NO149421B - Anordning for bestemmelse av fluktretningen for et fly - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår instrumentutstyr i fly og nærmere bestemt et instrument for å anvise angrepsvinkelen og Jilyretningen for et fly i flukt.

Når et fly beveger seg gjennom luften, må vingene ha en viss minste skråstilling i forhold til flyretningen for å gi tilstrekkelig løftekraft for å bære flyets vekt. Denne skråstilling eller vinkel mellom vingenes midtlinje og flyretningen er kjent under betegnelsen angrepsvinkel. Da en flyvinge frem-bringer større løftekraft ved høyere hastigheter, vil den nød-vendige angrepsvinkel være mindre ved høyere hastigheter enn ved lavere hastigheter. Det foreligger således et omvendt avhengighetsforhold mellom angrepsvinkelen og flyhastigheten for hvert enkelt fly.

Skjønt kjennskap til angrepsvinkelen kanskje ikke er så viktig for en flyfører ved høye hastigheter, vil den være kritisk ved lavere hastigheter, da hvert fly har en viss angrepsvinkel hvor det vil steile. Flyet har også en tilsvarende steile-hastighet, men denne vil variere avhengig av flyets last, vingeradius og skråstilling i sideretningen ved vedkommende steilevinkel. Angrepsvinkelen vil imidlertid gi en entydig angivelse av flyets løfteegenskaper uavhengig av flyets last eller svingevinkel.

Vanligvis er fly utstyrt med instrumenter for å angi luft-hastighet og stigevinkel, men bare de mest velutstyrte og dyreste fly har vært utstyrt med midler for å anvise flyets angrepsvinkel. Sådanne fly omfatter kommersielle jetfly og fly for spesielle formål, hvor en liten luftfolie eller vindvinge er montert utvendig på flyet for å avføle retningen av luftstrømmen forbi flyet. Dreiningen av luftfolien vil inn-stille et potensiometer som gir en anvisning på flyets in-strumeritpanel.

Et iboende problem ved sådanne innretninger er manglende nøy-aktighet. Potensiometerkontaktene må nødvendigvis gi en viss bevegelsesmotstand som påvirker luftfoliens stilling. Ved lavere hastigheter som nærmer seg steilehastigheten, vil de feil som fremkommer ved sådan bevegelsemotstand ikke kunne tolereres.

Et annet problem i forbindelse med eksisterende flyinstrumenter er at skjønt flyhøyde og høydeforandring pr. tidsenhet kan anvises , er det ingen ting som visuelt angir flyets faktiske bevegelsesretning for flyføreren. Da angrepsvinkelen for et fly varierer med dets hastighet, slik som forklart ovenfor, vil skråstillingen av flykroppen ikke gi noen pålitelig anvisning av den faktiske bevegelsesretning. Ved lave hastigheter kan faktisk flyet bevege seg horisontalt eller tape høyde mens flykroppen har betraktelig høyere nesestilling enn ved vanlig marsjhastighet.

Mange flyulykker har videre sin årsak i at flyet overskyter eller underskyter flystripen under landing, og dette problem er en direkte følge av at det ikke foreligger noe instrument til å angi flyets faktiske fartsretning. For å få en oversikt over en landingsstripe med eksisterende instrumentering, kan en flyfører følgelig bare visuelt anslå den korrekte landings-vinkel som vil føre flyet langs .en passende bane fra land-ingspunktet til enden av flystripen.

Det er derfor et formål for foreliggende oppfinnelse å løse

de ovenfor angitte problemer ved hjelp av en angrepsvinkelindikator for fly som virker uten noen som helst bevegelseshindrende komponenter av den art som inngår i de indikatorer som for nærværende er tilgjengelig.

Oppfinnelsen gjelder således en anordning for bestemmelse av fluktretningen for et fly med en flykropp og et cockpitområde, idet anordningen omfatter en luftdrevet innretning i forbindelse med luften på utsiden av flykroppen samt anordnet og innrettet for å vinkelinnstilles i samsvar med flyets angrepsvinkel når flyet beveger seg gjennom luften, et synlig anvisningsorgan med et antall innbyrdes vertikalt adskilte lyspunkter i nevnte cockpitområde, utstyr som forbinder den luftdrevne innretning og det synlige anvisningsorgan på sådan måte at angrepsvinkelen under flyets bevegelse gjennom luften

anvises visuelt på det synlige anvisningsorgan.

