42' usw. in die entsprechenden Winkelstellungen auf den entsprechenden Potentiometerelementen bewegen, um Potentiometerspannungen abhängig von der entsprechenden Kontaktstellung und der das Potentiometer speisenden Spannung abzuleiten, d. h. zu wählen oder aufzunehmen. Jedes Potentiometer jeder Berechnungsvorrichtung ist so gestaltet, daß der Wert der abgeleiteten Spannung an dem Potentiometerkontakt ein bestimmtes Verhältnis zu der linearen Bewegung des Gleitkontaktes abhängig von der besonderen Funktion des Potentiometers enthält, und an seine Enden ist eine Spannung angelegt, die hinsichtlich der augenblicksweisen Polarität und Größe auch von der Funktion des Potentiometers abhängt. In dem vorliegenden Fall stellt die Gestalt aller funktioneilen Potentiometer die Ableitung oder den Differentialquotienten der dargestellten Funktion dar. Beispielsweise sind die Potentiometer der Fluggeschwindigkeitsanlage im allgemeinen linear ausgebildet, um eine Beziehung χ = y zu verkörpern, wobei χ die lineare Bewegung des Kontaktes und y die abgeleitete Potentiometerspannung ist.The ability of the airspeed servomotor to act in any direction causes the coupled or group-driven potentiometer sliding contacts 40 ', 41', 42 'etc. to move into the corresponding angular positions on the corresponding potentiometer elements to generate potentiometer voltages depending on the corresponding contact position and the voltage feeding the potentiometer to derive, that is, to choose or to include. Each potentiometer of each calculating device is designed in such a way that the value of the derived voltage at the potentiometer contact contains a certain ratio to the linear movement of the sliding contact depending on the particular function of the potentiometer, and at its ends a voltage is applied which with regard to the instantaneous polarity and Size also depends on the function of the potentiometer. In the present case, the shape of all functional potentiometers represents the derivative or differential quotient of the function shown. For example, the airspeed system potentiometers are generally linear to embody a relationship χ = y , where χ is the linear movement of the contact and y is the derived potentiometer voltage.

Genauer ausgedrückt, ist die Umriß- öder Breitenänderung und infolgedessen die Widerstandsverteilung der verschiedenen Potentiometer, die zur Ableitung der die Flugzeugkennwerte nachbildenden Spannungen verwendet werden, proportional der Ableitung der Funktion des entsprechenden Kennwertes mit Bezug auf die Variable, die durch die Einstellung des Potentiometers dargestellt wird. Beispielsweise soll angenommen werden, daß die Funktion linear ist, so daß eine abgeleitete Spannung direkt dem Abstand proportional sein soll, den der servobetätigte Potentiometerkontakt von einer Nullstellung aus durchläuft. Die Neigung der Funktionskurve ist dann das konstante Verhältnis der abgeleiteten Spannung zur Vergrößerung der unabhängigen Veränderlichen, die durch den Kontaktweg von der Nullstellung aus dargestellt wird. Die Ableitung dieses Verhältnisses ist für alle Kontakteinstellungen gleich, so daß die Streifenbreite gleichmäßig ist und der Streifen oder Widerstandskörper (card) rechteckige Form hat.More precisely, the outline or width change and consequently the resistance distribution of the various potentiometers that are used to derive of the stresses simulating the aircraft parameters are used, proportional to the derivative of the Function of the corresponding characteristic value with reference to the variable created by the setting of the potentiometer is shown. For example, assume that the function is linear such that a derived voltage should be directly proportional to the distance between the servo-operated potentiometer contact runs through from a zero position. The slope of the function curve is then the constant Ratio of the derived voltage to the magnification of the independent variables that is represented by the contact path from the zero position. The derivation of this relationship is the same for all contact settings, so that the stripe width is uniform and the stripe or Resistance body (card) has a rectangular shape.

In einem anderen Falle, wo eine Cosinusfunktion benutzt wird, kann die Ableitung oder Neigung der Cosinuskurve ausgedrückt werden als — = sin ■&, In another case where a cosine function is used, the derivative or slope of the cosine curve can be expressed as - = sin ■ &,

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wobei ΰ· der in rad gemessene Winkel ist. Demgemäß ist der Umriß des Potentiometerstreifens oder Widerstandskörpers für entsprechende Werte von ■& sinusförmig, wobei der negative Wert durch entsprechende Wahl der an das Potentiometer angelegten Polarität vorgesehen wird. Wenn umgekehrt eine Sinusfunktion benutzt wird, hat der Potentiometerstreifen für entsprechende Werte von ■& einen Cosinusumriß.where ΰ is the angle measured in radians. Accordingly, the outline of the potentiometer strip or resistor body is sinusoidal for corresponding values of ■ & , the negative value being provided by appropriate selection of the polarity applied to the potentiometer. Conversely, if a sine function is used, the potentiometer strip has a cosine outline for corresponding values of ■ &.

Im Hinblick auf die Verwickeltheit der Zwischenverdrahtung der Hilfsanordnungen wird ein verein-In terms of the intricacy of the interconnection of the auxiliary orders, an unified

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fachtes System verwendet, um Verwirrung zu vermeiden und die Aufeinanderfolge der verschiedenen Stromkreise schnell auszuführen. Ausgenommen in . dem Fall, wo tatsächliche Stromkreisverbindungen dargestellt sind, werden die Eingangs- und Ausgangsi klemmen der Potentiometer, die Eingangsklemmen der entsprechenden Servo- und Leitungsverstärker und die zugeordnete Ausrüstung durch Bezugsziffern und Symbole bezeichnet, welche die entsprechendenmultiple system used to avoid confusion and the succession of the various Run circuits quickly. Except in. the case where actual circuit connections are shown, the input and output i clamp the potentiometer, the input terminals of the corresponding servo and line amplifiers and the associated equipment is designated by reference numerals and symbols which correspond to

ίο Klemmen des anderen Gerätes anzeigen, an das sie angeschlossen werden. Zur Vereinfachung sind die Potentiometer jeder Servoeinrichtung besonders bezeichnet, z. B. das dritte Potentiometer der Fluggeschwindigkeits-(F2')-Servoanordnung mit 3, das fünfte Potentiometer der Anstellwinkel-(a)-Servoeinheit mit 5 usw., so daß durch Kennzeichnung einer Servoeinrichtung durch ihr Symbol und ein Potentiometer dieser Einrichtung durch seine Nummer die Veibindungenzwischen denPotenticmetern,Hilfs- oder Servosystem en usw. bequem gezogen werden können.ίο Show terminals of the other device to which you be connected. For the sake of simplicity, the potentiometers of each servo device are specially labeled, z. B. Airspeed (F2 ') servo assembly third potentiometer with 3, the fifth potentiometer of the angle of attack (a) servo unit with 5 etc., so that by identifying a servo device by its symbol and a potentiometer of this facility through its number the connections between the potential meters, auxiliary or Servo systems etc. can be easily pulled.

Im besonderen mit Bezug auf die Fluggeschwindig-In particular with regard to the airspeed

keitsseivceinheit wird der Servo- oder Hilfsverstärker 2 von einer größeren Anzahl Eingangsspannungen gespeist, wobei die ersten beiden (von oben beginnend) von der Seivoeinheit selbst stammen und die Rückkopplung E_n von dem Servo- oder Hilfsgenerator 33 bzw. den Schub von dem F₄-PGtentiometer 42 darstellen. Das Schubpotentiometer 42 wird därstellungsgemäß an seinem unteren Ende mit einer Spannung gespeist, welche die Nutzleistung repräsentiert, die ihrerseits, wie vorher erwähnt "wurde, von dem Drosselpotentiometer 5 abgeleitet ist, das von dem Schüler geregelt wird. Die Drosselableitspannung kann durch ein U/min-Pctenticmeicf 38 geändert werden, das ebenfalls von dem Schüler eingestellt werden kann, um die Reglereinstellung zu verkörpern. Ein Indikator MAP, der den Vielfach- oder Gesamtdruck darstellt, kann mit der »Drossel«-Regelung und ein Indikator TACH, der die Umdrehungszahl pro Minute darstellt, mit der »Regler^-Einstellung verbunden sein, falls gewünscht.keitsseivceinheit, the servo or auxiliary amplifier 2 is fed by a larger number of input voltages, the first two (starting from the top) coming from the Seivo unit itself and the feedback E _n from the servo or auxiliary generator 33 or the thrust from the F ₄ - PGtentiometer 42 represent. The thrust potentiometer 42 is shown fed at its lower end with a voltage which represents the useful power, which in turn, as previously mentioned "is derived from the throttle potentiometer 5, which is controlled by the student. The throttle leakage voltage can be a U / min -Pctenticmeicf 38, which can also be set by the student to embody the regulator setting. An indicator MAP, which represents the multiple or total pressure, can be adjusted with the "throttle" control and an indicator TACH, which shows the number of revolutions per Minute, connected to the »Controller ^ setting, if desired.

Die übrigen Eingangsspannungen an dem Fy-Verstärker kommen von anderen Teilen der Berechnungsanlage, wobei die Eingangsklemme 50 von der ent- sprechenden Klemme des Mach-Zahl-Potenticmeters (3), über das Potentiometer (2) der a-Servoeinheit mit einer den »Widerstand« darstellenden Spannung, die Klemme 51 von dem Potentiometer (3) der Steigungs-(#)-Servoeinheit mit einer Spannung, die eine »Schwerkräfte-Komponente darstellt, und die Klemme 52 von dem Potentiometer (5) der a-Servoeinheit mit einer zweiten Schwerkraftkomponentenspannung gespeist werden. Die Resultierende der verschiedenen oben beschriebenen Eingangsspannungen betätigtThe remaining input voltages to the Fy amplifier come from other parts of the calculation system, with input terminal 50 being speaking terminal of the Mach number potenticmeter (3), via the potentiometer (2) of the a servo unit with a tension representing the "resistance", the Terminal 51 of the potentiometer (3) of the pitch (#) servo unit with a tension representing a »gravity component, and the clamp 52 fed from the potentiometer (5) of the a-servo unit with a second gravity component voltage will. The resultant of the various input voltages described above is actuated

den Servomotor 30 im Sinne einer Änderung, der nachgebildeten Fluggeschwindigkeit, MObei der Motor stromlos wird, um eine konstante Fluggeschwindigkeit darzustellen, wenn die Resultierende der verschiedenen Eingangsspannungen während des Fluges Null ist, wodurch Gleichgewicht zwischen Schub und Widerstand usw. dargestellt wird.the servo motor 30 in terms of a change, the simulated airspeed, MO for the engine is de-energized to represent a constant airspeed when the resultant of the various Input voltages during flight is zero, creating balance between thrust and Resistance etc. is represented.

