DEC0010933MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 17. März 1955 Bekanntgemacht am 18. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft Flugübungsgeräte und bezieht sich insbesondere auf am Boden befindliche Übungsgeräte zur Nachbildung von Landungs- und ähnlichen Manövern von Flugzeugen einschließlich des RoJlens auf der Rollbahn, und des Startens. Es ist ein, Hauptgegenstand der Erfindung, ein verbessertes Flugübungsgerät der obigen Art zu schaffen, das in Übereinstimmung mit aerodynamischen, Grundsätzen arbeitet und in wirklichkeitsgetreuer Weise die obigen Manöver ausführt.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin,, ein verbessertes Flugübungsgerät anzugeben, das die Fahrt auf der Rollbahn und sogenannte Taximanöver von großen vielmotorigen Maschinen nachahmt, die die übliche Ausrüstung mit lenkbarem Vorderrad, einzeln betätigbaren Radbremsen' usw. aufweisen, die gewöhnlich bei Bodenmanövern benutzt werden.

Wenn auch schon am Boden befindliche Flugübungsgeräte benutzt worden sind, um Flugmanöver einschließlich von Kunstflugmanövern auszuführen, so sind doch die bisher bekannten Übungsgeräte bei der Nachbildung von Landungsund ähnlichen Manövern nicht genügend wirklichkeitsgetreu gewesen. Im allgemeinen verläßt sich der Flugschüler bei der Benutzung des Gerätes auf

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seinen Höhenmesser, um die Landung des Flugzeuges darzustellen, während er beim Abflug einfach die Drossel öffnet und den Knüppel zurückzieht, um Höhe zu. gewinnen und den Flugzustand nachzuahmen. Der künstliche Horizont und andere Fluganzeigeinstrumen te ,verhalten sich dann im allgemeinen wie beim Flug, da, keine Mittel zur Feststellung der Bodenberührung vorgesehen sind, um zwischen dem nachgeahmten Flugzustand oder

ίο der Bodenberührung zu unterscheiden. Wenn sich das Flugzeug auf Grund der Anzeige des Höhenmessers auf der Start- oder Landebahn befindet, sind irrtümliche und: irreführende Längsneigungs- und Rollanzeigen, z. B. infolge von Steuerbewegungen'des Flugschülers, möglich. Es ist daher ersichtlich, daß; wirklichkeitsgetreue: Bodenmeßgeräte zur Steuerung der Fluganzeigeinstrumente während des Landens, des Abfluges und bei Bewegungen auf der Rollbahn nicht nur sehr erwünscht sind, wenn das Flugzeug sich am Boden oder dicht über dem Boden befindet, sondern daß sie zur Ausbildung der Piloten besonders für die Bedienung von großen vielmotordgen Maschinen notwendig sind. . ; ■ ,

Gemäß der Erfindung sind an sich bekannte Flugrechengeräte vorgesehen, die auf nachgebildete Flugzeugsteuerungen ansprechen, welche von dem Flugschüler betätigt werden,, um verschiedene Flugbedingungen . oder" -zustände, z. B. Eigengeschwindigkeit, Anstellwinkel, Längsneigungswinkel usw., darzustellen, und um Lande- und Ab-. flugbedingungen durch Vergleich, des nachgebildeten aerodynamischen Auftriebes, der von der Eigengeschwindigkeit abhängt, mit dem Flugzeuggewicht unter Berücksichtigung der Höhenanzeige nachzuahmen. Wenn der Auftrieb das Gewicht übertrifft, dann befindet sich das Flugzeug in der Fluglage, und die Fliagänzeigeinstrumente sprechen voll auf die Steuerung an. Wenn das Gewicht jedoch den Auftrieb übertrifft und gleichzeitig eine Bodenberührungsanzeige gegeben ist, dann sind verschiedene Fluginstrumente entweder außer Betrieb oder in ihrem Betrieb beschränkt, so.-diaß. das Flugzeug sich am Boden zu befinden scheint. Der Abflug, bei dem die Eigengeschwindigkeit allmählich zunimmt und das Vorderrad sich abhebt, während die Haupträder sich noch auf der Laufbahn befinden,. wird in wirklichkeitsgetreuer Weise durch den Längsneigungsmesser in Kombi nation mit anderen Elementen des Rechengerätes dargestellt. Bei der Bodenlage.sind Nachbildungen der normalen Fahrbewegungen am Boden, z. 13. das Lenken mit Hilfe des Vorderrades oder mit Hilfe der Hauptradbremsen und Motoren oder mittels beider, gemäß der Erfindung möglich.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, wobei sich noch weitere Merkmale und Vorteile ergeben. "

- In den Zeichnungen ist

Fig. ι ein schematisches Blockschaltbild, das verschiedene Teile des Flugübungsgerätes gemäß der Erfindung darstellt; .

Fig 2 ist .eine halbschematische Darstellung eines am Boden befindlichen Übungsgerätes mit dazugehörigen Steuergeräten gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Servosysteme für Eigengeschwindigkeit, Längsneigung und Anstellwinkel, die in dem Flugrechensystem und den dazugehörigen Gerätenenthaltensind;

Fig. 4 ist eine ähnliche Darstellung der Servosysteme für die Änderung der Längsneigung, für das Rollen und das seitliche Abrutschen zusammen mit dazugehörigen Geräten zur Nachahmung der Flug- bzw. Bodenlage; .

Fig. s ist eine ähnliche Darstellung der Servosysteme für die Höhe, die Änderung des Steigens und die Gieränderung und der dazugehörigen Ausrüstung des Flugrechen- und Meß systems;

Fig. 6 ist ein Vektordiagramm, welches die Bezugsachsen, die Flugwinkel und die Zerlegung der Kräftevektoren darstellt;

Fig. 7 ist eine getrennte Darstellung der Betätigung der Rollbahnrelais in dem Bodensystem mit Bezug auf den Längsneigungsservomotor;

Fig. 8 ist eine getrennte Darstellung der Steuersysteme für die Radbremsen und das Lenkrad zur Nachbildung von Bewegungen auf der Rollbahn, und

Fig. 9 ist eine getrennte Darstellung der H- und I^-L-Relais, die in dem Boderiberüh-rungssystem verwendet: werden.

Fig. ι stellt ein Blockschaltbild der wesentlichen Teile des Flugübungsgerätes gemäß der Erfindung dar, das die allgemeine Beziehung des nachgebildeten ■ Bodenberührungssystems, der nachgebildeten Flugzeugsteuerungen, der Rechenvorrichtungen und der nachgebildeten, Fluganzeigeinstrtimente zeigt. Fig. 2, die ebenfalls schematisch das Flugübungsgerät, und damit zusammenhängende Teile wiedergibt, soll Fig. 1 in dieser Beziehung ergänzen. In diesen Zeichnungen ist kein Versuch gemacht worden, die einzelnen Verbindungen zwischen den verschiedenen Bestandteilen des Bodenberührungssystems, der Rechenvoirrichtung und den nachgebildeten Fluginstrumenten darzustellen, da diese¹ Verbindungen in den folgenden Figuren angegeben sind.

In Fig. ι sind die wesentlichen Eingangssteuergrößen für die Anlage dargestellt, die den üblichen Flugzeugsteuerungen, nämlich Querruder, Höhenruder, Seitenruder und Gashebel entsprechen und die Bodensteuerungen, die mit dem Lenkrad und dein Radbremsen zusammenhängen. Einige der nachgebildeten Flugsteuerungen, nämlich Höhenruder, Seitenruder und Gashebel werden auch dazu benutzt, um die Bewegung des Flugzeuges am Boden oder beim Abflug zu steuern, während das nachgebildete Lenkrad und die Hauptradbremsen nur am Boden wirken, um die Bewegung des Flugzeugs in der üblichen Weise zu steuern. Das Höhensteuer z. B. hat die Aufgabe, vor dem wirklichen Abflug das Vorderrad von der Rollbahn abzuheben, um die Längsneigung und den Anstellwinkel zu vergrößern. Wenn das Flugzeug sich' mit drei Punkten am Boden befindet, kann die nachgebildete Seitenruder- und Gashebelsteuerung

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in üblicher Weise in Kombination mit der Lenkradsteuerung und den einzeln bedienbaren Radbremsen benutzt werden, um das Flugzeug bei Fahrbewegungen am Boden zu führen, zu wenden und abzubremsen. Eine, wirklichkeitsgetreue Nachbildung wird ferner dadurch erhalten, daß die Vorderradsteuerung außer Betrieb gesetzt wird, wenn das Vorderrad beim Abflug angehoben worden ist, und daß auch die Bremssteuerung außer Betrieb

ίο kömmt, wenn eine Zunahme der Höhe angezeigt wird,

d. h. wenn das Flugzeug sich in der Luft befindet.

Die für den Lehrer vorgesehenen Steuerorgane

ermöglichen eine Einstellung der angeblichen Höhe des Flugfeldes und des nachgebildeten ba.rometrischen Druckes, um Veränderliche einzuführen, die von dem Flugschüler berücksichtigt werden müssen. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, sind die Steuerungen des Flugschülers und die des Fluglehrers antriebsmäßig mit einer Einrichtung ver-

ao bunden, z.B. einem Potentiometer, die eine Steuerspannung oder -Spannungen in einer weiter unten beschriebenen Weise ableitet.

Die Flugrechenanlage ist elektrisch ausgebildet und enthält eine Anzahl von untereinander verbundenen und sich beeinflussenden Servosystemen, die auf die obenerwähnten Eingangsspannungen ansprechen. Die nachgebildeten Fluganzeigeinstrumente sprechen ihrerseits auf die Betätigung bestimmter Servosysteme des Rechengerätes an, so daß verschiedene Fluglagen in Abhängigkeit von der Bedienung der Steuerungen durch den Flugschüler dargestellt werden.

Das Bodengerät, welches den Betrieb der Fluganzeigeinstrumente durch die Servomotoren des Rechengerätes beeinflußt, wenn Lande- Und Abflugmanöver nachgeahmt werden, enthält im allgemeinen eine Anzahl von Relais, die von den Servomotoren de;s Rechners in Abhängigkeit von nachgebildeten Flugbedingungen einschließlich der Höhe H gegenüber dem Flugplatz, der Differenz W-L zwischen aerodynamischem Auftrieb und Flugzeuggewicht, der Längsneigung Θ des Flugzeuges und der wahren Eigengeschwindigkeit Vj gesteuert werden. Die H- und ff-L-Relais sind, wie dargestellt, so miteinander verbunden, daß die Betätigung des //-Relais von der Betätigung des W^-L-Relais abhängt. Auf diese Weise kann das //-Relais, welches bestimmte Servosysteme zur Beeinflussung der Instrumentenanzeige betätigt, eine Landung darstellen, wenn z. B. das Flugzeuggewicht den Auftrieb übertrifft und die Höhe gleich der der Rollbahn ist. Wenn die nachgebildete Eigengeschwindigkeit und der Anstellwinkel a beim Abflug vergrößert werden, so daß der Auftrieb das Gewicht übertrifft, dann beeinflußt das fF-L-Relais das Bodenberührungssystem derart, daß der Flugzustand nachgeahmt wird und der normale Flugbetrieb aller Anzeigeinstrumente der nachgebildeten Längsneigung bzw. der Eigenmöglich ist. Die Θ- und Fy-Relais arbeiten gemäß der nachgebildeten Längsneigung bzw. der Eigengeschwindigkeit während der Landung und des Abfluges, wobei das Θ-Relais die Anzeige einer negativen Längsneigung verhindert, wenn die Höhe der Rollbahn erreicht ist, so daß (9 auf die Dreipunktboideiiberührungslage begrenzt ist, während das F_r-Relais in Kombination mit dem //-Relais die Wirkung des Servosystems für die Gierung beeinflußt, um die Betätigung der Motoren,, der Bremse und des Lenkrades am Boden und beim Abflug nachzubilden. - '