På denne bakgrunn av kjent teknikk, som prinsippielt fremgår av US patentskrift nr. 3.475.958 og fransk patentskrift nr. 886.791, har så anordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse som særtrekk at en sikteinnretning med en bæreinnretning er anordnet slik i cockpitområdet i forhold til nevnte anvisningsorgan at siktelinjer kan opprettes gjennom sikteinnretningen og lyspunktene på anvisningsorganet, og utstyret som forbinder den luftdrevne innretning og det visuelle anvisningsorgan omfatter en lyskilde fast montert på flykroppen, et antall optiske fibre som også er fast anordnet på flykroppen og har sin ene ende utsatt for lys fra lyskilden, en lysskjerm båret av flykroppen og anordnet for bevegelse i mellomrommet mellom lyskilden og nevnte ene ende av de optiske fibre på sådan måte at antallet optiske fiberender som treffes av lys fra lyskilden varierer i samsvar med skjermens stilling, et koblingsorgan for sådan sammenkobling av lysskjermen og den luftdrevne innretning at lysskjermens stilling mellom lyskilden og de ene ender av de optiske fibre bestemmes av vinkelstillingen av den luftdrevne innretning, mens de motsatte ytterender av de optiske fibre er anordnet synlig på anvisningsorganet og danner nevnte innbyrdes adskilte lyspunkter, som selektivt aktiveres ved lysoverføring gjennom fibre hvis nevnte ene ende treffes av lys fra lyskilden, således at en siktelinje tilsvarende flyets fluktretning kan opprettes i forut fastlagt forhold til de aktiverte lyspunkter.

Angrepsvinkelinformasjonen overføres således anvisningsorganet ved hjelp av fiberoptikk, således at det oppnås en enkel, pålitelig og forholdsvis prisbillig indikatoranordning. En lysskjerm eller blender er anordnet for å dreies sammen

med den luftdrevne innretning, f.eks. i form av en vindvinge, således at lysstrålen avbrytes mellom en lyskilde og ytter-endene av en gruppe optiske fibre i en grad som er i samsvar med vinkelstillingen av vindvingen. Det vil naturligvis ikke foreligge bevegelseshindrende forhold eller friksjon i forbindelse med avskjerming av en lysstråle. Likeledes kan vind-

vingen og blenderen være anordnet på samme svingeakse på slik måte at de forskyves i innbyrdes motsatte retninger, for derved å oppnå en balansert utførelse fri for påvirkning av tyngdekraften.

De motsatte ytterender av de optiske fibre ender i nevnte visuelle anvisningsorgan på flyets instrumentpanel, således at det antall fibre som belyses kan gi en klar anvisning av flyets angrepsvinkel til enhver tid. Ved å anordne fibrene ved lyskilden for belysning i rekkefølge etterhvert som angrepsvinkelen varieres, kan de motsatte ender være anordnet i tilsvarende vertikal rekkefølge og understøttet i hensiktsmessig fast stilling i forhold til en sikteinnretning, for derved samtidig å gi en siktelinje langs flyets faktiske fartsretning.

Ved anordningen i henhold til oppfinnelsen er det videre opp-nådd en angrepsvinkelindikator som er tilstrekkelig følsom til å måle små forandringer av vindvingens vinkelstilling tilsvarende mindre enn diameteren av en enkelt optisk fiber.