. : Die acht Potentiometer des Fluggeschwindigkeits-. : The eight potentiometers of the airspeed

servosystems werden benutzt, um Funktionsspannungen gemäß der Fluggeschwindigkeit zur Erregung der Anzeigeinstrumente, des Fr-Leitungsverstärkers und anderer Hilfseinrichtungen abzuleiten, wobei bemerkt wird, daß die Potentiometer (2), (7) und (8) ihrerseits von anderen Teilen der Anlage gespeist werden. Speziell wird das Potentiometer (1) durch eine Spannung + E gespeist, und der Gleitkontakt 40' wird gemäß der Änderung der Fluggeschwindigkeit zur Ableitung einer Spannung betätigt, welche die wahre Fluggeschwindigkeit Vt darstellt, die an einen Leitungsverstärker 55 geführt ist, um mittels eines Übertragers 55', der eine Mehrfachsekundärwicklung hat, gegenphasige Spannungen an den Klemmen 56 und 57 zu erzeugen, welche — Vt und -f- Vt darstellen. Diese Spannungen speisen das cosinusförmige Potentiometer (1) der $-Servoeinheit ebenso wie andere im folgenden beschriebene Potentiometer. Das Fy-Potentiometer (2) wird an der Klemme 58 über einen Leitungsverstärker 157 (Fig. 3) von (2) der Höhen-(A)-Servoeinheit mit einer Spannung gespeist, welche das Produkt der Luftdichte und Fluggeschwindigkeit darstellt, und die von diesem Potentiometer abgeleitete Spannung, die das Quadrat der Fluggeschwindigkeit (F²) verkörpert, speist über den Leitungsverstärker 49 und die Klemme 59 das α-Potentiometer (2). Die Potentiometer (3) und (4) werden in dem oben^ erwähnten Drossel- und U/min-Potentiometer durch die die Nutzleistung repräsentierende Spannung gespeist., wobei die von (3) abgeleitete Spannung ein Schubeingang an die Fy-Hilfsanordnung und die abgeleitete Spannung von (4) an der Klemme 60 das Ä-Potentiometer (3) (Fig. 3) speist. Die Fr-Potentiometer (5) oder (6) werden durch Spannungen -+- E bzw. — E gespeist, um Spannungen abzuleiten, die den reziproken Wert der wahren Fluggeschwindigkeit darstellen,^x um die Klemmen des #-Potentiometers (2) zu speisen. Das Potentiometer (7) wird an der Klemme 61 von dem A-Potentiometer (4) gespeist, um eine Spannung abzuleiten, welche die angezeigte Fluggeschwindigkeit repräsentiert, und der Indikator 62 kann durch diese Spannung erregt werden, Um die angezeigte Fluggeschwindigkeit darzustellen. Das F^-Potentiometer (8) wird an der Klemme 63 durch eine Spannung von dem Seitenabrutschwinkel-(/3)-Potentiometer (5) (Fig. 2) gespeist, um eine Spannung abzuleiten, welche das Slippen oder seitliche Abrutschen darstellt, und diese Spannung kann zur Speisung eines Instrumentes 64 verwendet werden, um die Kugelanzeige eines Kugelquerneigungsmessers 14 nachzubilden.Servosystems are used to derive functional voltages according to the airspeed to excite the gauges, the FR line amplifier and other auxiliary devices, it being noted that the potentiometers (2), (7) and (8) in turn are fed from other parts of the system. Specifically, the potentiometer (1) is fed by a voltage + E , and the sliding contact 40 'is operated in accordance with the change in airspeed to derive a voltage which represents the true airspeed Vt , which is fed to a line amplifier 55, to be converted by means of a transmitter 55 ', which has a multiple secondary winding , to produce antiphase voltages at terminals 56 and 57 which represent -Vt and -f- Vt. These voltages feed the cosine-shaped potentiometer (1) of the $ servo unit as well as other potentiometers described below. The Fy potentiometer (2) is fed to terminal 58 via a line amplifier 157 (FIG. 3) from (2) the altitude (A) servo unit with a voltage which represents the product of air density and airspeed, and that of The voltage derived from this potentiometer, which ^{embodies the square of the airspeed (F 2} ), feeds the α-potentiometer (2) via the line amplifier 49 and the terminal 59. The potentiometers (3) and (4) are fed in the above ^ mentioned throttle and rpm potentiometer by the voltage representing the useful power Voltage from (4) at terminal 60 feeds the potentiometer (3) (Fig. 3). The Fr potentiometers (5) or (6) are fed by voltages - + - E or - E to derive voltages that represent the reciprocal value of the true airspeed, ^{x to} feed the terminals of the # potentiometer (2) . The potentiometer (7) is fed at terminal 61 from the A-potentiometer (4) in order to derive a voltage which represents the indicated airspeed, and the indicator 62 can be energized by this voltage in order to represent the indicated airspeed. The F ^ potentiometer (8) is fed at terminal 63 by a voltage from the side slip angle (/ 3) potentiometer (5) (Fig. 2) to derive a voltage representing slipping, and this voltage can be used to power an instrument 64 to emulate the ball readout of a ball tilt meter 14.

Die Steigungs- oder Längsneigungs-(#)-Servoeinheit (Fig. r) weist einen Servo- oder Hilfsverstärker 71 und fünf Potentiometer auf, die alle mit Ausnahme des Potentiometers (4) cosinusförmig ausgebildet sind. Die Eingänge an die Steigungs- oder Längsneigungsservoeinheit während des nachgebildeten Fluges weisen eine Rückkopplung E_n von dem Generator, eine Spannung an der Klemme 72, welche die Steigungsgeschwindigkeit in der senkrechten Ebene von dem Roll- (φ) -Potentiometer darstellt (Fig. 2), und eine Spannung an der Klemme 74 auf, welche die Giergeschwindigkeit in der senkrechten Ebene von dem Rollpotentiometer (5) darstellt. Das Steigungspoten-The pitch or pitch (#) servo unit (Fig. R) has a servo or auxiliary amplifier 71 and five potentiometers, all of which, with the exception of the potentiometer (4), are cosine-shaped. The inputs to the pitch or pitch servo unit during the simulated flight have a feedback E _n from the generator, a voltage at terminal 72 which represents the pitch rate in the vertical plane from the roll (φ) potentiometer (Fig. 2) , and a voltage at terminal 74 which represents the yaw rate in the vertical plane from the roll potentiometer (5). The slope potential

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tiometer (ι) wird an seinen Klemmen gemäß Fy gespeist, um ein Paar Spannungen abzuleiten, welche die Zerlegung von Vt für die Steigung darstellen. Eine der abgeleiteten Spannungen an der Klemme 76 ist eine Eingangsspannung sowohl für den Ä-Servoverstärker als auch für den Verstärker der Steig-Sturzflug-Geschwindigkeit (-τ— J, und die anderetiometer (ι) is fed at its terminals according to Fy to derive a pair of voltages which represent the decomposition of Vt for the slope. One of the derived voltages at terminal 76 is an input voltage to both the λ servo amplifier and the climb-dive speed amplifier ( -τ-J, and the other

Spannung speist einen Leitungsverstärker 77, um positive und negative Spannungen an Klemmen 131 und 132 zu erzeugen, welche die cosinusförmigen Werte von Vt darstellen. Das Steigungspotentiometer (2) wird durch positive und negative Spannungen erregt, welche den reziproken Wert der Fluggeschwindigkeit — darstellen, wobei diese Spannungen von denVoltage feeds line amplifier 77 to produce positive and negative voltages at terminals 131 and 132 which represent the cosine values of Vt . The slope potentiometer (2) is excited by positive and negative voltages, which represent the reciprocal value of the airspeed - these voltages differ from the

Vt ,Vt,

Potentiometern (5) und (6) der F^-Servoanlage kommen. Vier Spannungen werden von dem Steigungspotentiometer (2) abgeleitet, von denen zwei an den Klemmen 78 und 79 das Potentiometer (2) der Rollservoeinheit und die.beiden anderen das α-Potentiometer (4) speisen, wie dargestellt. (3) wird benutzt, um eine größere Anzahl Spannungen gemäß den Cosinuswerten von # abzuleiten, wobei die eine Spannung an der Klemme 51 einen Eingang an das Fy-Servosystem bildet und die andern beiden Spannungen an den Klemmen 80 und 81 angelegt werden, welche das ^-Potentiometer (3) für die Rollzerlegung speisen. Das Potentiometer (4), das aus einzelnen getrennten Abschnitten zur Ableitung der bekannten Funktionen besteht, wird an den Klemmen 82 und 83 von einem entsprechenden gerade beschriebenen, in Fig. 2 dargestellten Leitungsverstärker 142 versorgt. Die von (4) abgeleiteten Spannungen speisen ihrerseits (5), von wo die abgeleitete Spannung an der Klemme 84, welche die »Rollkupplung« darstellt, dem Eingang des Rollservoverstärkers 120 zugeführt wird. Eine der von (4) abgeleiteten Spannungen wird auch als Eingang an den Azimutwinkel- (ψ) Servoverstärker 144 benutzt, um den Indikator eines nachgebildeten Kompasses 145 einzustellen·.Potentiometers (5) and (6) of the F ^ servo system come. Four voltages are derived from the pitch potentiometer (2), two of which at terminals 78 and 79 feed the potentiometer (2) of the roll servo unit and the other two feed the α-potentiometer (4), as shown. (3) is used to derive a larger number of voltages according to the cosine values of #, with one voltage at terminal 51 forming an input to the Fy servo system and the other two voltages being applied to terminals 80 and 81, which are the Feed the ^ potentiometer (3) for the roll dismantling. The potentiometer (4), which consists of individual separate sections for deriving the known functions, is supplied at terminals 82 and 83 by a corresponding line amplifier 142, which has just been described and shown in FIG. The voltages derived from (4) in turn feed (5), from where the derived voltage at terminal 84, which represents the "rolling clutch", is fed to the input of the rolling servo amplifier 120. One of the voltages derived from (4) is also used as an input to the azimuth (ψ) servo amplifier 144 to set the indicator of a simulated compass 145.

DieSteigungsservoeinheit stellt auch das Neigungselement des nachgebildeten, allgemein mit 89 bezeichneten Fluglagenkreisels für die Fluganzeige ein. Das Rollelement des Kreisels wird durch die nachstehend beschriebene Rollservoanlage eingestellt. The incline servo also provides the incline element of the simulated one, generally at 89 designated attitude gyro for the flight display. The gyro's rolling element is controlled by the Roll servo system described below is set.

Der Anstellwinkel-(a)-Servoverstärker 90 wird durch eine größere Anzahl Eingänge gespeist, und zwar mit der Rückkopplung E_n von dem Generator und einer Spannung an der Klemme 91 von dem Verstärker 104 für die Steigungsgeschwindigkeit der Steigungseinheit (Fig. 2). Ein anderer Eingang an der Klemme 93 ist von (2) der 95-Servoeinheit vorhanden, die eine »Schwerkraft«-Komponente GR(i) darstellt, wobei eine andere Schwerkraftkomponente GR{z) von dem Potentiometer (4) derselben Hilfsanlage kommt. Schließlich wird eine Eingangsspanhung an der Klemme 303, welche den »Auftrieb« verkörpert, von dem Mach-Zahl-Potentiometer (2) erhalten, das seinerseits von (1) der a-Servoeinheit erregt wird, die wiederum von dem Leitungsverstärker 157 gespeist wird, der mit (2) der Höhenservoanlage (Fig. 3) Verbunden ist. Die Bedeutung dieser Spannung wird Später erörtert.The angle of attack (α) servo amplifier 90 is fed by a larger number of inputs, with the feedback E _n from the generator and a voltage at terminal 91 from the amplifier 104 for the rate of incline of the incline unit (FIG. 2). Another input at terminal 93 is from (2) the 95 servo unit, which is a "gravity" component GR (i) , with another gravity component GR {z) coming from the potentiometer (4) of the same auxiliary system. Finally, an input voltage at terminal 303, which embodies the "lift", is obtained from the Mach number potentiometer (2), which in turn is excited by (1) the a servo unit, which in turn is fed by the line amplifier 157, which is connected to (2) the altitude servo system (Fig. 3). The importance of this tension will be discussed later.