In Fig. 2 ist die Kabine T des Übungsgerätes im Grundriß dargestellt, welche den Platz des Flugschülers in Verbindung mit den zugehörigen Rechen- und Steuergeräten, gemäß der Erfindung enthält. Das Übungsgerät an sich kann, in geeigneter Weise ausgebildet sein, wobei Sitze 1 und 1' für den Flugzeugführer und den zweiten Flugzeugführer vorgesehen sind sowie nachgebildete Flugzeugsteuerungen einschließlich der Gashebel 2, einer¹ Steuersäule 3 und der Seitenruderpedale 4. Die betreffenden Gashebelsteuerungen, Quer-, Höhen- und Seitenruder sind antriebsmäßig¹ mit Spannungsableitenden Vorrichtungen, z.B. Potentiometern s, 6, 7 und 8 mit beweglichen Kontakten 5', 6', 7' und 8' verbunden, wie dies schematisch angedeutet ist. Im Interesse der Vereinfachung ist nur ein einziges Gashebelpotentiometer dargestellt; ^: die Erfindung ist jedoch auch in gleicher Weise bei Flugzeugen mit mehreren Motoren anwendbar. Die Nachbildung einer rechten und linken Radbremse und einer Steuerung des vorderen Lenkrades ist bei 9, 10 und 11 dargestellt, und diese Steuerungen sind mit zugehörigen Potentiomertern 12, 13 und 14 verbunden, welche bewegliche Kontakte 12', 13' und 14' aufweisen. Die Steuerogane 15 und 16 des Lehrers sind mit Potentiometern 17 und 18 verbunden, um die Kontakte 17' und 18' einstellen und die Höhe und den Luftdruck am Flugplatz nachbilden zu können. Die wesentlichen Instrumente auf der Instrumententafel / werden, von der Flugrechenvo'rrichtung aus betätigt. Die Po-teiitiometerkontakte können zur Ableitung von Spannungen entsprechend den Flugzeugsteuerbetätigungen in bekannter Weise eingestellt werden. Es sei aber darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch bei anderen Arten von Übungsgeräten an-. wendbar ist, die z. B. im Azimuth gedreht werden können, ohne Bezug auf die besondere Art des zur Betätigung benutzten Mediums.

Der Flugrechner an sich, der in den Fig. 3, 4 und S dargestellt ist, wird nicht als neu beansprucht und wird nur kurz beschrieben, damit das Verständnis der Erfindung aus der Beschreibung der Funktion der verschiedenen Servosysteme des Flugrechners möglich ist. Es ist daher für die Zwecke der Erfindung nicht notwendig, die einzelnen Eingangs- und Ausgangsspannungen der S ervosy sterne,, welche die aerodynamischen Steuergrößen darstellen, zu analysieren, und es genügt die Feststellung, daß sie Geschwindigkeiten, Kräfte und Faktoren, der grundlegenden Beziehungen des' Fluges darstellen.

Eine Bezugswechselstromquelle E wird benutzt, um die gesamte Anlage zu speisen; die verschiedenen abgeleiteten und Steuerspannungen werden

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von. dieser Spannungsquelle abgenommen, wobei die positiven und negativen Zeichen die Augenblickswerte der Polarität der Spannungsquelle darstellen. So· werden! z. B. verschiedene Flugsteuer- -potentiometer mit Spannungen gespeist, die bestimmte Funktionen der Eigengeschwindigkeit Vχ darstellen, die durch den Rechner erzeugt werden. Das Gashebelpotentiometer 5 der Fig. 3 wird an seiner oberen Klemme mit einer Spannung E gespeist: und ist mit seiner unteren Klemme geerdet. Die: abgeleitete Spannung am Schleifkontakt 5' wird bei der Einstellung des Gashebels durch die Eigengeschwindigkeit beeinflußt, wie dies weiter unten beschrieben ist, um den Schub T für eine bestimmte Drehzahl nach der Beziehung T = hp/v darzustellen. Die Querruder-, Höhenruder- und Seitenruderpoteintiometer 6, 7 der Fig. 4 und 8 werden je an ihren oberen Klemmen, mit einer positiven Spannung + V_T und an ihren unteren Klemmen mit einer negativen Spannung — V_T gespeist, welche den Wert der wahren Eigengeschwindigkeit darstellt. Jedes der drei Potentiometer ist mit einer geerdeten Mitteilanzapfung versehen, um positive und negative Winkelgeschwindigkaiten um die üblichen Flugzeugachsen mit Bezug auf ein© normale ebene Fluglage nach Fig. 6 anzudeuten. Die verschiedenem abgeleiteten Geschwindigkeitsspannungen der Steuerpotentiometer werden dem Rechensystem zugeführt, aus dem Steiuerspannungen abgeleitet werden, um die Fluganzeigeinstrumente und das Bodenberührungssystem des Übungsgerätes T zu betreiben.

Das Flugrechen- und Integriergerät der Fig. 3, 4 und 5 wird nun beschrieben. Das Gerät enthält im wesentlichen sieben Servomoforeinheiten und zwei Summierungsverstärkereinheiten, von denen jede eine Fluggröße:, z. B. Eigengeschwindigkeit, Anstellwinkel, Längsneigungsänderung usw., darstellt, die miteinander durch ein elektronieehanisches Netzwerk so· verbunden sind, daß sie nach bestimmten Flugprinzipien gleichzeitig und stetig die betreffenden Fluggrößen berechnen. Im Interesse einer klaren Darstellung sind die miteinander verbundenen Kreise der Servogeräte vereinfacht dargestellt, so daß jedoch die Erfindung daraus entnommen werden kann.

Beim Betrieb¹ der beschriebenen. Anlage werden in erster Linie Spannungen gemäß der Betätigung der oben angegebenen Nachbildungen der Flugzeugsteiuerungen abgeleitet, wobei diese Spannungen proportional den verschiedenen Geschwindigkeiten und Kräften sind, die eine Bewegung oder Beschleunigung gegenüber den drei Beizugsachsen nach den aerodynamischen Grundgleichungen hervorrufen. Die drei Bezugsachsen der Fig. 6 sind erstens die Längs- oder X-Achse des Flugzeuges, zweitens eine Y-Achse in Richtung der Flügel senkrecht zu der Längsachse und drittens eine Achse Z, die zu den beiden anderen. Achsen senkrecht steht, wobei sämtliche Achsen · durch den Schwerpunkt des Flugzeuges hindurchgehen.

Die festen oder durch den Boden gegebenen Achsen sind mit X₀, Y₀ und Z₀ bezeichnet, wobei die Achse X₀ im vorliegenden Fäll auch die Nordrichtung angibt. In der Darstellung ist das Flugzeug um einen Längsneigungswinkel Θ nach oben gerichtet und um einen Rollwinkel Φ nach rechts gerollt. Der Azianutwinkel ψ, d. h. der Winkel, der in. einer Ho<rizontaleibene zwischen der Nordk richtung X₀ und der Flugzeug-X-Achse gemessen wird, ist nicht dargestellt, da er im vorliegenden Fall gleich Null ist. Fig. 6 zeigt auch, die Zerlegung des Gewichtes W oder des Schwerkraftsvektors für eine kombinierte Längsneigungs- und Rollage. Die beiden anderen Winkel, die noch bei dieser Darstellung benutzt werden, sind der Anstellwinkel a und, der Winkel β des seitlichen Abrutschens. Der Anstellwinkel ist der Winkel, der in der Flugzeugsymmetrieebene (X-Z-Ebene) zwischen der Bezugslinie des Fahrgestelles des Flugzeuges oder der X-Achse und der Flugbahn geimessen wird. Der Winkel des seitlichen Abrutschens ist der Winkel, der in einer zur Flugzeugsymmetrieebene senkrechten Ebene (parallel zur X-F-Ebene) zwischen der Fahrgestellbezugslinie (X-Achse.) und der Flugbahn gemessen wird. Diese zwei Winkel werden auch aerodynamische Winkel genannt. Durch die Änderung dieser beiden Winkel werden aerodynamische Kräfte und Winkelgeschwindigkeiten hervorgerufen.

Verschiebungen und Drehungen mit Bezug auf die Flugzeugachsen und mit Bezug auf die festen Achsen, die untereinander senkrecht und parallel zum Horizont liegen, werden durch die Servosystem© bestimmt. In einem dieser Systeme werden 6j Kräfte berechnet, um die Eigengeschwindigkeit zu bestimmen, in einem anderen System werden Winkelgeschwindigkeiten ermittelt, um die Gierungsänderung zu bestimmen, und in einem dritten werden Winkelgeschwindigkeiten berechnet, um die ic3 Längsneigungsänderung zu ermitteln. Zusätzliche Servomotoren sind vorgesehen, um den Anstellwinkel und den Winkel des Abrutschens - darzustellen, wobei der Anstellwinkelservoniofor Winkelgeschwindigkeiten um die F-Achse integriert, um n die aerodynamischen Größen des Auftriebes, des Luftwiderstandes und der Längsneigungsgeschwindiig'keit zu berechnen, während der Servomotor des seitlichen Abrutschens den Winkel zwischen der Symmetrieebene des Flugzeuges und der Flugbahn, berechnet. Andere Servomotoren haben die Aufgabe, Winkelbewegungen in Abhängigkeit von Steuerspannungen, zu integrieren, die von den obenerwähnten Servomotoren erzeugt werden, um die Fluggrößen des Rollwinkels, des Längsneigungs- und Azimutwinkels zu bestimmen..

Nach den bekannten Grundsätzen, der Aerodynamik ist die Eigengeschwindigkeit V_T eine Funktion des Motorschubes T, der immer positiv ist (mit Ausnahme des Propellerschu.bes beim Leerlauf im Flug mit weniger als 1200 Umdrehungen), ferner der Schwerkraftswirkung G, die entweder positiv oder negativ sein kann, je nachdem, ob das Flugzeug sich im Abwärts- oder Aufwärtsflug befindet, und des Luftwiderstandes, der natürlich negativ ist. Der Luftwiderstand kann als Funktion

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der Eigengeschwindigkeit V_T, der Höhe H und des

; Anstellwinkels α aufgefaßt werden.

Mit Beizug auf Fig. 3 sei angenommen, daß eine Anzahl von Weehselspannungen, die verschiedene Werte'des. Schubes, der Schwerkraft und des Luftwiderstandes darstellen, mit verschiedenen Augenblickswerten' dor Polarität und Größe getrennt, einem Summierungsverstärker 20 zugeführt werden, der sich in dem Servosystem mit der Bezeichnung »Eigengeschwindigkeit« befindet. Solche Verstärker sind an sich bekannt und dienen, dazu,

; eine Anzahl von getrennten Wechselspannungen verschiedener Größe und Polarität algebraisch zu addieren, so daß eine ausführliche Darstellung der Schaltung nicht notwendig ist. Der Ausgang des Verstärkers 20 ist an ein selbsttätig sich abgleichendes Servosystem angeschlossen, welches einen MotorgeneratoTsatz 21 mit der Bezeichnung MG enthält. Die Schaltung eines solchen Satzes ist bei dem Höhenservosystem h der Fig. 5 im einzelnen da,rge;stellt, und da die: Anordnung des MotoTgeneratorsatzes im wesentlichen die gleiche für alle Servosysteme ist, möge eine einzelne Darstellung genügen. Der Motor 30 ist ein Zweiphasenmotor, dessen Steuerwicklung 31 von der Ausgangsspannung des Verstärkers gespeist wird,

■ . während der anderen Wicklung 32 eine konstante Bezugswechselspannung + e_x zugeführt wird. Die Arbeitsweise eines derartigen Motors ist an sich bekannt; er dreht sich in der einen Richtung, wenn' die Steuer- und Bezugspannungen in den beiden Wicklungen die gleichen¹ Augenblicks werte der Polarität haben, und in der umgekehrten Richtung, wenn die Aügenblickswerte der Polarität der Steuerspannung umgekehrt wie die der Bezugsspanriung liegen, wobei die Drehzahl in beiden ^H Fällen von der Größe der Steuerspannung abhängt. Der Motor treibt einen zweiphasigen Rückkopplungsgenerator 33, dessen eine Phase 34 mit einer -Bezugswechselspannung + e₂ gespeist wird, während die andere Phase 35 je nach der Motor-'^c geschwindigkeit eine Rückkopplungsspannung E_lb zum Zwecke einer weiter unten beschriebenen Änderungssteuerung erzeugt. Die Rückkopplungsspannung-E/;,des Eigengeschwindigkeitsservosystems

der Fig. 3 stellt

^T-, d. h. die Beschleunigung, dar

dt

und wird als Eingangsspannung für den Verstärker 20 benutzt. Der Motor dient auch dazu, über ein Untersetzungsgetriebe 36 (Fig. 5) und geeignete mechanische Verbindungen, die durch gestrichelte Linien 37 angedeutet sind, die Kontakte eines Potentiometersystems und in einigen ServO'Systemen auch geeignete Anzeigeinstrumente zu verstellen.