En angrepsvinkelindikator i henhold til oppfinnelsen er videre økonomisk å fremstille, varig i bruk og effektiv i drift.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av et utførelseseksempel og under henvisning til de vedføyde teg-ninger, hvorpå: Fig. 1 er en perspektivskisse av en del av et fly, og viser skjematisk en angrepsvinkelindikator i henhold til foreliggende oppfinnelse, Fig. 2 er en perspektivskisse som viser et optisk anvisningsorgan og en sikteinnretning i henhold til oppfinnelsen montert i flyets cockpitområde, Fig. 3 viser indikatorens lysblender og vindvinge sett oven-fra i snitt langs linjen 3-3 i fig. 1, Fig. 4 viser vindvingen sett fra siden mot linjen 4-4 i fig. 3, Fig. 5 viser den svingbart monterte blender sett fra siden i

snitt langs linjen 5-5 i fig. 3,

Fig. 6 viser sett fra siden en bæreinnretning for det optiske anvisningsorgan og sikteinnretningen,

Fig. 7 viser en projeksjon sett mot linjen 7-7 i fig. 6,

Fig. 8 viser det optiske anvisningsorgan sett mot linjen 8-8 i fig. 6, og Fig. 9 viser hvorledes endene av de optiske fibre en anordnet vendt mot lyskilden.

Henvisningstallet 10 angir et vanlig fly med en flykropp 12, vinger 14 og et cockpitområde 16. Som vist på tegningene er vingens midtlinje angitt ved henvisningstallet 18 og er defi-nert som senterlinjen gjennom et tverrsnitt av flyvingen. Det vil fremgå av figur 1 at flyets faktiske fluktretning 20 ligger i en viss vinkel noe under vingens senterlinje 18.

Den faktiske vinkelforskjell mellom linjene 18 og 20 betegnes som angrepsvinkelen, slik som angitt ved pilene 22 i fig. 1. Angrepsvinkelen er med andre ord den vinkel som vingen føres gjennom luften med når flyet er i fart. På lignende måte kan en referansevinkel angis mellom flykroppens helningsvinkel og flyets fartsretning.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter en føler-eller senderenhet 26 samt en indikatorenhet 28. I figur 3

er det vist at senderenheten 26 omfatter et hus 30 montert i en sidevegg 32 av flykroppen, idet huset på utsiden er lukket ved hjelp av en dekkplate 34 festet til veggen ved hjelp av bolter 36 som vist i fig. 4. Dekkplaten 34 er, som vist i fig. 4, utstyrt med en midtåpning og en innoverrettet

sylinderformet flens 38 som bærer et par kulelagré 40 og 42 i innbyrdes avstand. En svingeaksel 44 som er dreibart opplagret i lagrene 40 og 42, rager ut fra disse gjennom dekkplanens midtåpning og bærer ved sin ytterende en vindvinge 46 på flykroppens utside. Som det vil fremgå av fig. 3 og 4, utgjøres vingen 46 av et bladformet stykke som smalner av i retning

fremover og strekker seg utover fra svingeaksen 44 noe for-skjøvet fra akselens akse. Vingebladet 46 reagerer således på en forbipasserende luftstrøm ved å dreie svingeakselen 44 på den måte som vil bli nærmere beskrevet nedenfor.

En lysskjerm eller blender 48 er montert ved innerenden av svingeakselen 44 inne i huset 30 for svingebevegelse i samsvar med vindvingen 46. I fig. 3 og 5 er det vist at blender-skjermen 48 omfatter en bueformet motvekt 50 med et par klem-armer 52 og 54 som rager ut fra motvekten for fastklemming av denne på svingeakselen 44 ved hjelp av en klemskrue 59.

En flat blenderplate 58 rager radialet utover fra ytterkanten av motvekten 50 med sin frie kant 60 anordnet tett inntil og parallelt med innsiden 62 av huset 30. En lyskilde 64 er anordnet inne i huset 30 på den ene side av blenderplaten 58, slik som vist i fig. 3. Et par elektriske ledninger 66 forbinder lyskilden 64 med en kilde for elektrisk effekt inne i flykroppen.

Et antall langstrakte optiske fibre 68 er anordnet i en bunt inne i en fiberoptisk hylse 70 med den ene ytterende av fibrene anordnet for å utsettes for lys fra lyskilden 64 når de ikke avskjermes av blenderplaten 58. Ved sin annen ende er fibrene 68 fast montert i indikatorenheten 28 innenfor cockpitområde og synlig for flyføreren. De optiske fibre 68 er således anordnet for hver for seg å motta og overføre lys fra lyskilden 64 til cockpitområde 16.