Die übrigen Potentiometer des ä-Ssrvosystems,. nämlich (2), (3),- (5) und (7), werden benutzt, um Spannungen für andere Teile der Flugberechnungsanlage abzuleiten. (2) wird an der Klemme 59 von dem Fr-Potentiometer (2) gespeist, um eine »Widerstands «-Spannung zu erzeugen, die durch das Mach-Zahl-Potentiometer (3) modifiziert wurde, wie vorher für den Fy-Servoeingang erwähnt wurde. (3) wird _: an der Klemme 56 von dem Leitungsverstärker 55 gemäß der Fluggeschwindigkeit gespeist, um eine Spannung zu erzeugen, die das Kipp verhältnis infolge des Anstellwinkels darstellt und ihrerseits an der Klemme 306 das Mach-Zahl-Potentiometer (4) (Fig. 2) speist, und die abgeleitete Mach-Zahl-Spannung wird ihrerseits dem Steigungsverstärker 104 zugeführt. (5) wird an der.Klemme 96 von dem Rollpotentiometer (3) (Fig. 2) gespeist, um die vorgenannte Schwerkraftkomponentenspannung für den Eingang der Fy-Seryoeinheit zu erzeugen, und (7) wird an der Klemme 98 von dem Rollpotentiometer (1) gespeist, um an der Klemme 100 eine Spannung zu erzeugen, die eine Komponente der vertikalen Fluggeschwindigkeit darstellt. Diese Komponentenspannung bildet einen Eingang für den A-ServoverstärkerThe remaining potentiometers of the ä-Ssrvosystem ,. namely (2), (3), - (5) and (7), are used to derive voltages for other parts of the flight computing system. (2) is fed from the Fr potentiometer (2) at terminal 59 to create a "resistive" voltage modified by the Mach number potentiometer (3) as previously mentioned for the Fy servo input would. (3) is _: fed to terminal 56 from the line amplifier 55 according to the airspeed to generate a voltage that represents the tilt ratio as a result of the angle of attack and in turn at terminal 306 the Mach number potentiometer (4) (Fig. 2) feeds, and the derived Mach number voltage is in turn fed to the slope amplifier 104. (5) is fed to terminal 96 from the roll potentiometer (3) (Fig. 2) in order to generate the aforementioned gravity component voltage for the input of the Fy-Seryo unit, and (7) is fed to terminal 98 from the roll potentiometer (1 ) to generate a voltage at terminal 100 that is a component of the vertical airspeed. This component voltage forms an input for the A servo amplifier

150 sowie für den ——-Verstärker 160 (Fig. 3).150 as well as for the amplifier 160 (FIG. 3).

dtGerman

Mit Bezug auf Fig. 2 besteht die Mach-Zahl-Servoeinheit, die geeignet ist, die abgeleiteten Spannungen ' von der Höhen-, der Anstellwinkel-, der Seitenabrutsch- und Steuerkraftberechnungseinheit abzuändern, um ihrerseits andere Servoeinrichtungen zu steuern, aus einem Servo- oder Hilfsverstärker 300, der über seinen Servo- oder Hilfsmotor dreizehn Regelpotentiometer und einen »Mach-Zahl-Messer« steuert, wie dargestellt. Die Berechnung der Mach-Zahl wird gemäß dem Verhältnis zwischen Vt und der Umgebungslufttemperatur vorgenommen:Referring to Fig. 2, the Mach number servo unit which is capable of modifying the inferred voltages from the altitude, angle of attack, side slip and steering force calculation unit in order to control other servos in turn consists of a servo or Auxiliary amplifier 300, which controls thirteen control potentiometers and a "Mach number meter" via its servo or auxiliary motor, as shown. The calculation of the Mach number is made according to the relationship between Vt and the ambient air temperature:

M =M =

V_T V _T

JWJW

wie vorher beschrieben, und da die Lufttemperatur (t). durch die Höhe h ausgedrückt werden kann, können die Eingänge für den Mach-Verstärker darstellen Vt = M · f(h). Wenn die beiden Teile der Gleichung (wie durch zwei gegenphasige Spannungen dargestellt ist) gleich sind, ist der Verstärkerausgang Null und die Servoanlage wird bei einer Stellung stromlos, welche die berechnete Mach-Zahl repräsentiert.as previously described, and there the air temperature (t). can be expressed by the height h , the inputs to the Mach amplifier can represent Vt = M * f (h). If the two parts of the equation (as shown by two voltages in opposite phase) are equal, the amplifier output is zero and the servo system is de-energized at a position that represents the calculated Mach number.

Zu diesem Zweck bestehen die Eingänge für die Mach-Servoeinheit aus einer Rückkopplungsspannung E_n, einer Fluggeschwindigkeitsspannung Vt an der Klemme 57 und einer Meldespannung — M von dem M-Potentiometer (1), das M ■ f (h) repräsentiert. Dieses Potentiometer wird an der Klemme 301 von dem A-Potentiometer (5) gespeist, und die abgeleitete Spannung ist gegenphasig zu der Fr-Spannung zur Symmetrierung der Servoeinrichtung. Auf diese Weise wird die Berechnung der Mach-Zahl in der Hauptsache gemäß der Arbeitsweise der Flüggeschwindigkeits- und Höhenservoeinheiten in Kom-For this purpose, the inputs for the Mach servo unit consist of a feedback voltage E _n , an airspeed voltage Vt at terminal 57 and a signal voltage - M from the M potentiometer (1), which represents M ■ f (h) . This potentiometer is fed by the A potentiometer (5) at terminal 301, and the derived voltage is out of phase with the Fr voltage for balancing the servo device. In this way, the calculation of the Mach number is mainly based on the operation of the airspeed and altitude servo units in com-

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bination mit dem Mach-Zahl-Potentiometer (i) durchgeführt. combination with the Mach number potentiometer (i).

Das Mach-Zahl-Potentiometer (2) wird an der Klemme 302 von dem α-Potentiometer (1) gespeist (das seinerseits gemäß h und Vt gespeist wird), um an der Klemme 303 eine abgeänderte »Auftrieb «- Spannung ,für die a-Servoeinheit abzuleiten. Dieses Potentiometer betrifft den »Auftriebkoeffizienten« (C_L) und ändert den »Auftrieb« von dem a-Potentiometer (1) durch Änderung der Neigung der Kurve C_LVS ■ a, wobei es diesen bis zu einem kritischenM erhöht und dann bei höheren Mach-Zahlen vermindert. Man erkennt, daß für den hier zugrunde gelegten Stand der Flugzeugentwicklung ungefähr bei einer Mach-Zahl von 0,8 die abgeleitete Spannung von dem M-Potentiometer (2) ihren Größtwert hat, um die Arbeitsweise der a-Servoeinrichtung zu beeinflussen und dadurch die Wirkung der kritischen Mach-Zahl auf den Anstellwinkel wie in der Praxis nachzuahmen.The Mach number potentiometer (2) is fed by the α potentiometer (1) at terminal 302 (which in turn is fed according to h and Vt ) in order to generate a modified "lift" voltage at terminal 303, for which a -Servo unit to derive. This potentiometer affects the "lift coefficient" (C _L ) and changes the "lift" of the a-potentiometer (1) by changing the slope of the curve C _L VS ■ a, increasing it up to a critical M and then at higher levels Mach numbers decreased. It can be seen that for the state of aircraft development on which this is based, the voltage derived from the M potentiometer (2) has its maximum value at approximately a Mach number of 0.8 in order to influence the operation of the a-servo device and thereby its effect mimicking the critical Mach number on the angle of attack as in practice.

Das ,Mach-Zahl-Potentiometer (3) wird an der Klemme 304 von dem α-Potentiometer (2) gespeist (das seinerseits gemäß Vt erregt wird), um an der Klemme 50 die vorher erwähnte »Widerstands «- Spannung zur Steuerung der Fr-Servoeinheit zu erzeugen. Dieses Potentiometer betrifft den »Widerstandskoeffizienten« [Cd) und ändert den »Widerstand« in ähnlicher Weise wie den »Auftrieb« durch Änderung der Neigung der Kurve CdVS · α, wobei es diesen bis zu einer kritischen M-Zahl vergrößert und dann für höhere Mach-Zahlen vermindert.The Mach number potentiometer (3) is fed by the α-potentiometer (2) at terminal 304 (which in turn is energized according to Vt ) to apply the aforementioned "resistance " voltage to terminal 50 to control the Fr -Servo unit to generate. This potentiometer affects the "drag coefficient" [Cd) and changes the "drag" in a similar way to the "lift" by changing the slope of the curve CdVS · α , increasing it up to a critical M-number and then for higher Mach - Numbers decreased.

Das M-Potentiometer (4) wird an der Klemme 306 von dem α-Potentiometer (3) gespeist (das seinerseits von Vt versorgt wird), um eine Steigungsgeschwindigkeitsspannung für den ω_υ-Verstärker 104 abzuleiten. Dieses Potentiometer betrifft den »Kippmomentkoeffizienten « (Cm) und ändert die Neigung der Kurve Cm VS ■ a, wobei es ihn in der Nähe einer kritischen Mach-Zahl vermindert.The M potentiometer (4) is fed by the α potentiometer (3) at terminal 306 (which in turn is supplied by Vt ) in order to derive a rate of increase voltage for the ω _{υ amplifier 104.} This potentiometer affects the "breakdown torque coefficient " (Cm) and changes the slope of the curve Cm VS ■ a, decreasing it in the vicinity of a critical Mach number.

Das M-Potentiometer (5) wird an der Klemme 305 von dem /3-Potentiometer (1) erregt (das seinerseits von h und Vt gespeist wird), um an der Klemme 307 eine »Seitenkraft«-Spannung für die /3-Servoeinheit abzuleiten. Dieses Potentiometer betrifft einen »Seitenkraftkoeffizienten« (Cy) und ändert die Neigung der Kurve Cy VS ■ β, wobei es diesen bis zu einer kritischen Mach-Zahl erhöht und dann für höhere Mach-Zahlen vermindert.The M potentiometer (5) is energized at terminal 305 by the / 3 potentiometer (1) (which in turn is fed by h and Vt ) to generate a "side force" voltage for the / 3 servo unit at terminal 307 derive. This potentiometer affects a "side force coefficient" (Cy) and changes the slope of the curve Cy VS ■ β , increasing it up to a critical Mach number and then decreasing it for higher Mach numbers.

Das M-Potentiometer (6) wird an der Klemme 308 von dem !^-Potentiometer (1) gespeist (das seinerseits von Vt erregt wird), um eine »Rad«- oder Querruderspannung für die Rollservoanlage abzuleiten. Dieses Potentiometer betrifft den »Rollmomentkoeffizienten« (C₁) und ändert die Neigung der Kurve C₁ VS ■ δ,,, (Querruderausschlag), wobei es diesen oberhalb einer kritischen Mach-Zahl vermindert.The M potentiometer (6) is fed by the! ^ Potentiometer (1) at terminal 308 (which in turn is excited by Vt ) in order to derive a "wheel" or aileron voltage for the aileron servo system. This potentiometer affects the "rolling moment coefficient" (C ₁ ) and changes the slope of the curve C ₁ VS ■ δ ,,, (aileron deflection), reducing it above a critical Mach number.