Die einzelnen Widerstandselemente der Potentiometer, wie z. B. die Widerstände 40 bis 47 des Eigengeschwindigkeitsservosystems, sind auf an sich bekannte Träger aufgewickelt und haben in Wirklichkeit eine runde oder bandförmige Gestalt, sind jedoch schematisch, zur besseren Veranschaulichung in einer Ebene abgewickelt, dargestellt. Die Anordnung, die für eine solche Servomotor- und Potentioimeteraflordniung benutzt werden, kann, ist an sich bekannt. , . . . ■

Es ist daher ersichtlich, daß eine Betätigung des Eigengeschwindigkeitsservoniotors in einer der beiden Richtungen bewirkt, daß die im Gleichlauf betätigten Schleifkontakte 40', 41', 42' usw. der Potentiometer sich in entsprechende Winkelstellungen an. den betreffenden Potentiometerelementen bewegen, um. Potentiotneterspannungen abzuleiten, d.h. auszuwählen oder abzugreifen, die von der entsprechenden Kontaktstellung abhängen. Jedes Potentiometer der S ervosy sterne ist so· geformt oder hat einen solchen Umriß, daß der Wert der abgeleiteten Spannungen an. dem, Potentiomieterkontakt eine bestimmte Beziehung zu der linearen Bewegung des Schleifkontaktes hat, die von der besonderen Funktion.des Potentiometers abhängt, wobei den Klemmen des Potentiometers eine Spannung zugeführt wird,. die hinsichtlich ihrer Augenblickswerte der Polarität und Größe auch von der Funktion des Potentiometers abhängt. Im vorliegenden Fall stellt die Umrißlinie aller Potentiometer die Ableitung der dargestellten Funktion dar. Die Potentiometer des Eigengeschwindigkeitssystems sind z. B. lineare Potentiometer, um die Beziehung x = y darzustellen,, wobei χ die lineare Bewegung des Kontaktes und y die abgeleitete go Potentiometerspann-ung ist.

Die Umrißlinie oder die Breitenänderung und daher die Widerstandsverteilung der verschiedenen Potentiometer, die zur Ableitung von Spannungen benutzt werden, welche die Flugzeugeigenschaften wiedergeben, ist proportional der Ableitung der Funktion der betreffenden Charakteristik mit Bezug auf die Variable, die durch die Einstellung des Potentiometers gegeben ist. Es sei z. B. angenommen, daß es sich um eine lineare Funktion handelt, wenn beispielsweise eine abgeleitete Spannung direkt proportional dem Abstand sein soll, den der vom Servomotor verstellte Potentic«- meterkontakt von der Nullstellung hat. Die Neigung der Funktionskurve ist dann das koiistante Verhältnis der abgeleiteten Spannung zur Zunahme der unabhängigen Veränderlichen, die durch den Weg des Kontaktes' von der Nullstellung wiedergegeben wird. Die Ableitung dieser Beziehung ist die gleiche für alle Kontakteinstellungen, so- daß die Breite . des Widerstandsträgers gleichmäßig ist und dieser eine rechteckige Gestalt aufweist. .-·.,..'

Wenn in einem - anderen Falle eine Kosinusfunktion vorliegt, dann kann die Ableitung der Kosinuskurve ausgedrückt werden als

d (cos Θ)

.„__'_ _ _sm Q

άθ

wobei Θ der in Radians, gemessene Winkel ist. Der Umriß des Potentiometerträgers für entsprechende Werte von 0 ist daher sinusförmig, wobei die negativen, Werte durch entsprechende Auswahl der dem Potentiometer zugeführten Polarität berücksichtigt werden. Wenn um- gekehrt eine Sinusfunktion auftritt, dann wird der

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Potentiometerträger für entsprechende Werte von Θ einen Kosinusumriß erhalten.

Da die Verdrahtung der Servosysteme sehr kompliziert ist, wird eine vereinfachte Darstellung benutzt, um Verwechselungen zu vermeiden und die Verfolgung der einzelnen Stromkreise zu erleichtern. Abgesehen von den Fällen, in denen die tatsächlichen Stromkreise dargestellt sind, sind die Eingangs- und Ausgangsklemmen der Potentiometer sowie die Eingangsklemmen der betreffendein Servo- und Leitungsverstärker und der zugehörigen Geräteteile sowohl mit Bezugszeichen als auch mit Symbolen versehen, die die betreffenden Klemmen bezeichnen, mit denen sie verbunden sind. Zur Vereinfachung sind die Potentiometer jedes Servosysteims noch besonders gezeichnet, z. B. das dritte Potentiometer des Eigengeschwindigkeitsservosystems V_T mit φ, das fünfte Potentiometer des Änstellwinkelservosystems α mit (5) usw., soi daß durch Angabe des Servoisystems mit seiner speziellen Bezeichnung und des Potentiometers in dem betreffenden System durch seine Nummer die Verbindungen zwischen den Potentiometern, den Servosystemen usw. in einfacher Weise bestimmt werden können.

In dem Eigengeschwindigkeitsservoisystem, auf das nunmehr besonders eingegangen wird, wird der S endverstärker 20 mit einer Anzahl von. Eingangsspannungen gespeist, von denen die beiden ersten, wenn man von oben anfängt, aus dem Servosystem selbst stammen und die Rückkopplungsspannung E_fb des Servogenerators und die Schubspannung von dem Fj-Potentiometer (3) darstellen. Das Schubpotentiometer wird an seiner unteren. Klemme mit einer Spannung gespeist, welche die Bremskraft BHP darstellt, die ihrerseits von dem Gashebelpotentiometer 5 abgeleitet wird, das von dem Flugschüler nach Fig. 2 bedient wird. Die von dem Gashebel abgeleitete Spannung' kann von einem Dreihzahlpotentioineter 38 abhängen, das ebenfalls von dem Flugschüler eingestellt wird und eine Kontrollstellung darstellt. Ein Anzeigeinstrument MAP zur Anzeige des Leitungsdruckes kann mit der Gashebelsteuerung verbunden sein, während ein Anzeigeinstrument TACH, welches die Drehzahl wiedergibt, mit der Kontrolleinsteillung verbunden sein kann. Die übrigen Eingangsspannungen des Vj-Verstärkers kommen von anderen Teilen des Rechengerätes her, wobei an der Klemme 50 eine Spannung von der entsprechenden Klemme des Potentiometers Q) des orServOsystems zugeführt wird, die den Luftwider-' stand darstellt, während die Klemme: 51 von dem Potentiometer (3) des ©-Servomotors mit einer Spannung gespeist wird, die eine Schwerkraftskomponente darstellt, und die Klemme 52 von dem Potentiometer (5) des a-Servomotors mit einer zweiten Schwerkraftskonipqnentemspannung gespeist wird, und die Klemmen 53 und 54 mit Spannungen gespeist werden, welche ein Anziehen der linken und rechten Radbremsen wiedergeben, wenn das Flugzeug sich am Boden befindet. Die Resultierende der verschiedenen Eingangsspannungen betreibt den Servomotor je nach der Änderung der Eigengeschwindigkeit, wobei der Motor bei konstanter Eigengeschwindigkeit stillsteht, wenn die Resultierende der verschiedenen Eingangsspannungen während des Fluges gleich Null ist. Die acht Potentiometer des Eigengeschwindigkeitsservosystems werden benutzt, um Spannungen abzuleiten, die der Eigengeschwindigkeit entsprechen, um Anzeigeinstrumente, den Fy-Leitu-ngsverstärker und andere Servosysteme zu. speisen, wobei die Potentiometer Q), (7) und (§) ihrerseits von anderen Teilen des Systems gespeist werden. Im einzelnen wird Potentiometer (f) von einer Spannung E gespeist, und der Kontakt 40' wird gemäß der Änderung der Eigengeschwindigkeit verschoben, um eine Spannung ,abzuleiten, welche die Eigengeschwindigkeit V_T. darstellt und die einem Leitungsverstärker 55 zugeführt wird, um Spannungen zu erzeugen, die — V_T und + V_T entsprechen. Diese Spannungen speisen Kosinuspotentiometer (T) des Θ-Servosystems sowie andere weiter unten erwähnte Potentiometer. Das Potentiometer Q) wird über einen Leitungsverstärker von dem Potentiometer φ des Höhenservosystems h der Fig. 5 mit einer Spannung gespeist, die das Produkt von Luftdichte und Eigengeschwindigkeit darstellt, und die abgeleitete Spannung dieses Potentiometers speist das α-Potentiometer Q). Potentiometer (3) und @ werden von den obenerwähnten Gashebel- und Drehzahlpotentiometern mit einer Spannung gespeist, welche die Bremskraft darstellt, wobei die abgeleitete Spannung des Potentiometers (3) als Eingangsspannung für den Fy-Servomotor und die abgeleitete Spannung vom Potentiometer (J) das /!--Potentiometer (3) speist. Die Potentiometer (5) und @ werden, von Spannungen + E und —E gespeist, um Spannungen abzuleiten, welche den Reziprokwert der wahren Eigengeschwindigkeit zur Speisung des ©-Potentiometers Q) darstellen; die Spannung vom Potentiometer @ wird auch als Eingangsspannung für das ω-System der Fig. 4 benutzt. Potentiometer (J) wird von einem ^-Potentiometer @ gespeist, um eine Spannung abzuleiten, die die angezeigte Eigengeschwindigkeit darstellt. Das Anzeigeinstrument 62 kann mit dieser Spannung gespeist werden, um die angezeigte Eigengeschwindigkeit wiederzugeben. Das Potentiometer (g) wird mit einer Spannung gespeist, die an dem /?-Potentio^ meter (^) der Fig. 5 abgenommen wird, um eine Spannung abzuleiten, die das seitliche Abrutschen darstellt, und diese Spannung kann einem Instrument 64 (Fig. 3) zugeführt werden, welches die KugelanzeigeeinesQuerneigungsmes'sers wiedergibt. Der Fj-Servomotor verstellt auch eine Nockenscheibe 65 zur Betätigung eines Schalters 66 entsprechend den kritischen Werten der Eigengeschwindigkeit, um ein Bremsrelais 67 und ein Eigenge:schwindigkeits-Fj--Relais 68, wie weiter unten beschrieben, zu betätigen. Die Nockenscheibe bewirkt eine Einschaltung des Bremsrelais, wenn die Eigengeschwindigkeit größer als* Null ist und weitere, weiter unten genannte Bedingungen ein-

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treten, während eine Einschaltung des Eigengeschwindigkeitsreiais stattfindet, wenn die Eigengeschwindigkeit gleich Null ist.