I fig. 9 er det vist at fiberendene er anordnet innvendig i fiberhylsen 70 . i radialt adskilte fiberrekker. Fibrene i annenhver rekke er svakt parallellforskjøvet i forhold til de mellomliggende rekker, således at forkanten 74 av blenderplaten 58 kan utføre en svingebevegelse mellom de stillinger som er angitt ved linjene 76 og 78 i fig. 9, hvorved fibrene i rekkefølge tillates å motta lys eller avskjermes en for en. Med blenderens forkant 74 i stilling langs linjen 78, vil fibrene 1 til 4 være belyst, da deres ytterender i det minste delvis er frilagt. Etterhvert som blenderplaten dreies noe i retning mot urviseren i fig. 5, vil fiber nr. 5 bli belyst

og deretter i rekkefølge i fibrene 6, 7 og 8 osv.

Den innbyrdes parallellforskyvning mellom fibrene i senderenheten 26 er en faktor som bidrar til den høye følsomhet som oppnås ved oppfinnelsens anordning. For å kunne anvendes innenfor det hastighetsområde som er aktuelt ved innflyvning og landing, er det nødvendig for flyføreren å kunne observere selv den minste forandring i vinkelstillingen for vindvingen 46, selv om det bare gjelder en brøkdel av en grad. Dette betyr at en ytterligere fiber 68 må kunne frilegges for belysning ved bare en dreining på en brøkdel av en grad av vindvingen og blenderen. For å overføre tilstrekkelig lys fra senderenheten 26 til indikatoren 28 kreves imidlertid fibre med diameter på omtrent 0,25 - 0,75 mm. En diameter på 0,75 mm utgjør for stort vinkelsprang ved bevegelse av vindvingen 46 for å frembringe en anvisningsforandring, hvis da ikke senderenheten 26 gjøres meget større enn praktisk hensiktsmessig. Med rekkene av fiberender innbyrdes parallellforskjøvet 0,125-1,25 mm, vil imidlertid fibre med denne store diameter effek-tivt kunne angi forskyvningsinkrement av blenderplaten 58 i trinn som er vesentlig mindre enn fiberdiameteren.

I fig. 8 er det vist at den annen ende av de optiske fibre

68 i indikatorenheten 28 er montert i en hovedsakelig vertikal rekke i et anvisningsorgan 80 i form av en konsoll eller bæresøyle. I andre utførelser kan fiberendene ved indikatorenheten 28 imidlertid være anordnet på annen hensiktsmessig måte, men således at det i alle tilfeller ér antallet fibre som" er belyst som gir den ønskede anvisning av angrepsvinkelen. Anordning av fiberendene vertikalt i innbyrdes avstand er imidlertid å foretrekke, da en sådan anordning med fordel kan ut-nyttes for også å gi en anvisning om flyretningen, slik det vil bli nærmere forklart nedenfor.

Som angitt i fig. 8 og 9 er fibrene i konsollen 80 anordnet

i den rekkefølge som de belyses, slik som antydet ved de angitte fibernummere i fig. 8, som tilsvarer de påførte fibernummere i fig. 9. Når forkanten 74 av blenderplaten svinges

fra linje 78 til linje 76 i fig. 9, vil følgelig fiberlyset vandre vertikalt oppover langs konsollen 80, idet fibrene 1

til 41 i rekkefølge bringes til å overføre lys til konsollen 80.

I fig. 6 og 7 er det vist at konsollen 80 er innstillbart under-støttet ved den ene ende av en langstrakt stav 82 som bærer en sikteinnretning 84 ved sin motsatte ende. Staven 82 bæres ved en øvre ende av et opprettstående bærestativ 86 som er innstillbart bevegelig i sin lengderetning gjennom en krave 88 ved hjelp av en tannhjuloverføring 90, hvis dreining styres av et håndtak 92. Kraven 88 er ved hjelp av bolter 94 og 96 forbundet med en V-formet bærefot 98 utformet for å kunne festes til flyførerens manøvreringsbod 100 (fig. 2) i fly-cockpiten 16. Av fig. 6 vil det forstås at aksial innstilling av konsollen 80 i forhold til staven 82 samt de svingbare forbindelser ved 102 og 94 er beregnet på å innstilles fast ved monteringen, således at konsollen 80, staven 82 og stativet 86 bare kan innstilles samlet som en enhet i vertikal retning av tannhjuloverføringen og håndtaket 92.