Das M-Potentiometer (7) wird an der Klemme 310 von dem /3-Potentiometer (3) gespeist (das seinerseits von Vt versorgt wird), um eine »Rollgeschwindigkeits«-Spannung für die Rollservoanlage abzuleiten^ Dieses Potentiometer betrifft auch den Rollmomentkoeffizienten und ändert die Neigung der Kurve C₁ VS ■ ß, wobei es diesen oberhalb einer kritischen Mach-Zahl vergrößert.The M potentiometer (7) is fed by the / 3 potentiometer (3) at terminal 310 (which in turn is supplied by Vt ) in order to derive a "roll speed" voltage for the roll servo system ^ This potentiometer also affects the roll torque coefficient and changes the slope of the curve C ₁ VS ■ ß, whereby it increases this above a critical Mach number.

Das M-Potentiometer (8) wird an der Klemme 311 vpn dem ivPotentiometer (1) gespeist (das seinerseits von Vt versorgt wird), um eine »Knüppel«- oder Höhenruderspannung für den Steigungs- oder Längsneigungsverstärker 104 abzuleiten. Dieses Potentiometerbetrifft auch den »Kippmomentkoeffizienten« (Cm) und ändert die Neigung der Kurve CmVS ■ d_s (Höhenruderausschlag), wobei es diesen in der Nähe einer kritischen Mach-Zahl vermindert.The M potentiometer (8) is fed to terminal 311 from the iv potentiometer (1) (which in turn is supplied by Vt ) in order to derive a "stick" or elevator voltage for the pitch or pitch amplifier 104. This potentiometer also affects the "overturning moment coefficient " (Cm) and changes the slope of the curve _{CmVS ■ d s} (elevator deflection), reducing it in the vicinity of a critical Mach number.

Das M-Potentiometer (9) wird an der Klemme 313 von dem .F^-Potentiometer (1) gespeist (das seinerseits von Vt erregt wird), um eine »Pedal«- oder Seitenruderspannung für den Giergeschwindigkeitsverstärker 175 abzuleiten. Dieses Potentiometer: betrifft den »Giermomentkoeffizienten« (CV) und ändert die Neigung der Kurve C^ VS ■ O₁, (Seitenruderausschlag) , wobei es diesen beim Anwachsen der Mach-Zahl vermindert.The M potentiometer (9) is fed by the .F ^ potentiometer (1) at terminal 313 (which in turn is excited by Vt ) in order to derive a "pedal" or rudder voltage for the yaw rate amplifier 175. This potentiometer: relates to the "yaw moment coefficient" (CV) and changes the inclination of the curve C ^ VS ■ O ₁ , (rudder deflection), reducing this as the Mach number increases.

Das M-Potentiometer (10) wird an der Klemme 315 von dem /5-Potentiometer (2) gespeist (das seinerseits von Vt erregt wird), um an der Klemme 179 eine Giergeschwindigkeitsspannung abzuleiten. Dieses Potentiometer betrifft auch den Giermomentkoeffizienten und ändert die Neigung der Kurve Cj? VS ■ ß, wobei es diesen oberhalb einer kritischen Mach-Zahl vermindert.The M potentiometer (10) is fed by the / 5 potentiometer (2) at terminal 315 (which in turn is energized by Vt ) in order to derive a yaw rate voltage at terminal 179. This potentiometer also affects the yaw moment coefficient and changes the slope of the curve Cj? VS ■ ß, whereby it reduces this above a critical Mach number.

Das M-Potentiometer (11) wird an der Klemme 317 von dem F_s-Potentiometer (2) gespeist (das seinerseits von Vt versorgt wird), um an der Klemme 318 eine Kraftberechnungsspannung für · die F_s- oder Knüppelkraftservoeinheit (Fig. 5) abzuleiten. Dieses Potentiometer betrifft den »Knüppelkraftkoeffizienten« (F_s/Q) und ändert die Neigung der Kurve Fs/a VS ■ δs, wobei es diesen oberhalb einer kritischen Mach-Zahl vergrößert. ;,:The M potentiometer (11) is _{fed by the F s} potentiometer (2) at terminal 317 (which in turn is supplied by Vt ) in order to generate a force calculation voltage for the F _s or stick force servo unit (Fig. 5 ) to derive. This potentiometer affects the " stick force coefficient" (F _{s / Q} ) and changes the slope of the curve Fs / a VS ■ δs, increasing it above a critical Mach number. ;,:

Das M-Potentiometer (12) wird an der Klemme 319 von dem FV-Potentiometer (2) gespeist (das seinerseits von Vt versorgt wird), um an der Klemme 320 eine Kraftberechnungsspannung für die Fw- oder Radkraftservoeinheit (Fig. 6) abzuleiten. Das Potentiometer betrifft den »Radkraftkoeffizienten« (F_W/a) und ändert die Neigung der Kurve Fw_/aVS^dw, wobei es diesen mit wachsender Mach-Zahl vergrößert.The M potentiometer (12) is fed by the FV potentiometer (2) at terminal 319 (which in turn is supplied by Vt ) in order to derive a force calculation voltage for the Fw or wheel force servo unit (Fig. 6) at terminal 320. The potentiometer affects the "wheel force coefficient" (F _{W / a} ) and changes the slope of the curve Fw _{/ a} VS ^ dw, increasing it as the Mach number increases.

Das M-Potentiometer (13) wird an der Klemme 321 von dem F^-Potentiometer (2) gespeist (das seinerseits von Vt versorgt wird), um an der Klemme 322 eine Kraftberechnungsspannung für die F₉- oder Pedalkraftservoanordnung (Fig. 4) abzuleiten. Dieses Potentiometer betrifft den »Pedalkraftkoeffizienten« (F _mq) und ändert die Neigung der Kurve F_VIQ VS- δ_υ, wobei. es diesen in der Nähe einer kritischen Mach-Zahl vermindert.The M potentiometer (13) is fed by the F ^ potentiometer (2) at terminal 321 (which in turn is supplied by Vt ) to provide a force calculation voltage for the F ₉ or pedal force servo arrangement (Fig. 4) at terminal 322. derive. This potentiometer affects the "pedal force coefficient" (F _mq ) and changes the slope of the curve F _VIQ VS- δ _υ , where. it reduces it near a critical Mach number.

Mit Bezug auf die Steigungs- oder Längsneigungsgeschwindigkeitsanlage speist der Ausgang des (»,,-Leitungsverstärkers 104 einen Übertrager 107, ■■■:■ der eine Mehrfachsekundärwicklung hat, um an den Klemmen 91 und 95 Spannungen entgegengesetzter Phase zu erzeugen, welche die Steigungsgeschwindigkeit darstellen. ;With reference to the pitch or pitch rate facility the output of the (»,, - line amplifier 104 feeds a transformer 107, ■■■: ■ which has a multiple secondary winding to provide opposite voltages at terminals 91 and 95 Phase to generate, which represent the rate of slope. ;

Die Roll-((p)-Servoeinheit betätigt das Rollelement des Fluglagenkreisels 89 (Fig. .1) und wird benutzt, um verschiedene Steuerspannungen gemäß der Rollfluglage zu zerlegen. Die Eingangsspannungen für denThe roll ((p) servo unit operates the roll element of the attitude gyro 89 (Fig. 1) and is used to to break down different control voltages according to the taxiing attitude. The input voltages for the

609 508/39609 508/39

C 7673 XI162cC 7673 XI162c

9?-Servoverstarker I2O bestehen aus einer Rück-9? -Servo amplifiers I2O consist of a rear

.,.- kopplungsspannung E_1h von dem Generator, einer Spannung von dem vorher erwähnten M-Potentio-' meter (6), welche die Rollgeschwindigkeit infolge der Querrudersteuerungsbetätigung darstellt, einer Spannung von dem M-Potentiometer (7), die ihrerseits von dem /S-Potentiometer (3) abgeleitet wird und die Rollgeschwindigkeit infolge des seitlichen Abrut-"schens darstellt, und einer Spannung von dem ^-Potentiometer (5), welche die obenerwähnte Rollkupplung an der Klemme 84 darstellt.., .- coupling voltage E _1h from the generator, a voltage from the aforementioned M-potentiometer (6), which represents the roll speed due to the aileron control actuation, a voltage from the M-potentiometer (7) which in turn from the / S potentiometer (3) is derived and represents the rolling speed due to the side slip, and a voltage from the ^ potentiometer (5), which represents the aforementioned rolling clutch at terminal 84.

Die 95-Potentiometer, die cosinusförmig, sind, werden zur Ableitung der Spannungen wie folgt gespeist: Das Potentiometer (1) wird von dem Leitungsverstärker 77 gespeist, der seinerseits von dem ^-Potentiometer (1) (Fig. 1) versorgt wird, um vier Spannungen abzuleiten, von denen zwei an den Klemmen 98 und 99 das α-Potentiometer (7) und die anderen zwei an den Klemmen 134 und 133 das ^-Potentiometer (4) speisen; (2) wird an den Klemmen 78 und 79 von dem ^-Potentiometer (2) gespeist, und zwei Spannungen werden davon abgeleitet, wobei die erste ein Schwerkraftkomponenteneingang für den ß-Servoverstärker 147 und die zweite an der Klemme 93 ein Eingang für den a-Hilfsverstärker (Fig. 1) ist. (3) wird an den Klemmen 80 und 81, wie vorher festgestellt, von dem ^-Potentiometer (3) gespeist, und die abgeleiteten Spannungen an den Klemmen 96 und 97 erregen das «-Potentiometer (5). Das Potentiometer (4) wird an den Klemmen 91 und 95 gemäß der Steigungsoder Längsneigungsgeschwindigkeit gespeist, wie angezeigt, um zwei Spannungen abzuleiten, von denenThe 95 potentiometers, which are cosine-shaped, are fed as follows to derive the voltages: The potentiometer (1) is used by the line amplifier 77 fed, which in turn from the ^ -potentiometer (1) (Fig. 1) is supplied to four voltages derive, of which two at terminals 98 and 99 the α-potentiometer (7) and the other two Connect the ^ potentiometer (4) to terminals 134 and 133 Food; (2) is fed by the ^ potentiometer (2) at terminals 78 and 79, and two voltages are derived from it, the first being a gravity component input an input for the ß servo amplifier 147 and the second at terminal 93 for the a-auxiliary amplifier (Fig. 1). (3) is sent to the Terminals 80 and 81, as previously stated, fed from the ^ -potentiometer (3), and the derived Voltages at terminals 96 and 97 excite the «potentiometer (5). The potentiometer (4) will fed at terminals 91 and 95 according to the pitch or pitch speed as indicated, to derive two voltages from which

die eine ein Eingang für den -^--cos-#-Leitungsver-one an input for the - ^ - cos - # - line connection

stärker 142 und die andere ein Eingang für den #-Servoverstärker an der Klemme 72 ist; (5) wird an den Klemmen 146 und 182 gemäß der Giergeschwindigkeit von dem ω _Z-Leitungsverstärker 175 (Fig. 3) gespeist, um an der Klemme 74 eine Eingangsspannung für den $-Verstärker und eine Eingangsspannung, wie angezeigt,, für den vorgenanntenstronger 142 and the other is an input for the # servo amplifier at terminal 72; (5) is fed at terminals 146 and 182 according to the yaw rate from the ω _Z -line amplifier 175 (FIG. 3) to provide an input voltage at terminal 74 for the $ amplifier and an input voltage, as indicated, for the aforementioned

—^--cos-#-Verstärker 142 abzuleiten.- ^ - cos - # - amplifier 142 derive.