Das Längsneigungsservosystem Θ enthält einen Serv.oiverstärker 7 ι und fünf Potentiometerwiderstände, die alle mit Ausnahme des Widerstandes @ Kosinusverlauf haben. Die Eingangsspannungen für das ©-Servosystem während des Fluges bestehen aus einer Rückkopplungsspannung von dem Generator, einer Spannung, welche die Neigungsänderung in der vertikalen Ebene von dem Rollwiderstand Φ-Potentiometer ® der Fig. 4 darstellt und einer Spannung, die die Gierungsänderung in der vertikalen Ebene von dem Φ-Ρο-tentiometer (5) darstellt. Diese Eingangsspannungen sind mit dem Verstärker über Schalter 73, 74 verbunden, die von einem. Lenkradrelais 75 bei Bodenberührung betätigt werden, wie dies weiter unten beschrieben ist. Potentiometer (T) wird entsprechend Vj gespeist, um ζλυθϊ Spannungen, zbznleiten, die der Zerlegung von F₇- entsprechend der Längsneigung entsprechen. Eine der Spannungen dient als Eingangsspannung für den //-Servo-

verstärker und den Steiggeschwindigkeits-

(dh) (dt)

voverstärker, und die andere speist einen Leitungsverstärker¹ yj, der positive und negative Spannungen erzeugt, die die Kosinuswerte von F₇- darstellen.

Potentiometer Q) wird mit Spannungen gespeist, die 1/F₇- entsprechen, und an den Potentiometern (5) und (S) des F₇-SeTVOSystems abgenommen werden. Vier, Spannungen werden von diesem Potentio^· meter abgegriffen, von denen zwei das Potentiometer Q) des Φ-Servomotors speisen, während die anderen beiden das α-Potentiometer (4) speisen und auch wahlweise dem Θ-Servoeingang über einen Schalter 139 des Φ-Servosystems zugeführt werden können. Das Potentiometer (3) wird benutzt, um eine Anzahl von Spannungen gemäß dem Kosinüswert von Θ abzuleiten, wobei die eine Spannung im Fj-Servomotor und die zwei anderen Spannungen im Φ-Potentiotneiter (3) zur Zerlegung des Rollens zugeführt werden. Potentiometer @, welches getrennte Abschnitte zur Ableitung von Sekantenfuniktionen enthält, wird von einem entsprechenden Leiitungsverstärker gemäß Fig. 5 gespeist, während die an ihm abgegriffenen Spannungen das Potentiometer (5) speisen, von. wo' die abgeleitete Spannung, welche die »Rollkupplung« darstellt, dem Eingang des Φ-εθΓνονε'ΓΒΐ^ΑβΓΒ zugeführt wird. Eine der am, Potentiometer @ abgegriffenen Spannungen wird auch als Eingangsspannung für den y-Servoverstärker benutzt.

Der ©-Servomotor verstellt auch eine Nockenscheibe 85 (Fig. 3) je nach dem Längsneigungswinkel, die einen Schalter 86 betätigt. Der Schalter befindet sich in Stellung 87, wenn die Längsneigung größer als o° und kleiner als i8o° ist, und berührt den Kontakt 88, um das obenerwähnte Lenkradrelais 75 zu betätigen, wenn Θ kleiner als o° und großer als i8o° ist, wie dies weiter unten erläutert wird. Der Langsneigungsservomotor verstellt auch das Neigungselement des Lagekreisels 89 für die Fluganzeige. Das Rollelement des Kreisels wird durch das weiter unten beschrieb eine Rollservosystem verstellt.

Der a-Servoverstärker 90 wird mit einer Anzahl von Spannungen gespeist, nämlich der Rückkopplungsspannung E_fb des Generators, einer Spannung von dem Summierungsverstärker SA des Längsneigungsänderungssystems gemäß Fig. 4, wobei diese Eingangsspannung durch einen Schalter 92 gesteuert wird, der ebenfalls von dem obenerwähnten Lenkradrelais 75 abhängt. Eine weitere Eingangsspannung komfnt vom Potentiometer φ des Φ-Servosystems über den, Schalter 185 des i7-Relais 118, die eine Schiwerkraftkomponente darstellt, während eine weitere Schwerkraftkomponente vom, Potentiometer @ des a-Servo'Sy stems herrührt. Schließlich, wird eine Eingangsspannung, welche den Auftrieb darstellt, direkt vom Potentiometer (T) des a-Servosystems über einen, Schalter 186 des //-Relais zugeführt, wobei dieses Potentiometer von dem Leitungsverstärker¹ gespeist wird, der an das Potentiometer (2) des if-Servosystems gemäß Fig. 5 angeschlossen ist. Wenn das JJ-Relais erregt wird (und dadurch die Bodenberührung nachahmt), werden durch die Schalter 185 und 186 die betreffenden Eingangskreise geerdet. Dieser Zustand zusammen mit der Betätigung des Lenkradrelais 75, welches eine »Lage«-Spannung von dem erSystem dem Verstärker 90 zuführt, bewirkt, daß der α-Servomotor sich auf eine voifbestimmte Winkellage einstellt, die die Dreipunktbodenberührung darstellt.

Die übrigen Potentiometer des a-Servosystems, nämlich Potentiometer (2), (3), (5) und (7), werden benutzt, um Spannungen abzuleiten, die anderen Teilen des Flugrechengerätes zugeführt werden., Poitentioimeter Q) wird von dem F₇-POtCnUometer Q) gespeist, um eine Luftwiderstandsspannung, wie oben erwähnt, für den F^-Eingang zu erzeugen.. Potentiometer(3) wird gemäß der Eigengeschwindigkeit gespeist, um eine Spannung zu erzeugen, die die Längsneigungsänderung in Abhängigkeit vom Anstellwinkel für den ojy-Leitungsverstärker LA nach Fig. 4 darstellt. Potentiometer (5) wird von dem Rollpotentiotneter (3) gemäß Fig. 5 gespeist, um die obenerwähnte Schwerkraftskomponentenspannung für den Eingang des F₇-Servosystems zu erzeugen, und Potentiometer (7) wird von dem Rollpo'tentiometer (T) gespeist, um eine Spannung zu bilden, die eine Komponente der vertikalen Eigengeschwindigkeit ist. Diese Koniponentenspannung ist eine Eingangsspannung für den fe-Servoverstärker und auch für

den — -Verstärker gemäß Fig 5.

In, Fig. 4 wird der ω_ν -Leitungsverstärker 104 durch eint Anzahl von Eingangsspaninungen ge-, speist, von denen die meisten schon oben erwähnt worden sind. Der Klemme 95 wird eine Längsneigungsänderungsspannung von dem α-Servomotor zugeführt; die Klemme 103 ist direkt mit dem Kontakt 7' des Höhehruderpotentiometers 7

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verbunden, an dem die Höhensteuerspannung abgeleitet wird, welche die Längsneigungsgeschwinr digkeit darstellt. Die Klemmen 53 und 54 können von Fußbremsenspannungen, gespeist werden, um den. Rollbahnbetrieb darzustellen, und die Klemmen 39 und 94, welche mit dem Verstärker über Schalter 105 und ro6 des,//-Hauptrelais, wie unten beschrieben, verbunden werden können,, werden von dem Eigengeschwindigkeits- bzw. dem Höheiisystem gespeist. Während des nachgeahmten Fluges befinden sich die Kontakte des /i-Relais in der dargestellten Lage. Die Spannung an. der Klemme 39 des /^T-Potentiometers @ stellt einen Gewichtsfaktor dar und die Spannung an der Klemme 94 einen Auftriebsfaktor. Diese Klemmen sind in den Eingangskreis nur eingeschaltet, wenn das //-Relais erregt ist, um den Rollbahn- oder Flugplatzbetrieb darzustellen, d. h. wenn die Höhe H über dem Flugplatz gleich Null ist.

Der Ausgang des ω^-Leitungsverstärkers speist ■ einen Transformator 107 mit einer mehrfachen Sekundärwicklung, in der Spannungen entgegengesetzter Phase erzeugt werden, wobei die eine der Spannungen, welche die Längsneigungsänderung darstellt, über eine Leitung 108 einer elektronischen Vorrichtung 109, z. B. einer gittergesteuerten Entladungsröhre, zugeführt \vird, die gewöhnlich als Thyratron bezeichnet wird. Wie dies an sich bekannt ist, kann das Thyratron gezündet werden, wenn die Eingangsspannung am Gitter negativ ist. Wenn das Thyratron zündet, wird das o^-Relais 110 gespeist und betätigt einen Schalter 111, der den Kontakt 112 berührt. Dies stellt einen Zustand dar, bei dem <x>_y negativ oder kleiner als Null ist. Der Kontakt: 112 ist seinerseits über einen Leiter 113 mit dem Nockenschalter 86 der Fig. 3 verbunden, um das Lenkradrelais 75 zu steuern. Der cOy-Relaisschalter in ist durch Leitungen 114 in einen Serienkreis eingeschaltet, welcher das Lenkrad relais 75, den ©-Nockenschalter 87 gemäß Fig. 3 und einen Schalter 167 enthält, der von dem //-Thyratron 155 gemäß Fig. 5 betätigt: wird. Der //-Thyratronschalter 167 ist bei E mit einer Spannungsquelle verbunden, so daß das Lenkradrelais nur gespeist wird, wenn alle drei Schalter geschlossen sind. Das Bransrelais 67 gemäß Fig. 3 kann auch über einen Schalter 167 und eine Leitung 119 erregt werden, die mit einem Verbindungspunkt ii4_a und über den F7-Nockenschalter 66 verbunden ist. Der //-Thyratronschalter ist auch geeignet, das //-Hauptrelais 118 zu erregen;, und zwar über den Verbindungspunkt 1140, den i-F-L-Thyratronschalter 116 und einen Leiter 117 in Fig. 4 und 5-

Die Betätigungseinrichtung des I^-L-Schalters 116 enthält ein Thyratron 121 od. dgl. und ein . Relais 122, das beim Zünden des Thyratrons erregt wird und.den Schalter 116 in die offene Lage 123 bringt, diese stellt einen Flugzustand dar, bei dem der.. aerodynamische Auftrieb L größer als das Flugzeu.ggew.icht W ist bzw. einen Zustand, bei

- dem die Steiggeschwindigkeit --- größer als Null ist. In der enterregten. Stellung berührt der Schalter den Kontakt 115, .um den entgegengesetzten Zustand anzudeuten.

Das Gitter des PF-L-Thyratrons 121 wird durch die Resultierende von Eingangsspannungen beeinflußt, von denen drei schon genannt worden sind. Die Klemmen 93. und 101 werden mit Spannungen η_ο gespeist, welche Schwerkrafts- oder Gewicht skomponenten darstellen, und der Klemme 102 wird eine Auftriebsspannung von dem betreffenden Servosystem zugeführt. Der Klemme 125 wird eine Spannung, welche, die Fallgeschwindigkeit (—dh)

darstellt, von dem Potentiometer (T) der

vertikalen Eigengeschwindigkeit gemäß Fig. 5 zugeführt. Wenn die resultierende Spannung an dem Thyratrongitter negativ ist, zündet das Thyratron und erregt das Relais 122. Die "Arbeitsweise des W-L-Relais wird in Verbindung mit dem Bodenberührungssystern näher beschrieben, da es an sich die Flugrechenvorrichtung während des Fluges, d. h. wenn das Flugzeug von der Luft getragen wird, nicht beeinflußt.