Man wird bemerken, daß die Änderung in den nachgebildeten Winkelgeschwindigkeiten und Kräften, wie beispielsweise Schwerkraft, Auftrieb, Zentrifugalkraft, Schub, Widerstand, Kippgeschwindigkeit u. dgl., durch die Änderung der Kontaktarmlage auf den entsprechenden Potentiometern zusammen mit der Änderung der Potentiometerspeisespannung erzielt wird, wogegen die relative Größe oder Wirkung jeder der vorgenannten Geschwindigkeiten, Kräfte und Momente_; durch den Wert des Eingangswiderstandes an die verschiedenen Verstärker bestimmt wird. Als ein besonderes Beispiel wird die relative Größe des »Auftriebs« durch die Werte der Luftdichte (P), den Anstellwinkel (α) und einen der Flügelfläche proportionalen konstanten Faktor beeinflußt. Diese Begriffe bestimmen deshalb den Widerstandswert der an dem Verstärker 90 bezeichneten Auftriebeingangsspannung (Fig. 1). Eine Senkung des Wertes des Widerstandes vergrößert die relative Größe der obigen Konstanten.It will be noted that the change in the simulated angular speeds and forces, such as gravity, buoyancy, centrifugal force, thrust, drag, tilting speed and the like, is achieved by changing the contact arm position on the corresponding potentiometers together with the change in the potentiometer supply voltage, whereas the relative magnitude or effect of each of the aforementioned speeds, forces, and moments _; is determined by the value of the input resistance to the various amplifiers. As a special example, the relative size of the "lift" is influenced by the values of the air density (P), the angle of attack (α) and a constant factor proportional to the wing area. These terms therefore determine the resistance of the lift input voltage identified on amplifier 90 (FIG. 1). Decreasing the value of the resistor increases the relative size of the above constants.

Die Verwendung der Rückkopplungsgeneratoren für die Geschwindigkeitsregelung ist besonders wichtig, wobei die Längsneigungs- oder Steigungsservointegrationsanlage als ein Beispiel dient. Falls man sich allein auf den Servomotor verläßt, um den Steigungsintegrationsvorgang durchzuführen, würde die Eigenträgheit des Antriebsmechanismus einen solchen Fehler . einführen, daß die Anlage praktisch nicht verwendbar sein würde. Mit dem in die Anlage eingeschalteten Rückkopplungsgenerator bildet die erzeugte Rückkopplungsspannung E_n jedoch einen Eingang für den Steigungsverstärker und hat eine solche Phasenbeziehung zu dem summierten oder resultierenden Eingangszeichen, daß sie diesem entgegenwirkt, d. h. nach Art einer Degenerativ- oder Gegenkopplung arbeitet. Bei großer Verstärkung des Steuerverstärkers wird deshalb nach allgemein bekannten Grundsätzen bewirkt, daß die Drehzahl des Motors einen linearen Gang zu der Größe des Eingangszeichens, d. h. dem Betrag der Steigungsspannung ohne Verzögerung oder Beschleunigung hat, wodurch die hohen und niedrigen Steigungswerte mit gleicher Genauigkeit integriert werden. Es ist offensichtlich, daß, wenn das Haupteingangszeichen umgekehrt wird, um den Motor und den Generator in entgegengesetzter Richtung zu betätigen, die Phase der erzeugten Gegenkopplungsspannung ebenfalls .umgekehrt wird, um den Eingangszeichen wie vorher entgegenzuwirken. The use of the feedback generators for cruise control is particularly important, with the pitch or pitch servo integration system serving as an example. If one relied on the servo motor alone to perform the pitch integration process, the inherent inertia of the drive mechanism would be such an error. introduce that the plant would be practically unusable. With the feedback generator connected to the system, the generated feedback voltage E _n forms an input for the slope amplifier and has such a phase relationship to the summed or resulting input signal that it counteracts this, ie works like a degenerative or negative feedback. With a large gain of the control amplifier it is therefore effected according to generally known principles that the speed of the motor has a linear gear to the size of the input character, ie the magnitude of the slope voltage without delay or acceleration, whereby the high and low slope values are integrated with the same accuracy. It will be apparent that when the main input is reversed to operate the motor and generator in opposite directions, the phase of the negative feedback voltage generated will also be reversed to counteract the input as before.

Mit Bezug auf Fig. 2 wird die Geschwindigkeit derReferring to Fig. 2, the speed of the

Azimutänderung —~ oder ψ durch Zergliedern derAzimuth change - ~ or ψ by dissecting the

Steigungsgeschwindigkeit (ω_ν) und der Giergeschwindigkeit (ω_ζ) für den Rollwinkel (φ) und den Steigungswinkel (1?) bestimmt. Zu diesem Zweck wird der Leitungsverstärker 142 (Fig. 2) von den obenerwähnten 99-Potentiometern (4) und (5) gespeist und erzeugt mittels des Übertragers 143 an den Klemmen 82 und 83 ein Paar gegenphasige Steuerspannungen, um die nachgeahmte Kompaßanzeige (Fig. 1) zu steuern, wie vorher beschrieben wurde. Die ψ-Verstärkereingangsspannung ((Dy sin 95), die von dem 99-Potentiometer (4) abgeleitet ist, stellt die Giergeschwindigkeit dar, die in einer Ebene zergliedert ist, die gegen die Vertikale unter einem Winkelt geneigt ist, und die Eingangsspannung (ω_ζ cos φ), die von dem 99-Potentiometer (5) abgeleitet ist, stellt die in derselben Ebene zergliederte Steigungsgeschwindigkeit dar. Die an den Ausgangsklemmen 82 und 83 dieses Leitungsverstärkers erhaltenen Spannungen stellen dann die FunktionThe pitch rate (ω _ν ) and the yaw rate (ω _ζ ) for the roll angle (φ) and the pitch angle (1?) Are determined. For this purpose, the line amplifier 142 (Fig. 2) is fed by the above-mentioned 99 potentiometers (4) and (5) and generates a pair of control voltages in antiphase at terminals 82 and 83 by means of the transformer 143 in order to display the simulated compass display (Fig. 1) control as previously described. The ψ amplifier input voltage ((Dy sin 95) derived from the 99 potentiometer (4) represents the yaw rate, which is dissected in a plane inclined at an angle from the vertical, and the input voltage (ω _ζ cos φ), which is derived from the 99 potentiometer (5), represents the rate of increase broken down in the same plane. The voltages obtained at the output terminals 82 and 83 of this line amplifier then represent the function

-TT- cos ■& dar. Diese Steuerspannungen speisen, wie -TT- cos ■ & . These control voltages feed, like

vorher erwähnt, das Potentiometer (4) der Längsneigungs- oder Steigungseinheit (Fig. 1), das seinerseits Spannungen erzeugt, welche die Geschwindigkeitpreviously mentioned, the potentiometer (4) of the pitch or incline unit (Fig. 1), which in turn generates voltages that increase the speed

der Azimutänderung —j- darstellen. Demgemäß wird der ^-Hilfsverstärker 144 (Fig. 1) durch eine der -TJ- -Spannungen zur Einstellung des Kompaßindi-of the azimuth change —j- . Accordingly, the ^ auxiliary amplifier 144 (Fig. 1) is powered by one of the -TJ- voltages for setting the compass indicator

kators 145 gespeist. ■ :cator 145 fed. ■:

Die Seitenabrutsch-(j3)-Servoeinheit . besteht aus einem Servoverstärker 147, der die folgenden Ein-The side slip (j3) servo unit. consists of a servo amplifier 147, which has the following inputs

508/39508/39

C7673 Xl 162cC7673 Xl 162c

gangsspannungen hat: eine Rückkopplungsspannung E_n von dem Generator, eine Spannung von dem ^-Potentiometer (2), die eine Schwerkraftkomponente darstellt, eine Giergeschwindigkeitsspannung an der Klemme 146 von dem co^Leitungsverstärker (Fig. 3) und eine Spannung an der Klemme 307 von dem /^-Potentiometer (1), wie durch das Mach-Zahl-Potentiometer (4) abgeändert wurde, wobei diese eine Seitenkraft darstellt. (1) wird an der Klemme 58 durch eine Spannung von dem Höhenlinienverstärker 157 (Fig. 3) gespeist, und die abgeleitete Spannung an der Klemme 305 speist ihrerseits das Mach-Zahl-Potentiometer (5), um die vorgenannte Seitenkraftspannung abzuleiten. Das Seitenabrutschpotentiometer (2) wird an der Klemme 57 von dem Vt -Leitungsverstärker 55 (Fig. 1) gemäß der Fluggeschwindigkeit gespeist, und die abgeleitete Spannung an der Klemme 315 versorgt das Mach-Zahl-Poteniiometer (10), um ihrerseits an der Klemme 179 eine Eingangsspannung abzuleiten, welche die Giergeschwindigkeit infolge des seitlichen Abrutsch ens für den co_z-Leitungsverstärker 175 darstellt; das /3-Potentiometer (3) wird an der Klemme 56 durch eine gegenphasige Spannung von dem Fy-Leitungsverstärker 55 gespeist, und die abgeleitete Spannung an der Klemme 310 erregt das Mach-Zahl-Potentiometer (7), um ihrerseits eine Eingangsspannung abzuleiten, welche die Rollgeschwindigkeit für den 99-Servoverstärker 120 darstellt; (4) wird an der Klemme 133 von dem «^-Potentiometer (1) erregt, um an einer Klemme 151 eine Eingangsspannung abzuleiten, die eine Komponente der senkrechten Fluggeschwindigkeit für den Höhenservoverstärker 150 und auch den Senkrechtfluggeschwindigkeits- oderoutput voltages: a feedback voltage E _n from the generator, a voltage from the ^ potentiometer (2) which is a component of gravity, a yaw rate voltage on terminal 146 from the co ^ line amplifier (Fig. 3), and a voltage on terminal 307 from the / ^ potentiometer (1) as modified by the Mach number potentiometer (4), this being a side force. (1) is fed at terminal 58 by a voltage from the contour amplifier 157 (Fig. 3), and the derived voltage at terminal 305 in turn feeds the Mach number potentiometer (5) in order to derive the aforementioned side force voltage. The side slip potentiometer (2) is fed at terminal 57 from the Vt line amplifier 55 (Fig. 1) according to the airspeed, and the derived voltage at terminal 315 supplies the Mach number potentiometer (10) to in turn at the terminal 179 derive an input voltage representative of the yaw rate due to lateral slip for the co _{z line} amplifier 175; the / 3 potentiometer (3) is fed at terminal 56 by an anti-phase voltage from the Fy line amplifier 55, and the derived voltage at terminal 310 energizes the Mach number potentiometer (7) to in turn derive an input voltage, which represents the scroll speed for the 99 servo amplifier 120; (4) is energized at terminal 133 by the potentiometer (1) to derive an input voltage at terminal 151 which is a component of the vertical airspeed for the altitude servo amplifier 150 and also the vertical airspeed or

dhie

dtGerman

Steigfähigkeits-I -j- J-Servover'stärker 160 (Fig. 3) darstellt, und das Potentiometer (5) wird mit einer konstanten Gleichspannung gespeist, um eine Spannung an der Klemme 63 abzuleiten, welche das seitliche Abrutschen repräsentiert, um das Fr-Potentiometer (8) (Fig. 1) zu speisen, dessen abgeleitete Spannung den Indikator 64 erregt, der die .»Kugel«? des nachgebildeten Kugelquerneigungsanzeigers darstellt.
Mit Bezug auf Fig. 3 ist der Höhen-(A)-Servoverstärker 150 so dargestellt, daß er folgende Eingangsspannungen hat: eine Rückkopplungsspannung E_n von dem Generator und drei andere Spannungen, welche die Komponenten der senkrechten Fluggeschwindigkeit darstellen, nämlich eine SpannungGradeability I -j- J servo amplifier 160 (Fig. 3), and the potentiometer (5) is fed with a constant DC voltage in order to derive a voltage at the terminal 63, which represents the lateral slipping in order to increase the Fr. -Potentiometer (8) (Fig. 1) to feed, the derived voltage of which excites the indicator 64, which the. "Ball"? of the simulated ball slope indicator.
Referring to Figure 3, the altitude (A) servo amplifier 150 is shown having the following input voltages: a feedback voltage E _n from the generator and three other voltages representing the components of vertical airspeed, namely a voltage

50. von der Klemme 76 von dem ^-Potentiometer (1), eine zweite Spannung von der Klemme 100 von dem α-Potentiometer (7) und eine dritte Spannung an der Klemme 151 von dem /S-Potentiometer (4). Der resultierende Ausgang des Servoverstärkers 150 steuert50. from terminal 76 from the ^ potentiometer (1), a second voltage from the terminal 100 of the α-potentiometer (7) and a third voltage on the Terminal 151 of the / S potentiometer (4). the resulting output of the servo amplifier 150 controls

55' den Servomotor in der vorher beschriebenen Art, um die Potentiometerkontakte sowie einen Indikator 152 zu betätigen, der einen Druckhöhenmesser darstellt.55 'the servo motor in the manner previously described to to operate the potentiometer contacts and an indicator 152 which represents a pressure altimeter.

Die Potentiometer der Ä-IntegrationsservoeinheitThe potentiometers of the Ä integration servo unit

arbeiten wie folgt: Das Potentiometer (2) wird an der Klemme 57 gemäß der Fluggeschwindigkeit von dem Fy-Leitungsverstärker gespeist, um eine. Spannung abzuleiten, welche die Wirkung der Höhe auf die angezeigte Fluggeschwindigkeit darstellt. Diese Spannung wird durch den Leitungsverstärker 157 und den Übertrager 158 in ein Paar gegenphasige Steuerspannungen an den Klemmen 58 und 94 umgewandelt, die als Eingänge, wie vorher beschrieben, für Potentiometer der Vt- und α-Einheiten benutzt werden; (3) wird an der Klemme 60 von dem Fy-Potentiometer (4) durch die Schubspannung gespeist, um eine Eingangsspannung für den a^-Leitungsverstärker 175 abzuleiten, der die Giergeschwindigkeit gemäß dem Motorschub beeinflußt. (4) wird mit einer konstanten Gleichspannung gespeist, um an der Klemme 61 eine Speisespannung für das Fy-Potentiometer (7) (Fig. 1) abzuleiten, das seinerseits einen Gleichstromindikator 62 speist, der einen Fluggeschwindigkeitsmesser darstellt, und das Potentiometer (5) wird mit einer konstanten Spannung gespeist, um an der Klemme 301 eine Speisespannung für das Mach-Zahl-Potentiometer (1) zu speisen und die Meldespannung der Mach-Servoeinheit zuzuführen. Auf diese Weise wird die Fluggeschwindigkeitsablesung zur Änderung der Höhe durch das Potentiometer (4) korrigiert und die Mach-Zahl-Meldespannung zur Änderung der Höhe durch das Potentiometer (5) geändert.work as follows: The potentiometer (2) is fed from the Fy line amplifier at terminal 57 according to the airspeed to generate a. Derive voltage, which is the effect of altitude on the indicated airspeed. This voltage is converted by line amplifier 157 and transformer 158 into a pair of antiphase control voltages at terminals 58 and 94 which are used as inputs to potentiometers of the Vt and α units as previously described; (3) is fed by the thrust voltage at terminal 60 from the Fy potentiometer (4) in order to derive an input voltage for the a ^ line amplifier 175 which influences the yaw rate according to the engine thrust. (4) is fed with a constant DC voltage in order to derive a supply voltage for the Fy potentiometer (7) (Fig. 1) at terminal 61, which in turn feeds a direct current indicator 62, which represents an airspeed meter, and the potentiometer (5) is supplied with a constant voltage in order to feed a supply voltage for the Mach number potentiometer (1) at terminal 301 and to supply the signal voltage to the Mach servo unit. In this way, the airspeed reading is corrected for changing the altitude by the potentiometer (4) and the Mach number signaling voltage is changed by the potentiometer (5) for changing the altitude.

Die Steig-Sturzflug- j -j~~ J- oder senkrechte Flug-The climb-dive- j -j ~~ J- or vertical flight-

geschwindigkeitsservoanlage besteht aus einem Servoverstärker 160, um über seinen Servomotor ein Meldepotentiometer (1) gemäß der senkrechten Fluggeschwindigkeit zu steuern und um einen Indikator 162 zur Darstellung der Steigfähigkeit oder .senkrechten Fluggeschwindigkeit einzustellen. Die Eingänge für den Verstärker 160 bestehen aus einer Rückkopplungsspannung E_n von dem Generator, wobei drei Spannungen die Komponenten der senkrechten Fluggeschwindigkeit darstellen, und einer Meldespannung —h, welche die senkrechte Fluggeschwindigkeit von dem Potentiometer (1) darstellt. Die drei Spannungen, welche die Komponenten der senkrechten Flugspannüng darstellen, sind dieselben, welche die Eingänge für die oben beschriebene Höhenservoeinheit bilden.The speed servo system consists of a servo amplifier 160 to control a signal potentiometer (1) according to the vertical airspeed via its servomotor and to set an indicator 162 to show the climbing ability or vertical airspeed. The inputs to amplifier 160 consist of a feedback voltage E _n from the generator, with three voltages representing the vertical airspeed components, and a reporting voltage - h, which represents vertical airspeed from potentiometer (1). The three voltages that make up the components of the vertical flight voltage are the same as the inputs to the altitude servo described above.

Der Giergeschwindigkeits - (co_e) - Leitungsverstärker 175 ist zur Erzeugung eines Paares gegenphasiger Spannungen bestimmt, wobei die Giergeschwindigkeit dargestellt wird. Die Verstärkereingänge weisen eine Seitenrudersteuer- oder Wendegeschwindigkeitsspannung an der Klemme 314 auf, die gemeinsam von dem Pedalkraft-(i⁷j,)-Potentiometer (1) und dem Mach-Zahl-Potentiometer (9) abgeleitet ist. Das F^-Potentiometer wird an der Klemme 57 durch eine Fluggeschwindigkeitsspannung Vt erregt. Eine Seitenabrutschspannung von dem /^-Potentiometer. (2), das gemäß der Fluggeschwindigkeit gespeist wird, wird durch das Mach-Zahl-Potentiometer (10) geändert, und die abgeleitete Spannung an der Klemme 179 bildet einen anderen Eingang für den Giergeschwindigkeitsverstärker, und schließlich vervollständigt eine Schubspannung von dem A-Potentiometer (3) die Eingangsspannungen. The yaw rate (co _e ) line amplifier 175 is designed to generate a pair of voltages in antiphase, showing the yaw rate. The amplifier inputs have a rudder control or rate of turn voltage at terminal 314 which is derived jointly from the pedal force (i ⁷ j,) potentiometer (1) and the Mach number potentiometer (9). The F ^ potentiometer is energized at terminal 57 by an airspeed voltage Vt . A side slip voltage from the / ^ potentiometer. (2) fed according to the airspeed is changed by the Mach number potentiometer (10) and the derived voltage at terminal 179 forms another input for the yaw rate booster, and finally completes a thrust voltage from the A potentiometer (3) the input voltages.

Der resultierende Ausgang des co_z-Leitungsverstärkers 175 speist einen Übertrager, dessen Sekundärwicklung an den Klemmen 146 und 182 gegenphasigeThe resulting output of the co _{z line} amplifier 175 feeds a transformer whose secondary winding at terminals 146 and 182 is in phase opposition

609 508/39609 508/39

C 7673 Xl 162 cC 7673 Xl 162 c

Spannungen erzeugt, die die Giergeschwindigkeit darstellen und für andere Teile der Anlage benutzt werden, wie angezeigt. Die Spannung an der Klemme 182 versorgt einen phasenempfindlichen Gleichrichter 181 zur S Betätigung des Drehzeigers des nachgebildeten Kugelquerneigungsindikators 64 (Fig. 1). Wie vorher erklärt, wird die »Kugel« dieses Indikators von der Fy-Einheit durch eine Spannung betätigt, Welche die Komponenten des seitlichen Abrutschens und der Fluggeschwindigkeit darstellt.Generates voltages that represent the yaw rate and are used for other parts of the system, as indicated. The voltage at terminal 182 is supplied a phase-sensitive rectifier 181 for actuating the rotation pointer of the simulated ball bank indicator 64 (Fig. 1). As explained earlier, the "sphere" of this indicator is made up of the Fy unit actuated by a tension, which is the components of side slip and airspeed represents.

Die Fig. 4, 5 und 6 veranschaulichen die nachgebildeten Seitenruder-, Höhenruder- und Querrudersteuerungen zusammen mit den zugeordneten Steuerpotentiometern und Kraftberechnungsverstärkern und Servoeinheiten. Der Kraftberechnungsverstärker einer entsprechenden Einheit steuert einen Servodrehmomentmotor, der mechanisch über ein Untersetzungsgetriebe mit dem zugeordneten Steuerglied verbunden ist und eine entgegenwirkende Kraft auf die Steuerung als Nachbildung der aerodynamischen Steuerbelastung während des Fluges ausübt. Die nachgebildete Trimmsteuerung wird auch eingeführt, um die neutrale Stellung des Steuergliedes wie in der Praxis zu bestimmen. 4, 5 and 6 illustrate the simulated rudder, elevator and aileron controls together with the assigned control potentiometers and force calculation amplifiers and Servo units. The force calculation amplifier of a corresponding unit controls a servo torque motor, which is mechanically connected to the associated control element via a reduction gear is and a counteracting force on the control as a replica of the aerodynamic control load exercises in flight. The simulated trim control is also introduced to the neutral To determine the position of the control element as in practice.