Das Rollservosystem Φ betätigt das Rollelement des Lagekreisels 89 in Fig. 3 und wird dazu benutzt, die verschiedenen Steuerspannungen nach der RoIlage zu zerlegen. Zu den Eingangsspannun- g₀ gen für den Φ-Servoverstärker 120 gehört eine Rückkopplungsspannung von dem Generator, eine' Spannung an der Klemme 126, die direkt vom Kontakt 6' des Querruderpoientio-meters 6 zuge^ führt wird und die Rollgeschwindigkeit darstellt, eine Spannung an der Klemme 127 vom /?-P.otentiometer (3), welche die Rollgeschwindigkeit infolge des seitlichen Abrutschens darstellt, und eine Spannung, welche die obenerwähnte Rollkupplung an der Klemme 84 wiedergibt. Die Klemme 127 ist mit dem Servoverstärker über einen Schalter 128 verbunden, der von dem //-Hauptrelais 118 gesteuert wird. Wenn die Bodenberührung wiedergegeben wird, wird das Relais erregt, um den Schalter 128 in Berührung, mit dem Kontakt 129 zu bringen, der von einer Lagespannung von dem «^-Potentiometer @ gespeist wird, um die Rollage des Flugzeuges am Boden zu begrenzen.

Die SB-Potentiometer, die alle mit Ausnahme von Potentiometer (6) kosinusförmig sind, werden wie folgt gespeist:

Potentiometer (T) wird von dem Leitungsverstärker 77, der an das ©-Potentiometer φ gemäß Fig. 3 angeschlossen ist, zur Ableitung von vier Spannungen gespeist, von denen zwei das a-Potentiometer (7) und die anderen zwei das ^-Potentiometer @ speisen; Potentiometer(2) wird von dem ©-Potentiometer (2) gespeist, und zwei Spannungen werden von ihm abgenommen, von denen die erste eine Eingangsspannung für den /?-Servoverstärker und die zweite eine Eingangsspannung für den ά-Servoverstärker und das J^F-L-Thyratron bilden; Potentiometer (3) wird, wie oben erwähnt, von dem ©-Potentiometer (5) gespeist und erregt das α-Potentiometer (5); Potentiometer (J) wird gemäß der Längsneigungsänderung gespeist und dient zur

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Ableitung von. zwei Spannungen, von. denen die eine eine Eingangsspäfiniung für den, -~~ · cos ©-Lei-

tungsverstärker gemäß Fig. 5 ist und die andere eine Eingangsspännung für den ©-Servoverstärker; Potentiometer (5) wird gemäß der Gieränderung von dem cü_z-Lei'tungsverstärker gespeist, um eine Eingangsspannung für den Θ-Verstärker und eine Eingangsspännung für den erwähnten--—· cos ©-Verstärker zu liefern; das lineare Potentiometer @ wird so· gespeist, daß eine Lagespannung entsprechend dem Rollen abgeleitet wird, und die Nockenscheibe 138 ist so eingestellt, daß ein RoIlschalter 139 betätigt wird, der die Kontakte 140 und 141 des Berührungsgerätes betätigt.

' '. Die Aufgabe des Rollschalters 139 besteht darin,, die Polarität einer Eingangsspannung für den ©-Servomotor zu steuern, um automatisch diesen Servomotor auf die Dreipunktrollbähnlage einzustellen, wenn das von © gesteuerte Lenkradrelais. 75 durch das Bodenberührungssystem erregt wird. Diese Spannung, die mit dem ©-Eingang über den Relaisschalter 73 verbunden ist, wird aus zwei entgegengesetzten Spannungen gewonnen, die von dem ©-Potentiometer (2) durch den Φ-Nockenschalter 139 abgeleitet werden und verursachen, daß der ©-Servomotor die Dreipunktbodenlage unabhängig von der Roll- und Längsneigungslage im Zeitpunkt der »Landung« einnimmt. In anderen Worten heißt dies,. daß die Anlag« sich selbsttätig »ausrichtet«, wenn der Flugschüler eine schlechte Landung macht, so^ daß sie für einen neuen »Abflug« bereit ist.

Die Veränderung der verschiedenen: Winkelgeschwindigkeiten und Kräfte, z. B. Schwerkraft, Auftrieb, Zentrifugalkraft, Schub, Luftwiderstand, Längsneigungsgeschwindigkeit u. dgl., werden' durch die Verstellung von Kontaktbürsten auf den betreffenden Potentiometern zusammen mit Änderungen der Potentiometerspeisespannungen erzeugt, während die relative Größe oder die Wirkung jeder der genannten Änderungen, Kräfte und Momente durch den Wert von Eingangswiderständen der verschiedenen Verstärker bestimmt werden. Zum Beispiel wird die relative Größe des Auftriebes von den Werten der Lüftdichte ρ, dem Anstellwinkel α und einem konstanten Faktor beeinflußt, der proportional der Flügelfläche ist. Diese Ausdrücke bestimmen den Widerstandswert des Auftriebseingangs an dem α-Verstärker 90 gemäß.

* ·" Fig. 3. Eine Erniedrigung des Widerstandswertes erhöht die relative Größe der obigen Konstanten.

Die Verwendung der Rückkopplungsgeneratoren für die Änderungssteuerungen ist besonders wichtig, wobei das Längsneigungsintegriersystem als ein Beispiel dienen möge. Wenn, der' Servomotor allein benutzt würde, um den Integriervorgang der Längsneigung durchzuführen, dann würde die Eigenträgheit des Antriebes einen so großen Fehler erzeugen, daß das System praktisch nicht brauchbar wäre. Wenn jedoch der Rückkopplungsgenerator eingeschaltet wird, bildet die erzeugte Rückkopplungsspannung¹ E_n eine Eingangsspannung für den. Längsneigungsverstärker und. hat' eine solche Phasenbeiziieihung zii, dem summierten oder resultierenden Eingangssignal, daß sie demselben entgegengesetzt ist, d. h. daß sie als negative Rückkopplung oder Gelgenkopplung wirkt. Bei großem Verstärkungsgrad in dem Steuerverstärker hat die Geschwindigkeit des Motors daher in an sich bekannter Weise eine lineare Beziehung zu der Größe des Eingangssignals, d. h. zu der Änderung der Längsneigungsspannung ohne· Verzögerung oder Überregelung, so daß sowohl große als auch kleine Längsneigungsändeirungen mit gleicher Genauigkeit integriert werden. Es ist ersichtlich, daß bei einer Umkehr des Haupteingangssignals und einem. Betrieb des Motors und Generators in umgekehrter Richtung die Phase der erzeugten Rückkopplungsspannung ebenfalls umgekehrt wird und daher wie vorher dem Eingangssignal entgegenarbeitet.

Die; Geschwindigkeit der Azimutänderung

(at)

wird bestimmt durch die Zerlegung der Längsneigungsänderung Wy und der Gieränderung ω_ζ für Rollung Φ und Längsneigung ©. Zu diesem Zweck wird der Leitungsverstärker 142 gemäß Fig. 4 von den ^-Potentiometern (J) und (S), die oben erwähnt wurden, gespeist und erzeugt mit Hilfe des Transformators 143 zwei geigenphasige Steuerspannungen. Die Verstärkereingangsspannung, die an dem ^-Potentiometer (J) abgeleitet wird, stellt die Gieränderung in einer Ebene dar, di« gegen die Vertikale um einen. Winkel © geneigt ist, und die Eingangsspannung von dem Φ-Potentiometer stellt die Längsneigungsänderung in derselben Ebene dar. Die Spannungen,, die am Ausgang dieses Leitungsverstärkers erhalten werden,

(dip)

stellen die Funktion

(dt)

cos © dar. Diese

cos ©-Steuerspannungen speisen,, wie oben

(dxp) (dt)

erwähnt, das Potentiometer (J) des Längsneigungssystems, das seinerseits abgeleitete Spannungen erzeugt, die der Geschwindigkeit der Azimutänderung (dy>)

entsprechen. Der ψ-Servoverstärker 144 gemäß Fig. 3 wird von einer der

(dw) „

-—^--Spannungen

gespeist, um den Zeiger 145 eines Kompasses zu verstellen.

Das ^-Servosystem für seitliches Abrutschen enthält einen Servoverstärker 147 mit den folgenden Eingangsspannungen: Eine Rückkopplungsspannung von dem Generator; eine Spannung von dem ^-Potentiometer (2), die eine Schwerkraftskomponente darstellt; eine Gieränderungsspannung von dem cOj-Leitungsverstärker und eine Spannung von dem /^-Potentiometer (J), welche eine Seitenkraft wiedergibt. Das Potentiometer (T) wird mit einer Spannung von dem Leitungsverstärker gespeist, de'r mit dem Potentiometer φ des /i-Serv.osysteims verbunden ist, um die erwähnte Seitenkraftspannung abzuleiten. Das Potentiometer (2)

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wird von dem Fy-Leitungsverstärker gemäß der Eigengeschwindigkeit gespeist, um eine Eingangsspannung abzuleiten, welche die Giergeschwindigkeit infolge des seitlichen Abrutschens für den co_z-Leitungverstärker darstellt; Potentiometer (3) wird von einer gegenphasigen Spannung des FT-Leitungsverstärkers gespeist, um eine Eingangsspannung abzuleiten, welche die Rollger schwindigkeit für den Φ-S endverstärker darstellt; ίο Potentiometer (J) wird von dem Φ-PotentiometerQ) gespeist, um eine Eingangsspannung abzuleiten, die eine Komponente der vertikalen Eigengeschwindigkeit für den Höhenservoverstärker und den S endverstärker der vertikalen Eigengeschwindigkeit oder der Steiggeschwindigkeit—-in Fig. 5

darstellt; Potentiometer (f>) wird mit einer konstanten Gleichspannung gespeist, um eine Spannung abzuleiten, die das seitliche Abrutschen darstellt und dem f'VPotentiometer (§) zugeführt wird, wobei die dort abgeleitete Spannung den Zeiger betätigt, der die Kugel des nachgebildeten Querneigungsmessers 64 gemäß Eig. 3 darstellt.

Gemäß Fig. 5 hat der /i-Höheniservoverstärker 150 die folgenden Eingangsspannungen: Eine Rückkopplungsspannung von dem Generator 33 und drei andere Spannungen, die Komponenten der vertikalen Eigengeschwindigkeit darstellen, nämlich eine Spannung' vom ©-Potentiometer (J), eine zweite Spannung von α-Potentiometer (7) und eine dritte Spannung vom ^-Potentiometer @. Der Ausgang des Servo>verstärkers steuert den Motor 30 in der oben beschriebenen Weise, so daß er so^ wohl die Potentiometerkontakte als auch ein Anzeigeinstrument 152 betätigt, das einen Druckhöhenmesser darstellt. Im vorliegenden Fall ist der Servomotor 30 mit einer Bremse 153 versehen,, die automatisch von einem Solenoid. 154 zurückgezogen wird, wenn der Motor erregt wirdi. Auf diese Weise wird ein Weiterlaufen des /i-Motors nach dem Ausschalten vermieden, so daß der Höhenmesser 152 keine negative Höhe bei Bodenberührung anzeigen kann. Der Motor 30 wird von dem. //-Relais 118 gesteuert, welches den Stromkreis der Motorwicklung 32 unterbricht, wenn das Relais bei Bodenberührung erregt wird,- so' daß der Ä-Servo·- moto'r abgeschaltet und gebremst wird. Die Potentiometer des /i-Servosystems arbeiten wie folgt: Potentiometer (T) wird mit einer konstanten Spannung £ gespeist, und die abgeleitete Spannung, welche die Höhe über dem Meeresspiegel darstellt, wird dem.//-Thyratron. 155 zugeführt; Potentiometer Q) wird entsprechend der Eigengeschwindigkeit von dem F^-Potentiometer (J) über den F^-Leitungsverstärker gespeist, um eine Spannung abzuleiten, welche den Einfluß der Höhe auf die angezeigte Eigengeschwindigkeit darstellt. Diese Spannung wird durch den Leitungsverstärker 157 und den Transformator 158 in zwei gegenphasige Steuerspannungen umgewandelt, die als Eingangsspannungen für die obenerwähnten Potentiometer des Vj- und, α-Systems dienen; Potentiometer(3) wird von dem Fj-System durch, eine Schubspannung gespeist, um eine Eingangsspannung für den o)_z-Leitungsverstärker abzuleiten, die die Wirkung des MotO'rschubeS' auf die Gieränderung darstellt; Potentiometer @ wird mit einer konstanten Gleichspannung gespeist, um eine Eingangsspannung für das Py-Potentiometer φ der Fig. 3 abzuleiten, welches seinerseits ein Gleichstrom-■instrument 62 zur Darstellung der Eigengeschwindigkeit speist. Die Anzeige der Eigengeschwindigkeit wird daher in Abhängigkeit von Höhenänderungen korrigiert.