Mit Bezug auf Fig. 4 ist das Seitenrudersteuerpedal 325 darstellungsgemäß mit den F ,„-Potentiometern (1) und (2) verbunden, die, wie vorher beschrieben, so wirken, daß sie Spannungen an den Klemmen 313 und 321 ableiten, um über die Mach-Zahl-Servoeinheit die Giergeschwindigkeit bzw. die Seitenrudersteuerbelastung zu bestimmen. Diese Potentiometer werden an entgegengesetzten Klemmen mit gegenphasigen Fr-Spannungen gespeist und haben geerdete Mittelabgriffe, um die Flugzeugdrehung aus einer neutralen Lage darzustellen, d. h. Flugzeugkopf rechts (ANR) und Flugzeugkopf links (ANL). Das Seitenruderpedal ist auch mechanisch mit demF^-Hilfsmotorverbunden, der von dem Kraftberechnungsverstärker 328, erregt wird. Dieser Verstärker hat die folgenden Eingänge:Referring to Figure 4, the rudder control pedal 325 is shown connected to the F, "potentiometers (1) and (2) which, as previously described, act to dissipate voltages at terminals 313 and 321 in order to use the Mach number servo unit to determine the yaw rate or the rudder control load. These potentiometers are fed with antiphase Fr voltages at opposite terminals and have grounded center taps to represent the aircraft rotation from a neutral position, ie aircraft head right (ANR) and aircraft head left (ANL). The rudder pedal is also mechanically linked to the F ^ auxiliary motor which is energized by the force calculation amplifier 328. This amplifier has the following inputs:

eine 'Rückkopplungsspannung E_n, eine Trimmspannung, die von dem Potentiometer 332 gemäß der Einstellung des »Seitenrudertrimmrades« 331 abgeleitet ist, und eine Seitenruderkraftspannung an der Klemme 322, wie sie gemäß der Mach-Zahl von dem .F .„-Potentiometer (2) abgeändert ist. Die resultierende • Ausgangsspannung speist den Servomotor in einer ■ Richtung, die bestrebt ist, das Seitenruderpedal in seine neutrale oder. getrimmte Stellung als Nachbildung der aerodynamischen Belastung der Seitenrudersteuerfläche zurückzubringen und die Potentiometer (1) und (2) demgemäß einzustellen. Auf diese Weise ist die Steuerbelastung eine Funktion der Seitenruderpedalverschiebung δρ und der Fluggeschwindigkeit Vt- a feedback voltage E _n , a trim voltage derived from the potentiometer 332 according to the setting of the "rudder trim wheel" 331, and a rudder force voltage at terminal 322 as determined by the Mach number of the .F. "potentiometer (2nd ) is modified. The resulting • output voltage feeds the servomotor in a direction ■ which tends to put the rudder pedal in its neutral or. bring back the trimmed position as a replica of the aerodynamic load on the rudder control surface and adjust the potentiometers (1) and (2) accordingly. In this way the control load is a function of the rudder pedal displacement δρ and the airspeed Vt-

Fig. 5 zeigt die Höhenrudersteuerung oder den Knüppel 326, der, wie dargestellt, mit den F_s-Potentiometern (1) und (2) verbunden ist, die, wie vorher beschrieben, so arbeiten, daß sie die Spannungen an den Klemmen 311 und 317 ableiten, um über die Mach-Zahl-Servoanlage die Steigungsgeschwindigkeit bzw. die Knüppelbelastungskraft zu bestimmen. Diese Potentiometer werden auch an den Klemmen durch gegenhaspige Fr-Spannungen gespeist und haben geerdete Mittelabgriffe, um die Längsneigungs- oder Steigungsfluglage des Flugzeuges von einer Horizontalstellung aus darzustellen, d.h. Flugzeugkopf oben (ANO) und Flugzeugkopf unten (ANU): Der Knüppel ist auch mechanisch mit dem F_s-Servomotor verbunden, der von dem Knüppelkraftberechnungsverstärker 329 gespeist wird. Dieser Verstärker hat die folgenden Eingänge: eine Rückkopplungsspannung E_n, eine Trimmspannung, die von dem Potentiometer 334 gemäß der Einstellung des »Höhenrudertrimmrades« bei 333 abgeleitet ist, und eine Knüppelkraftspannung an der Klemme 318, die gemäß der Mach-Zahl abgeändert ■ ist, von dem ^,.-Potentiometer (2). Die resultierende Ausgangsspannung von dem Verstärker speist den Servomotor, der bestrebt ist, den Knüppel in seine neutrale oder getrimmte Stellung zur Nachbildung der aerodynamischen Belastung der Höhenrudersteuerfläche zurückzubringen und demgemäß die Potentiometer (1) und (2) einzustellen. Die Höhenrudersteuerbelastung ist somit eine Funktion der Knüppelverschiebung δ_s und der Fluggeschwindigkeit.Fig. 5 shows the elevator control or stick 326 connected as shown to the F _s potentiometers (1) and (2) which, as previously described, operate to control the voltages at terminals 311 and 317 in order to determine the rate of incline or the stick load force via the Mach number servo system. These potentiometers are also fed by opposing Fr voltages at the terminals and have grounded center taps in order to display the pitch or pitch attitude of the aircraft from a horizontal position, i.e. aircraft head up (ANO) and aircraft head down (ANU): The stick is also mechanical connected to the F _s servo motor, which is fed by the stick force calculation amplifier 329. This amplifier has the following inputs: a feedback voltage E _n , a trim voltage which is derived from the potentiometer 334 according to the setting of the " elevator trim wheel" at 333, and a stick force voltage at terminal 318 which is modified according to the Mach number, from the ^, .- potentiometer (2). The resulting output voltage from the amplifier feeds the servo motor, which tries to return the stick to its neutral or trimmed position to simulate the aerodynamic load on the elevator control surface and adjust potentiometers (1) and (2) accordingly. The elevator control load is thus a function of the stick shift δ _s and the airspeed.

Mit Bezug auf Fig. 6 ist die Querrudersteuerung oder -rad 327, wie dargestellt, mit den F„,-Potentiometern (1) und - (2) verbunden, die, wie vorher beschrieben, so arbeiten, daß sie die Spannungen an den Klemmen 308 und 319 ableiten, um über die Mach-Zahl-Servoanlage einen Rollfaktor, bzw. die Querruderbelastung zu bestimmen. Diese Potentiometer werden gemäß der Fluggeschwindigkeit gespeist und haben geerdete Mittelabgriffe, um die Flugzeugroll- oder-querneigungsbewegung von der Horizontalstellung darzustellen, d.h. rechter Flügel oben (RWO) und linker Flügel oben (LWlI). Das Rad ist auch mechanisch mit dem F^-Servomotor verbunden, der von dem Kraftberechnungsverstärker 330 gespeist wird. Dieser Verstärker hat folgende Eingänge: eine Rückkopplungsspannung Ef _b, eine Trimmspannung, die von dem Potentiometer 336 gemäß der Einstellung des »Querrudertrimmrades« 335 abgeleitet ist, und eine Kraftspannung an der Klemme 320, wie sie gemäß der Mach-Zahl von dem -FV-Potentiometer (2) geändert ist. Die resultierende Ausgangsspannung speist den Servomotor in einer Richtung, die das Rad in seine neutrale oder getrimmte Stellung zur Nachbildung der aerodynamischen Belastung der Querrudersteuerflächen wieder zurückzubringen und die Potentiometer (1) und (2) dementsprechend einzustellen sucht. Wie vorher ist die Steuerbelastung eine Funktion der Radverschiebung ö_w und der Fluggeschwindigkeit.Referring to Figure 6, as shown, the aileron control or wheel 327 is connected to the F n, potentiometers (1) and (2) which, as previously described, operate to control the voltages across the terminals Derive 308 and 319 in order to determine a roll factor or the aileron load via the Mach number servo system. These potentiometers are powered according to airspeed and have center taps grounded to represent aircraft roll or bank from horizontal, ie right wing up (RWO) and left wing up (LWlI). The wheel is also mechanically connected to the F ^ servo motor which is fed by the power calculation amplifier 330. This amplifier has the following inputs: a feedback voltage Ef _b , a trim voltage, which is derived from the potentiometer 336 according to the setting of the "aileron trim wheel" 335, and a force voltage at terminal 320 as determined by the Mach number from the -FV- Potentiometer (2) is changed. The resulting output voltage feeds the servomotor in a direction which tries to bring the wheel back into its neutral or trimmed position to simulate the aerodynamic load on the aileron control surfaces and to adjust the potentiometers (1) and (2) accordingly. As before, the tax burden is a function of the wheel displacement ö _w and the airspeed.

Die wesentlichen Elemente einer nachgebildeten Flugschätzungs- oder -berechnungsanlage, welche die Kompensation der Mach-Zahl einschließt, sind oben beschrieben, und eine ausführliche Beschreibung deren. Wirkungsweise für verschiedene Kunstflugmanöver, wie beispielsweise Querdrehen, Längsdrehen, Rolle fliegen usw., ist zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich. Es reicht aus, festzustellen, daß Änderungen der primären Eingangsspannungen von den pilotengesteuerten Drossel-, Querruder-, Höhenruder- und Seitenruderpotentiometern das Gleichgewicht der Fluggeschwindigkeits-, Roll-, Steigungsgrad- bzw. Wendegrädeinheiten' beeinflussen, die ihrerseits auf andere Servosysteme reagieren, wie beispielsweise dieThe essential elements of a simulated flight estimation or calculation system, which the Mach number compensation are described above and a detailed description thereof. Mode of action for various aerobatic maneuvers, such as transverse turning, longitudinal turning, roll flying, etc., is not necessary to understand the invention. Suffice it to say that changes the primary input voltages from the pilot-controlled throttle, aileron, elevator and rudder potentiometers balance the airspeed, roll, pitch and Turning degree units' influence, in turn on other servo systems respond, such as the

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Mach-Zabl, den Anstellwinkel, die Steigung, die Höhe und das seitliche Abrutschen, um diese Anlagen zu veranlassen, sich in. neue Gleichgewichtsstellungen zu bewegen, um den tatsächlichen Flug nachzuahmen. Es ist eine ununterbrochene Wechselwirkung zwischen den Servoeinheiten vorhanden, welche die Mach-Zahl-Servoeinheit einschließen, die hauptsächlich gemäß der Fluggeschwindigkeit Vt gesteuert wird und ihrerseits die Arbeitsweise der Fr-Anlage entweder direktMach-Zabl, the angle of attack, the pitch, the altitude and the side slip to cause these systems to move into new equilibrium positions in order to mimic actual flight. There is a continuous interaction between the servo units which include the Mach number servo unit which is controlled mainly according to the airspeed Vt and in turn the operation of the Fr system either directly

ίο durch das Mach-Zahl-Potentiometer (3) oder indirekt durch andere Servoanlagen steuert.ίο through the Mach number potentiometer (3) or indirectly controlled by other servo systems.

Beispielsweise bewirkt eine nachgebildete Vergrößerung der Fluggeschwindigkeit infolge vergrößerter Nutzleistung, die durch eine positivere Spannung an dem Fy-Eingang von dem Drosselpotentiometer 5 repräsentiert wird, daß die Fluggeschwindigkeitsservoanlage eine neue Gleichgewichtsstellung in Richtung höherer Geschwindigkeitsanzeige mit dem Ergebnis sucht, daß sich die Potentiometerkontakte der Fy-Anlage alle nach oben bewegen. Im Falle des Potentiometers (1) wird die abgeleitete Fy-Spannung vergrößert, und da diese Spannung (1) der ^-Anlage speist, wird die abgeleitete Spannung ihrerseits von diesem ^-Potentiometer, die ein Eingang für die Höhen- und Steigfähigkeitsservoeinheiten ist, demgemäß vergrößert, so daß, wenn $ größer oder kleiner als Null ist, entsprechende Änderungen der Höhe und der Vertikalgeschwindigkeit angezeigt werden. Gleichzeitig wird der »Widerstand<?-Eingang für die Fy-Servoeinheit von den Vt- und α-Anlagen durch das Mach-Zahl-Potentiometer (3) abgeändert, so daß Vt diese Faktoren ebenso widerzuspiegeln sucht. Die abgeleitete Fluggeschwindigkeitsquadratspannung von dem Fr-Potentiometer (2) beeinflußt (2) die Anstellwinkelservoeinheit, so daß sich die Widerstandsspannung infolge der vergrößerten Fluggeschwindigkeit zu erhöhen sucht. Auch wird diese Fy-Spannung zur Berechnung der Pedalsteuerkraft über das F_v-Potentiometer (2), das Mach-Zahl-Potentiometer (13) und den i%-Servoverstärker verwendet, der seinerseits den Servomotor speist, um den nachgebildeten Steuerwiderstand zu entwickeln.For example, a simulated increase in airspeed as a result of increased useful power, which is represented by a more positive voltage at the Fy input of the throttle potentiometer 5, causes the airspeed servo system to seek a new equilibrium position in the direction of a higher speed display, with the result that the potentiometer contacts of the Fy- Move system all up. In the case of the potentiometer (1) the derived Fy voltage is increased, and since this voltage (1) feeds the ^ -system, the derived voltage is in turn supplied by this ^ -potentiometer, which is an input for the altitude and climb ability servo units, accordingly enlarged so that if $ is greater or less than zero, corresponding changes in altitude and vertical speed are displayed. At the same time, the "resistance"? Input to the Fy servo unit from the Vt and α systems is modified by the Mach number potentiometer (3) so that Vt seeks to reflect these factors as well. The derived airspeed square voltage from the Fr potentiometer (2) influences (2) the pitch servo unit so that the resistance voltage tries to increase as a result of the increased airspeed. This Fy voltage is also used to calculate the pedal control force via the F _v potentiometer (2), the Mach number potentiometer (13) and the i% servo amplifier, which in turn feeds the servo motor in order to develop the simulated control resistor.