Das Servosystem für Steig- und Fallgeschwindig-

keit-7™-oder vertikale Eigengeschwindigkeit ent-{dt)

hält einen Servoverstärker 160, der ein Potentiometer gemäß der vertikalen Eigengeschwindigkeit steuert, eine Nockenscheibe 161 verstellt und ein Anzeigeinstrument 162 betätigt, welches als Meßgerät für die Steigungsänderung oder vertikale Eigengeschwindigkeit dient. Die Eingangsspannungen für den Verstärker 160 enthalten eine Rückkopplungsspannung von dem Generator sowie drei Spannungen, welche Komponenten der vertikalen Eigengeschwindigkeit darstellen, und eine Ansprechspannung, welche die vertikale Eigengeschwindigkeit von dem Potentiometer (T) wiedergibt, das von, einer konstanten Spannung E gespeist wird. Die drei Spannungen, welche die Komponenten der vertikalen Eigengeschwindigkeit darstellen, werden von dem ©-Potentiometer (Jj), dem α-Potentiometer Q) und von dem ^-Potentiometer (D abgeleitet. Die Steiggeschwindigkeits- spannung von Potentiometer (J) dient auch als Eingangsspannung für das obenerwähnte fF-L-Thyratron 121 gemäß Fig. 4.

Die /i-Servonockenscheibe 161 steuert einen Schalter 163, der gemäß der kritischen vertikalen ■ Eigengeschwindigkeit eingestellt ist, um einen 'nachgebildeten »Absturz«-Alarm zu geben. Wenn die vertikale Eigengeschwindigkeit beim- Abwärtsflug z.B. größer ist als 170 m (500 Fuß) pro Minute, dann wird durch die Nockenscheibe der' Kontakt 164 betätigt und steuert Stromkreise, die eine »Absturzlandung« nachahmeni. Ein sogenanntes AbstUrzrelais 166 ist vorgesehen, das sowohl von dem Nockenschalter 163 als auch dem H -Thyratronschalter 167 betätigt wird. Der Schalter wird von einem Relais 168 betätigt, das seinerseits von dem //-Thyratron 155 gespeist wird. Der Schalter 167 wird von seinem Relais betätigt, wenn, das //-Thyratron gezündet wird, um die Höhe des Erdbodens anzuzeigen, soi daß hierdurch der Absturzkreis am Kontakt 169 geschlossen und das Absturzrelais 166 erregt wird, falls die vertikale Eigengeschwindigkeit im Zeitpunkt der »Landung« zu groß ist. Die Wirklichkeit kann weiter dadurch nachgebildet werden, daß ein vom Flugzeugführer betätigter Schalter 170 im Nebenschluß zu dem Nockenschalter 163 liegt, um die Stellung des Fahrgestells anzuzeigen. Der Schalter 170 stellt in der gezeichneten Lage das eingezogene Fahrgestell dar, so* daß, wenn der Pilot versucht, mit eingezogenem. Fahrgestell zu

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landen, das Absturzrelais 166 betätigt wird. Eine geeignete Absturzwarnung oder Nachahmung kann vorgesehen sein; z. B. kann der Absturz relaisschalter 171 einen Kreis für ein Horn 172 od. dgl. schließen, oder Blitzlichtröhreni können entzündet werden.

Das üf-Thyratron 155 wird so¹ gesteuert, daß das //-Relais 118 entsprechend der korrigierten Höhe des Flugplatzes erregt wird. Zu diesem Zweck stellt der Lehrer dieSteuerpotentiometer 17, 18 ein, um Spannungen! abzuleiten, die die angenommene Höhe des Flugplatzes über dem Meeresspiegel und den BaiOmeterdruckam Flugplatz berücksichtigen. Die betreffenden abgeleiteten Spannungen werden als Eingangsspaninungen für das //-Thyratron zusammen mit einer Höhenspannung von dem /i-Servopotentiometer (J) benutzt. Wenn die Resultierende dieser Spannungen an dem Steuergitter negativ ist, wird die korrigierte Rollbahnhöhe angezeigt, und das //-Thyratron zündet, so daß das //-Thyratronrelais 168 erregt wird.

Der Gieränderungs-civLeitungsverstärker 175

dient zur Erzeugung von gegenphasigen Spannungen gemäß der Gieränderung. Die Verstärkereingangsspannungen enthalten eine Rückkopp lungsspannung, die durch den Schalter 176 nur eingeschaltet wird, wenn das //-Hauptrelais 118 erregt ist, um den Rollbahnbetrieb darzustellen; ferner eine Seitensteuer- oder Wendegeschwindigkeitsspannung, die von dem Kontakt 8' des vom Flugschüler bedienten Seitenruderpotentiometers 8 abgeleitet ist; eine Spannung des seitlichen Abrutschens von dem /^-Potentiometer Q); ferner zwei Bremsspannungen und. eine Lenkradspannung für den Rollbahnbetrieb und schließlich eine Schubspa-nnung von dem A-Potentiometer (5). Die Schubspannung wird durch den. Schalter 177 des Eigengeschwindigkeitsrelais 68 ausgeschaltet, wenn das Relais betätigt wird, um die Eigengeschwindigkeit Null darzustellen.

Die verstärkte resultierende Ausgangsspannung des a>₂-Leitungsverstärkers wird einem Transformator 178 zugeführt, dessen Sekundärseite gegenphasige Spannungen—ω₂ und +ω_ζ erzeugt, von denen die erste für die Rückkopplung und für andere Teile der Anlage benutzt wird. Die zweite Spannung erregt einen phasenempfindlichen Gleichrichter 179, der den Weindeanzeiger des nachgeahmten Querneigungsmessers 64 gemäß Fig. 3 betätigt. Wie oben erwähnt, wird die Kugel dieses Meßgerätes von dem F_r-System durch eine Spannung betätigt, welche Komponenten des seitlichen . Abrütschens und der Eigengeschwindigkeit darstellt. Die wesentlichen Elemente eines nachgebildeten Flugübungsgerätes sind damit beschrieben, und eine ausführliche Beschreibung des Betriebes bei verschiedenen Flugmanövern, wie Kurven, Rollen, Schleifenflug usw., ist für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht nötig. Es genügt, f estzustellen, daß Änderungen in den primären Eingangsspannungen, die von den pilotengesteuerten Gashebel-, Querruder-, Höhenruder- und Seitenruderpotentio'metern herrühren, das Gleichgewicht der Eigengeschw.indigkeits-, Roll-, Längsneigungsänderungs- und Gieränderungssysteme verändern, die wiederum auf andere Servosysterne, z. B. Anstellwinkel, Längsneigung, Höhe und seitliches Abrutschen, einwirken, um diese Systeme zu verstellen oder in neue Gleichgewichtslagen wiei beim wirklichen Flug zu bringen. Eine Zunahme der Eigeegeschwindigkeit infolge erhöhter Bremsleistung, die durch die positivere Spannung an dem Vy-Eingang von dem Gashebelpotentiometer 5 dargestellt wird, verursacht z. B., daß der Eigengeschwindigkeitsservomotor eine neue Gleichgewichtslage in Rieh- tang einer höheren Eigengeschwindigkeit aufsucht, mit dem Ergebnis, daß die Potentiometerkonitakte des Fj-Systems alle nach oben rücken. Im Falle des Potentiometers (J) wird die P^-Spannung erhöht, und da diese Spannung das Potentiometer (J) des 0-Systems erregt, wird die an diesem Potentiometer abgeleitete Spannung, die als Eingangsspannung für den Höhen- und Steiggeschwindigkeitsservomotor dient, erhöht, so daß, wenn Θ größer oder kleiner als Null ist, entsprechende Änderungen in der Höhe und der Vertikalgeschwindigkeit angezeigt werden. Die abgeleitete Spannung vom. Potentiometer Q) beeiinflußt Potentiometer Q) des Anstellwinkelservomotors, so daß die Lu,ftwiderstandsspannung infolge der erhöhten Eigengeschwindigkeit zunimmt. Die Schubspannungem der Potentiometer Q) und (4) sind oben erwähnt worden; die erste vergrößert die Eigengeschwindigkeit infolge der Zunahme der Bremsleistung, und die zweite, die von dem Ä-Servomotor beeinflußt wird, verändert die Gieränderung-. Die Spannungen von den Potentiometern (5) und ©, welche Schwerkraftsfaktoren darstellen, werden von dem ©-Potentiometer Q) beeinflußt und zum Teil auch von dem α-Potentiometer (ξ), um eine Schwerkraftseingangsspannung für das Anistellwinkelservosystem zu erzeugen. Andere abgeleitete Spannungen von dem ©-Potentiometer Q) werden von dem Rollpotentiometer Q) beeinflußt, um zusätzliche Schwerkraftskomponenten für die ß- und α-Servomotoren und auch das ff^-L-Thyratron darzustellen,. Die Funktion der Potentiometer (7) und (8) ist oben beschrieben worden; sie dienen dazu, Fluganzeigeinstrumente zu betätigen. Das Fj-Servosystern nimmt seine neue Gleichgewichtslage ein, wenn die \^rergrößerte Luftwiderstandsspanniung von dem a-Servosystem und auch die geänderte Schwerkraftskomponentenspannung die vergrößerte Schubspannung ausgleichen und dabei den F_r-ServomotoT bei der neuen Eigengeschwindigkeit abschalten.

Die Fig. 7, 8 und 9 stellen in Einzeldarstellungen die wesentlichen Relais und Steuerpotentiometer dar, die hauptsächlich für die Nachbildung des Rollbahnbetriebes und der Abflug- und Landemanöver benutzt werden. Diese Geräte sind schon in Verbindung mit den verschiedenen ServosySternen der Fig. 3, 4 und 5 beschrieben worden. Die vollständige Arbeitsweise der Geräte der Fig. 7 bis 9 wird in Verbindung mit dem »Bodenberührungssysteim« beschrieben.

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„Arbeitsweise des Boderiberührungssystems ..

;Däs Bodenberührungssystem enthält als Grundelemente das ^-/.-Thyratron 121 und das //^:Thyratron 155, .welches . das Haupt-//-Relais 118 steuert. Das Haupt-//-Relais beeinflußt seinerseits entweder direkt oder indirekt die verschiedenen Elemente des Rechengerätes der Fig. 3 bis 5. Aus Fig. 9 geht hervor, daß" die Eingangsspannungen des H^-L-Thyratroms so bemessen sind, daß eine verhältnismäßig kleine Änderung in der Steigge-

^;; schwindigkeit oder vertikalen Eigengeschwindigkeit—-eine Wirkung an dem Gitter des Thyra-

trons hervorruft, die¹ derjenigen Wirkung gleichwertig ist, die durch eine große Veränderung durch W-L verursacht wird. Wenn sich das Flugzeug im Stillstand auf der Rollbahn befindet, wird das //-Thyratron erregt, da die resultierende Eingangsspannung negativ ist; das !^-L-Thyratroai ist jedoch nicht erregt, da die ^rL-Eingangs-

spannurigen mit Ausnahme von -—-, die Null ist,

überwiegend positiv sind. Bei dem nachgeahmten Abflug nimmt V_T zu, wenn das Flugzeug Geschwindigkeit aufnimmt, indem es über die Rollbahn läuft, wobei die H^-L-Spannungen fortschreitend weniger positiv werden und die

-τ--Spannung gleich Null bleibt. Wenn V_T zunimmt, nimmt auch die Auftriebsspannung vom α-Potentiometer (T) zu, da der α-Servomotor beim Rollbahnbetrieb einen positiven Winkel hat. Schließlich wird V_T genügend groß, so· daß der Auftrieb den Luftwiderstand überwiegt und die H^-L-Eingangsspannungen eine resultierende negative Spannung ergeben, so* daß das W-L-Thyratron erregt wird und das Hauptrelais H abgeschaltet wird.