Die Schubspannungen von den Fy-Potentiometern (3) und (4) sind vorher betrachtet worden, deren erste bestrebt ist, die Fluggeschwindigkeit infolge vergrößerter Nutzleistung zu erhöhen, und deren zweite, die durch' die A-Servoeinheit geändert wird, die Giergeschwindigkeit zu beeinflussen sucht. Die Spannungen von den Fy-Potentiometern (5) und (6), welche Schwerkraftfaktoren darstellen, sind durch das Steigungspotentiometer (2) und auch zum Teil durch das Anstellwinkelpotentiometer (4) abgeändert, um einen Schwerkrafteingang für die Anstellwinkelservoanlage zu erzeugen. Andere abgeleitete Spannungen von dem ^-Potentiometer (3) sind durch das Rollpotentiometer (2) abgeändert, um zusätzliche Schwerkraftkomponenten für die ß- und a-Servoanlagen zu repräsentieren. Die Funktion der Potentiometer (7) und (8) ist vorher beschrieben worden, um nachgebildete Fluganzeigeinstrumente zu betätigen. Die Fy-Servoanlage erreicht ihre neue Gleichgewichtsstellung, wenn die vergrößerte »Widerstands«-Spannung von der a-Servoeinheit und auch die geänderten Schwerkraftkomponentenspannungen die vergrößerte »Schub«-Spannung ausgleichen, wodurch die Vt-Servoanlage bei der neuen Fluggeschwindigkeit stromlos wird, um eine stetige Zustandsbedingung darzustellen, die normalerweise infolge der sich ununterbrochen ändernden nachgeahmten Flugbedingungen nur kurze Dauer hat.The thrust voltages from the Fy potentiometers (3) and (4) have been previously considered, the first of which aims to increase airspeed as a result of increased net power, and the second, which is changed by the A servo unit, to influence the yaw rate seeks. The voltages from the Fy potentiometers (5) and (6), which represent gravity factors, are modified by the pitch potentiometer (2) and also partly by the pitch potentiometer (4) in order to generate a gravity input for the pitch servo. Other voltages derived from the potentiometer (3) are modified by the roll potentiometer (2) to represent additional gravity components for the β and α servos. The function of the potentiometers (7) and (8) has previously been described in order to operate simulated flight display instruments. The Fy servo system reaches its new equilibrium position when the increased "drag" voltage from the a-servo unit and also the changed gravity component voltages compensate for the increased "thrust" voltage, which causes the Vt servo system to be de-energized at the new airspeed by one to represent a steady state condition which normally only has a short duration due to the continuously changing mimicked flight conditions.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. A method for generating characters which represent simulated or simulated flight conditions of high-speed aircraft, as they are influenced by the Mach number, wherein control variables are generated in accordance with the operation of simulated aircraft controls and these control variables are broken down to generate symbols which represent the flight conditions , characterized, characterized by decomposing certain of these characters (Vt, h) to produce a character representing the Mach number (M) and changing these flight condition characters according to the Mach number character (M servo unit 300).

2. The method according to claim 1, characterized in that the characters which represent the flight conditions, a character (Vt), which embodies a function of the true airspeed, and a character (K) which represents a function of the ambient air temperature.

3. The method according to claim 1, characterized in that the input of a servo system or unit (300) is supplied with characters that represent a function of the true simulated airspeed (Fy), the servo unit with a character that is a function of the simulated ambient air temperature ( h, 301), to derive a symbol from the servo unit which embodies the product of this temperature function and the Mach number Mf (K) , and to apply this product symbol (- M) to the input of the servo unit in the sense that this airspeed symbol ( + Vt) is balanced or symmetrized to determine the Mach number (M).

4. Flight imitation or flight simulation device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized by a flight estimation or calculation system which responds to simulated aircraft controls and has a larger number of interconnected and interacting "calculation or evaluation devices," each of which represents a flight condition, these calculation or evaluation devices being jointly suitable for generating control variables which represent the functions of the airspeed (Vt) and the ambient air temperature (K) , and by means of a calculation or evaluation device (300) which is connected to the Control variable functions (V · H) address in order to represent the Mach number (M), this Mach number calculation or evaluation system (300)

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operably connected to other of these flight condition calculating or evaluating devices is to modify its operation according to the change in the mimicked Mach number (M).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the calculation or evaluation devices are electrically operated and are jointly suitable to generate voltages that represent this function of the simulated airspeed (Vt) and the ambient air temperature (A), and that 'the Calculation or evaluation device (300) for representation. the Mach number is responsive to these voltages.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the flight conditions represented by these calculation or evaluation devices include the angle of attack (α) and the altitude (A) and that the calculation or evaluation device (300) is connected to represent the Mach number the calculation or evaluation devices respond, which represent the airspeed and altitude, this Mach number calculation or evaluation system operatively connected to the angle of attack calculation or evaluation device (90) (M ₁ , M ₂ , M ₈ , M ₄ ) is to change its operation according to the change in the simulated Mach number (M).

7. Device according to claim 6, characterized by an interconnected and interacting calculation or evaluation device (147), which represents the lateral slipping (B) , wherein the Mach number calculation or evaluation system (300) with the calculation or evaluation device (147) is operably connected (M ₇ , M ₁₀ ), which represents the lateral slippage, in order to modify its operation according to the change in the simulated Mach number.

8. Apparatus according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the Mach number calculation or evaluation device is provided with discharge devices which, according to functions the air density, the air speed and the angle of attack in turn to generate a control variable, which the resistance to control the operation of the represents the calculation or evaluation device representing the airspeed.

9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the Mach number calculation _{or evaluation system (300) has a larger number of potentiometers (M 1} to M ₁₃ ) electrically connected to other flight condition calculation or evaluation devices, to change their mode of operation according to the change in the simulated Mach number.

10. Apparatus according to any one of claims 4 to 9, characterized in that the Mach number calculation or evaluation system has voltage dissipation devices that are compatible with other of the called flight condition calculation or evaluation devices are connected to their Working method according to. to modify the change in the simulated Mach number, and that display devices, which are controlled by corresponding calculation or evaluation devices, are provided to flight instruments to represent.

11. Apparatus according to claim 4, characterized by a flight computing system which responds to these flight controls, which has a larger number of electrical servo potentiometer units connected to one another and interacting with one another, each of which represents a flight condition, these units being mutually suitable are to derive potentiometer voltages, which are functions of the simulated airspeed (Fy) and the ambient air temperature (A), and an electrical servo potentiometer mechanism (300), which is connected to these voltages (VtK) , to represent the Mach number, where the Mach- Number calculating or evaluating device is suitable to derive potentiometer voltages for other of the flight condition calculating devices in order to change their operation according to the change in the simulated Mach number, and display devices that are controlled by corresponding auxiliary units to the flight instrument portray duck.

12. Apparatus according to claim 11, characterized by airspeed, angle of attack and altitude calculating or evaluating devices , the airspeed and altitude calculating devices being suitable for deriving voltages representing functions of airspeed or air temperature, and thereby that the Mach number calculator has stress _{dissipation devices (M 1} ) to change the temperature functional voltage (A) which in turn controls the Mach number device (300), and also other stress dissipation devices (M ₂ , M ₃ , M ₄ ), which are connected to the angle of attack calculating and evaluating device (90) in order to change the mode of operation thereof in accordance with the change in the simulated Mach number, and display devices which are controlled by corresponding auxiliary units in order to display the flight instruments.

13. Apparatus according to claim 12, characterized by an auxiliary device which represents the lateral slip (ß) , wherein the Mach number calculating device (300) voltage deriving devices (M ₂ -M ₄ and M ₇ and M ₁₀ ) to the control voltage of the angle of attack - ^) - or side slip - (/ 3) calculation devices, which in turn change the operation of these system servo arrangements according to the change in the simulated Mach number.

14. Device according to one of claims 4 to 13, characterized by simulated ailerons,

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Elevator and rudder controls (335, 333, 331), voltage dissipation devices that respond to the operation of this controller, and a servo motor for each of these simulated Controls that share the voltage generated by the airspeed and Mach number calculating devices or servo units are derived, and on the actuation respond to the appropriate controller to stop the movement of this controller from neutral Position to counteract the control load in the simulation.

15. Apparatus according to claim 14, characterized in that that the flight computer on control voltages from the discharge devices responds, whereby the servomotor, which is connected to each of these simulated controls, responds to an airspeed voltage as dictated by the related operation of the corresponding Control and Mach number calculating devices.

16. Apparatus according to claim 15, characterized in that that the control voltage dissipation devices are supplied with voltages, which represent the functions of airspeed and the operation of these controls speak to.

17. Device according to one of claims 14 to 16, characterized by control potentiometers responsive to actuation of these controls to operate the flight calculation system, and in that the calculation or evaluation devices each have potentiometers, two of these accounting prenudes being suitable are to generate potentiometer voltages which are the functions of airspeed and air temperature, these control potentiometers being fed by airspeed voltages, and the Mach number Calculation device has potentiometers, which are fed accordingly by the control potentiometers be, the servo motor, which is connected to each simulated controller, on a Voltage from one of the Mach number potentiometers responds to the movement of this controller to counteract the neutral position in replicating the tax burden.

18. Apparatus according to claim 4, characterized by simulated ailerons, elevator and Rudder controls, voltage dissipation devices acting on the actuation of these Controls respond, a flight computer based on the control voltage of these Derivation devices responds, with the calculation system a larger number of each other connected and interacting electrical servo units each of which has voltage dissipation devices and an electrical servo mechanism has, which respond together to the derived voltages, the functions the airspeed and air temperature from these servo units to represent the To embody Mach number, a simulated trim control and related ones Voltage dissipation devices for each controller, and a servo motor associated with each of these simulated controls is connected and a total of a trim control voltage and the airspeed voltage responds, 'as it is due to the related operation of the corresponding Control and Mach number calculating device can be modified to the movement of this control from the neutral position when simulating the tax load to counteract.

19. Apparatus according to claim 4, characterized in that the Mach number calculating device has a larger number of stress dissipation devices, correspondingly by stresses are fed by the flight condition calculation or evaluation devices, wherein these voltage dissipation devices are in turn actuated to generate output voltages can be to the operation of these flight condition devices according to the change to change the simulated Mach number.

20. Apparatus according to claim 19, characterized in that the supply voltages represent functions of the true flight speed (Ft), the angle of attack (α), the lateral slip (/ S) and the aircraft control deflection (α) and these output voltages are used to operate modify the flight condition calculators that display true airspeed (Vt), angle of attack (α), side slip (ß) and roll (φ).

Referred publications:
U.S. Patent Nos. 2,560,528, 2,564,429.

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