Wenn das Haupt-//-Relais stromlos wird, beginnt das α-System nach Fig. 3 zu arbeiten. In dem erregten Zustand bewirkt das //-Relais durch die Schalter 185 und 186, daß der Eingang des a-A^erstärkers geerdet ist. Im stromlosen Zustand ist der α-Servomotor auf einen vorbestimmten positiven Anstellwinkel eingestellt, der die Dreipunktlage des Flugzeuges auf der Rollbahn darstellt, so daß das α-Potentiometer (J) eine Auf-triebsspannung je nach der angezeigten Eigengeschwindigkeit erzeugt, die durch V_T in Abhängigkeit vom /i-Potentiometer Q) dargestellt wird. Dieser positive Anstellwinkel ist durch das α-Potentiometer @ dargestellt, welches eine positive Spannung ableitet. Wenn das α-System nun normal arbeitet, wird eine positive Steiggeschwindigkeit angezeigt, und der Höhenservomotor fängt an zu arbeiten und eine zunehmende Höhe anzuzeigen. Sobald die Höhe zunimmt, wird die Eingangsspannung für das //-Thyratron positiv, so daß das //-Thyratron abgeschaltet wird. Die Abflugvorgänge: sind nun beendet, da' alle Servomotoren, die von dem //-Relais beeinflußt werden,, nämlich das α-System gemäß Fig. 3, die Φ- und cj^-Systeme gemäß Fig. 4 und die H- und co_z ^JS.y sterne gemäß Fig. 5, nun für den normalen Flugbetrieb eingeschaltet sind. Wie 'oben erwähnt, steuert das //,-Relais direkt den.; Motorgeneratorsatz des /i-Servosystems und nicht die Verstärkereingänge. Solange das nachgeahmte Flugzeug sich »in der Luft« befindet, ist das //-Thyratron abgeschaltet. Während das Flugzeug »fliegt«, hängt die Be^ tätigung des ί^-L-Thyratrons hauptsächlich von

dem Wert -y~ ab und nur zu einem kleinen Teil von dt

W-L, weil die relativen Werte der betreffenden Eihgangswiderstände entsprechend gewählt wurden. Im Flugzustand wird das fF-L-Thyratron erregt, wenn-r—positiv ist, und abgeschaltet, wenn

Cb t .

-τ- negativ ist. Das //-Thyratron bleibt jedoch abgeschaltet, und demgemäß bleibt auch das //-Hauptrelais abgeschaltet, solange das Flugzeug von der. Luft getragen wird.

. Wenn das Flugzeug, sich der Landung nähert, wird das !•F-L-Relais abgeschaltet, weil das Flugzeug an Höhe verliert: und

Wenn das Flugzeug schließlich die· Rollbahn berührt, wird das //-Thyratronrelais, wie oben erwähnt, erregt, und, auch das //-Hauptrelais (Fig. 9) wird eingeschaltet. Der Motor des /i-Servosystems wird dann sofort durch seine Bremse 153 (Fig. 5)

angehalten, und das—-Servosystem kehrt in seine

Nullstellung zurück. Das M^-L-Relais bleibt enterregt, weil W größer als L ist, und die resultierende'Spannung am Eingang des H⁷-/.-Thyratrons ist positiv, selbst wenn —- gleich Null ist.

daher -r— negativ

ist.

dt

Die Notwendigkeit einer —- -Eingangsspannung

für das PF-L-Thyratron geht aus dem folgenden Beispiel hervor; bei einem Landungsmanöver »hungert« der Flugzeugführer das Flugzeug aus, bevor die Rollbahn berührt wird, wobei der Faktor W-L negativ bleibt, selbst wenn das Flugzeug Höhe verliert. Dies bedeutet, daß der Auftrieb das Gewicht bei einer ausgehungerten, Landung überwiegt, da die Beschleunigung tatsächlich positiv, ' d. h. nach oben gerichtet ist. Wenn nun die positive

-^--Spannung am Eingang fortgelassen würde, dann

würde das PF-L-Thyratron bei einer ausgehungerten Landung erregt werden, so daß das //-Hauptrelais abgeschaltet wäre, während das //-Thyratron erregt wäre. Der Höhenmesser, der von dem //-Hauptrelais gesteuert wird, würde weiter betätigt mit dem Ergebnis, daß der Flugzeugführer das Flugzeug scheinbar unter den Boden »fliegen« würde.

Es ist wichtig, zu beachten, daß die Arbeitsweise des PF-L-Thyratrons von den J^-L-Spannuhgen bestimmt wird, wenn sich das Flugzeug auf

der Rollbahn befindet, und'von der ——Spannung,

Cb t

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wenn das Flugzeug von der Luft getragen wird. Diese doppelte Funktion des Thyratrons ist notwendig, wenn das System sowohl bei der Landung als. auch beim Abflug richtig arbeiten soll. Beim Abflug kann das //-Thyratron nicht abgeschaltet werden, bevor das //-Hauptrelais stromlos ist, und das //-Hauptrelais kann nicht abgeschaltet werden, bevor das ff-L-Thyratranrelai-s erregt ist. Der Abflugsvorgang wird daher von dem H^-L-Thyr-atron »ausgelöst«. Bei dem Landevorgang wird das

fF-L-Thyratroo erregt, weil — negativ ist. Das

//-Hauptrelais wird erregt, sobald das //-Thyratron Strom führt. In diesem Fall löst daher das //-Thyratron den Landevorgang aus.

Die Fig. 7 und 8 zeigen,, wie die Betätigung des nachgebildeten Lenkrades und der Bremsen vor sich geht, wenn sich das Flugzeug auf der Rollbahn befindet. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, wird das vom Lenkrad oder Θ gesteuerte Relais 75, welches die Θ- und a-Servosysteme gemäß Fig. 3 beeinflußt, durch den ©-Nockenschalter 86, den. Wy-Thyratronschalter in und den //-Thyratronschalter 167 betätigt. In anderen Worten müssen die folgenden Zustände vorliegen, bevor das Lenkradrelais erregt werden kann: erstens Null- oder Rollbahnlage, zweitens Längsneigungsänderung kleiner als Null und drittens eine vorbestimmte Längsneigungslage', welche die Dreipunktlandestellung des Flugzeuges darstellt. In Verbindung mit der Bedingung 2 sei darauf hingewiesen, daß eine beschränkte negative Längsneigungslage auch bei einer Verzögerung des Flugzeuges infolge des Abbremsens auftreten kann, bevor das Lenkrad den Boden berührt.

Aus Fig. 8 geht hervor, daß, wenn, das Lenkradrelais erregt wird, das Erdpotential durch den Schalter 87 von dem Lenkradpotenitiometer 14 fortgeschaltet wird, so daß die Betätigung des Lenkradpotentiometers durch den Piloten jetzt eine Eingangsspannung für den &>;,-Leitungsverstärker bewirkt. ,Wie oben erwähnt, werden die co_z-Spannungen des Transformators 178 durch Rollen und Längsneigung zusammen mit den a^-Komponenten beeinflußt, um das Kompaß anzeigegerät 145 (Fig. 3) zu steuern. Eine Wendebewegung des Flugzeuges am Boden kann daher durch die Lenkradbetätigung nachgeahmt werden, λνεη,η V_T größer als Null ist. Es sei darauf hingewiesen, daß das Lenkrad sich auch hinten am Flugzeug befinden kann, daß es sich also nicht nur um ein Vorderrad handeln muß.

Das Bremsrelais gemäß Fig. 3 und S wird durch den F7-Nockenschalter 66 und den //-Thyratronrelaisschalter 167 betätigt. Das Bremsrelais wird also nur bei Rollbahnhöhe eingeschaltet und wenn Vj größer als Null ist. Wenn das Bremsrelais erregt wird, das Erdpotential von dem Lenkradpo'tentiometer 14 durch den Schalter 188 abgeschaltet, der Schalter 189 entfernt das Erdpotential von dem linken, und rechten Bremspotentionieter 12 und, 13, und der Schalter 190 entfernt das Potential von dem rechten (2) Bremspotentiometer i2_fl. Gleichzeitig liefern die Schalter 189 und 190 (Fig. 8) Bnemspotentioimetern Potentiale—£ und + E. Der Flugschüler kann, daher durch Betätigung der linken und rechten Radbremsen LWB und RWB Steuerpotentiale für verschiedene Servosysteme einschalten, um den Bremsvorgang nachzuahmen. Das linke Bremspoitentiotneter und das rechte Bremspotentiometer (T), die von Potentialen der gleichen Polarität gespeist werden, liefern z. B. beide Verzögerungsspannungen an den VjServomotor, um die Eigengeschwindigkeit bei Anwendung der Bremsen zu erniedrigen. Beide Potentiometer liefern eine Spannung an das co^-System, um eine leichte Abwärtslage des Flugzeuges nachzuahmen!, wenn die Bremsen betätigt werden, damit das Lenkrad den Boden berührt. Außerdem liefern das, linke Bremspotentiometer und das rechte Bremspotentiometer Q) Spannungen für das ft)₂-System, um die Wendesteuerung nachzuahmen, wenn nur eine Bremse betätigt wird. Es sei bemerkt, daß die rechte Bremssteuerung zwei Potentiometer an Stelle eines einzigen Potentiometers benutzt. Dies ist der Fall, weil das rechte 8g Bremspotentiometer Q) mit einer Spannung gespeist werden muß, die entgegengesetzte Polarität wie das linke Bremspotentiometer hat, um entgegengesetzte Steuerspannung für eine Rechts- und Linkswendung zu erzeugen. Wenn daher eine gleichmäßige Bremsung an dem LWB-Potentiometer (T) und i?fF5-Potentiometer (T) hervorgerufen wird, steuern diese Potentiometer gemeinsam das Vj- und co^-System, um das Flugzeug ohne Wendung zu verzögern und um seine Spitze, wie erwähnt, zu senken. Wenn eine nicht gleichmäßige Bremsung zur Wendung auf der Rollbahn benutzt wird, steuern die /.^.B-Potentiometer (T) und i? (^.B-Potentiometer Q) gemeinsam das ω_ζ- und die damit verbundenen Systeme, um sowohl die Wendegeschwindigkeit auf dem Instrument 64 als auch die Kompaßlage am Kompaß 145 (Fig. 3 anzuzeigen. Wenn, die Bremsen angezogen sind und das Flugzeug auf der Rollbahn stillsteht, kann der f^-Servomotor nicht betätigt werden, da die negativen Bremspotentiale am größten sind und die positiven Schubspannungen überwiegen. Der F₇-SeTVOmOtOr wird daher in seiner Nullstellung gehalten.

Wenn man die Bodenbetätigung des //-Hauptrelais zusammenfaßt, ergibt sich, daß bei seiner Rollbahnbetätigung das a-Servosystem über die Bodenschalter 185 und 186 mit Ausnahme einer cOy-Eingangsspannung abgeschaltet wird, welch letztere durch den Schalter 92 des Lenkradrelais 75 abgeschaltet wird, wenn, das Lenkrad die Rollbahn berührt. Der α-Servomotor wird dann automatisch in die Dreipunktrollbahnlage durch eine Ansprechspannung von dem Potentiometer (6) gebracht. Für die Rollbahnbetätigung sind die Werte von Θ und α izo so· klein, daß die Resultierende sehr kleine Spannung vom Potentiometer (4) vernachlässigt werden kann. Das w^-System wird nun durch Schalter 105 und 106 durch zwei Auftriebs- und Gewichtsspannungen beeinflußt, deren kombinierte Wirkung ein negatives Längsneigungsmoment darstellt, das

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durch eine Reaktionskraft zwischen dem Boden und den Haupträdern um den Schwerpunkt verursacht wird. Hierdurch wird die Spitze des Flugzeuges gesenkt, so daß der Vorderradkontakt geschlossen wird. · Das Φ-System wird einfach auf eine Lagespannung an den Kontakten 128 und 129 umgeschaltet, die den Rollwinkel Null darstellen. Es sei bemerkt, daß das Querruderpotentiotneter in dem System, noch eingeschaltet ist, so¹ daß beim Abflug die Flügel durch die Querruderbetätigung leicht gesenkt werden können, wenn V_T einen genügenden Wert besitzt. Das avSystem wird für die Rollbahnwendungssteuerung dadurch träger gemacht, daß über einen Schalter 176 eine negative Rückkopplungsspannung auf den Veirstärkereingang geschaltet wird, und das /t-Sy stern wird direkt abgeschaltet und durch die kombinierte Wirkung des //-Relais und der Motorbremse 153 abgestoppt. Alle wesentlichen Servosystem© sind daher für den Rollbahnbetrieb durch das if-Hauptrelais richtig umgeschaltet.

Die übrigen Bodenberührungsrelais sind im allgemeinen oben beschrieben worden. Das Θ- oder Lenkradrelais 75, welches betätigt wird, wenn die Längsneigung kleiner oder gleich o° ist, steuert gleichzeitig mit der Einschaltung der ω_ν- und H-Thyratronrelais (Fig. 7) die Eingangsspannungen des Θ- und α-Systems gemäß Fig. 3, so daß die negative Längsneigung auf die Dreipunktrollbahnlage eingestellt wird. Es sei jedoch, beimerkt, daß eine Zunahme des positiven Wertes von Θ und α für den Abflug möglich ist. Beim Landen löst der 0-Schalter 86 die Erregung des Lenkradrelais aus, da dieses Relais so* lange nicht eingeschaltet werden kann, als die Spitze des Flugzeuges nach oben gerichtet ist, selbst wenn die Haupträder sich auf der Rollbahn befinden und die Längsneigungsänderung negativ ist. Beim Abflug jedoch leitet der c/j^-Relaisschalteir 111 das Abheben des Lenkrades von der Rollbahn ein, da die Kombination von Eigengeschwindigkeit und Höhensteuer einen positiven Wert von w_y ergibt, der das co^-Thyratronrelais 110 abschaltet. Der Schalter 111 wird dann geöffnet, um die Abschaltung des Lenkradrelais zu verursachen, so daß das Θ- und a-Servosy stern eine vergrößerte Längsneigung anzeigen können.

Das Fj-Relais ist, wie oben erwähnt, eingeschaltet, wenn F₇- gleich Null ist, so daß der Schalter 177 an dem a>_z-Eingang betätigt wird, um die Schubspannung abzuschalten, so^! daß mindestens eine gewisse Eigengeschwindigkeit für Wendemanöver erforderlich ist.

Der Ausdruck »Relais«-, der in der obigen Beschreibung benutzt wurde, soll sich auf beliebige Arten von Geräten beziehen, die als Relais wirken können, und zwar sowohl auf mechanische als auch auf elektronische Relais.

Claims (14)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Am Boden befindliches Flugübungsgerät mit einer Flugrecheneinrichtung, die auf die Bedienung von nachgebildeten Flugzeug

   steuerungen durch einen Flugschüler anspricht, um Steuergrößen zu erzeugen, die nachge- 65 bildete Flugeigenschaften einschließlich der Eigengeschwindigkeit, der Höhe, der Steiggeschwindigkeit · und der senkrechten auf das Flugzeug wirkenden Kraft darstellen, und mit ■ . einer Anzahl von nachgebildeten Fluganzeige- 70 instrumenten, die auf die Rechenvorrichtung ansprechen, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Bodenberührungssystems', das gemeinsam durch die Steuergrößen, welche die Höhe, Steiggeschwindigkeit bzw. die senkrechte 75 Kraft darstellen, gesteuert wird, um die Arbeitsweise der Fluginstrumente¹ bei nachgebildeten Lande- und Abflugmanövern zu beeinflussen.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenberührungssystem eine Anzahl von Relais enthält, die auf die Rechenvorrichtung in Abhängigkeit von der nachgebildeten Höhe, der Längsneigung und des Auftriebs in Abhängigkeit von der Eigengeschwindigkeit ansprechen, wobei die Relais geeignet sind, den Betrieb der Recheneinrichtung

   zu steuern, so daß sie gemeinsam die Arbeitsweise der Fluginstrumente bei nachgebildeten Lande- und Abflugmanövern beeinflussen.
3. 3. Gerät nach Ansprüchen 1 und 2, in dem die Rechenvorrichtung Steuergrößen erzeugt, die das Flugzeuggewicht und den Auftrieb darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenberührungssystem eine höhenempfindliche Schaltung (155, 168) enthält, die auf die Rechenvorrichtung in Abhängigkeit von einer nachgebildeten Höhe gegenüber einem, Flugfeld anspricht, ferner eine zweite Steuerschaltung (121, 122), welche auf die Differenz zwischen den Steuergrößen von Flugzeuggewicht und Auftrieb anspricht, und eine dritte Steuerschaltung (118), die von der ersten und zweiten Schaltung abhängig ist und die Arbeitsweise der Fluginstrumente bei der Nachbildung des Landens und Startens beeinflußt.
4. 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,, daß die zweite Steuerschaltung (121, 122) auch auf die Größe anspricht, welche die Steiggeschwindigkeit darstellt, ebenso wie auf die Differenz Zwischen den Steuergrößen, die das Flugzeuggewicht und den Auftrieb darstellen.
5. 5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Anpassungseinrichtungen vorgesehen sind, welche die Steiggeschwindigkeitsgrö-ße relativ wirksamer machen als die Flugzeuggewicht- und Auftriebsgrößen, so> daß die Steiggeschwindigkeitsgröße die anderen Größen beim Betrieb der zweiten Steuerschaltung (121, ■ 122) während der Nachbildung des Landens beherrscht.
6. 6. Gerät nach Anspruch 3, 4 oder 5, bei dem die nachgebildeten Fluganzeigeinstrumente einen Längsneigungsanzeiger enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (105,

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   106) von der dritten Steuerschaltung (118) betätigt werden, um. die Arbeitsweise des Längsneigungsanzeigers in Abhängigkeit von einem negativen Längsneigungsmoment zu beeinflüssen, welches durch, eine nachgebildete Rückwirkungskraft zwischen dem Boden und den Haupträdern um den Schwerpunkt des Flugzeuges hervorgerufen wird.
7. 7. Gerät nach Ansprüchen 3 bis 6, bei dem nachgebildete Fluganzeigegeräte Richtungsund Wendegeschwindigkeitsanzeiger enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (176) von der dritten, Steuerschaltung (118) beeinflußt werden, um die Arbeitsweise der Richtuhgs- und Wendegeschwindigkeitsanzeiger zu dämpfen und ein trägeres Ansprechen auf die Seitenrudersteuerung am Boden als beim Flug darzustellen.
8. 8. Gerät nach Ansprüchen 1 bis 7, bei dem die Rechenvorrichtung Steuergrößen erzeugt, welche die Längsneigung und die Änderung der -Längsneigung darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenberührungssystem eine höhenempfindiliche Schaltung (155, 168) enthält, welche auf die Rechenvorrichtung in Abhängigkeit von der nachgebildeten Höhe gegenüber einem Flugfeld anspricht, ferner eine auf die Änderung der L,ängsneigung ansprechende Schaltung (109, 110) sowie eine auf die Längsneigung ansprechende Schaltung (85, 86) und eine Leinkradkontaktschaltung (75), die auf die Höhe, auf die Längsneigungsänderung und die Längsneiigungsschaltung anspricht, um den Betrieb der Fluginstrumente auf eine »Dreipunkt«- Bodenlage zu beschränken.
9. 9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkradkontaktschaltung (75) ein Relais aufweist, das nur während der Nulloder negativen Werte der nachgeahmten Längsneigung, Längsneigungsänderung und Höhe in Arbeitsstellung ist, um die Längsneigungsberechnungsvorrichtungen während der nachgebildeten Landemanöver auf eine »Dreipunkt«- Landestellung zu begrenzen, und um das Anstellwinkelberechnungssystem entsprechend einzustellen.
10. 10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die nachgebildeten Fluganzeigegeräte Richtungs- und Wendegeschwindigkeitsanzeiger enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (14) zur Nachbildung eines Lenkrades des Flugzeuges sowie Verbindungseinrichtungen (187) vorgesehen sind, die von der Lenikradkontaktschaltung (75) gesteuert werden, um eine Arbeitsverbindung zwischen dem nachgebildeten Lenkrad und dem Richtungsund Wendegeschwindigkeitsanzeiger herzustellen.
11. 11. Gerät nach Ansprüchen 1 bis 10, bei dem die nachgebildeten Fluganzeigegeräte einen Eigengeschwindigkeitsanzeiger enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenberührungssystem eine höhenempfindliche Schaltung (155, 168) aufweist, die auf die Rechenvorriehtung in Abhängigkeit von der nachgebildeten Höhe gegenüber einem Flugfeld anspricht, ferner eine von der Eigengeschwindigkeit abhängige Schaltung (65, 66), Einrichtungen (12, 13) zur Nachbildung der Radbremsen und Verbindungsmittel (67, 189, 190), die auf die Höhen- und Eigengeschwindigkeitsschaltungen ansprechen, um eine Antriebsverbindung zwischen den nachgebildeten Radbremsen und dem Eigengeschwindigkeitsanzeiger herzustellen.
12. 12. Gerät nach Anspruch 11, bei dem, die nachgebildeten Fluganzeigeinstrumente einen Richtungs- und Wendegeschwindigkeitsanzeiger enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (i2_a, 13) zur Nachbildung getrennt bedienbarer rechter und linker Radbremsen vorgesehen sind, wobei die Verbindungsmittel (67, 189, 190) dazu dienen, eine Antriebsverbindung zwischen den nachgebildeten getrennt bedienbaren Radbremsen und den Richtungs- und! -WendegeschWindigkeiitsanZeigern herzustellen.
13. 13. Gerät nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die nachgebildeten Fluganzeigeinstrumente einen Längsneigungsanzeigeir enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (67, 189, 190) dazu dienen, eine Antriefosverbindiung zwischen den Einrichtungen (12, 13) zur Nachbildung der Radbremsen und des Längsneigungsmessers herzustellen.
14. 14. Gerät nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenberührungssystem eine höhenempfindliche Schaltung (155, 168) aufweist, die auf die Rechenvorrichtung in Abhängigkeit von der nachgebildeten Höhe gegenüber einem Flugfeld anspricht, ferner Einrichtungen (170) zur Nachbildung der Fahrgeistellsteuerung sowie Verbindungsmittel (166, 171), die gemeinsam von der höhenempfindlichen Schaltung und der nachgebildeten Fahrgestellsteuerung gesteuert werden, um einen Alarm zu betätigen, der eine Bruchlandung darstellt, wenn das Fahrgestell sich in, der oberen Lage befindet, und Vorrichtungen (161, 164), die auf eine vorbestimmte negative Steiggeschwindigkeit ansprechen, um die Verbindungsmittel auch gemeinsam mit der höhenempfindlichen Schaltung zu steuern und den Alarm zu betätigen, wenn das Flugzeug mit zu großer vertikaler Eigengeschwindigkeit den Boden berührt.

    Hierzu 2 Blatt'Zeichnungen