Ved installasjonen innstilles konsollen 80 i sådan avstand fra sikteinnretningen 84 at vinkelforskjellen mellom linjene fra sikteinnretningen 84 til henholdsvis øverste og nederste fiber-ende på konsollen tilsvarer den 10° spredning av fiberendene som er vist i fig. 9. De svingbare forbindelser 102 og 94 innstilles slik at siktelinjen fra sikteinnretningen 84 gjennom den øverste fiber 41 tilsvarer retningen for plan flukt for flyet 1.0.

Indikatorenheten 28 er konstruert for å gi flyføreren en siktelinje tilsvarende den faktiske fluktretning for flyet uavhengig av flyets skråstilling eller angrepsvinkel. Det vil være åpen-bart at det i luften ikke foreligger trær, bygninger e.l. som ligger tilstrekkelig nær til å kunne brukes som referansepunkt-er for bedømmelse av fluktretningen, og den eneste referanse-gjenstand er således flyet selv, som kan peke i en retning som er helt forskjellig fra flyets fluktretning.

Det vil således være indikatorenheten 28 i henhold til foreliggende oppfinnelse som gir en effektiv referanse for bestemmelse av fluktretningen. Det vil innses at så snart sikteinnretningen 84 er vertikalt innstilt og hensiktsmessig tilpasset flyføreren, vil det bli fastlåst i forhold til flyet. Den kolonnehøyde som tilsvarer belyste fibre i konsollen 80, vil imidlertid variere med angrepsvinkelen. Det vil fremgå av fig. 1 at en minskning av angrepsvinkelen bevirker en dreie-bevegelse mot urviseren av vindvingen 46 og blenderinnretningen 48, således at blenderplaten svinges oppover for frilegging av flere fibre for belysning fra lyskilden 64 (fig. 5). På grunn av det forut bestemte arrangement av fibrene, slik som omtalt ovenfor, vil blenderens svingebevegelse som følge av en avtag-ende angrepsvinkel bringe belysningen av fiberrekken til å fortsette vertikalt oppover konsollen 80. Omvendt vil likeledes svingebevegelse av blenderen som følge av økende angrepsvinkel gjøre at avskjermingen av fibrene utbrer seg vertikalt nedover konsollen 80, således at høyden av den belyste del av fiberkolonnen avtar. Som en følge av dette vil siktelinjen mellom sikteinnretningen 84 og den øverste lysførende glass-fiber tilsvare den faktiske fluktretning for flyet.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen gir således flyføreren to hovedopplysninger som trengs for korrekt og sikker visuell landing, nemlig angivelse av flyets angrepsvinkel for å holde korrekt hastighet og anvisning av fluktretningen for å sikre at innflyvningen finner sted langs en hensiktsmessig flukt-bane som gjør det mulig å sette ned flyet på korrekt sted på rullebanen.

Claims (10)

1. Anordning for bestemmelse av fluktretningen for et fly (10) med en flykropp (12) og et cockpitområde (16), idet anordningen omfatter en luftdrevet innretning (46) i forbindelse med luften på utsiden av flykroppen samt anordnet og innrettet for å vinkelinnstilles i samsvar med flyets angrepsvinkel når flyet beveger seg gjennom luften, et synlig anvisningsorgan (80) med et antall innbyrdes vertikalt adskilte lyspunkter i nevnte cockpitområde, utstyr som forbinder den luftdrevne innretning (46) og det synlige anvisningsorgan (80) på sådan måte at angrepsvinkelen under flyets bevegelse gjennom luften anvises visuelt på det synlige anvisningsorgan (80), karakterisert ved at en sikteinnretning (84) med en bæreinnretning (82,86,88,98) er anordnet slik i cockpitområdet i forhold til nevnte anvisningsorgan (80) at siktelinjer kan opprettes gjennom sikteinnretningen (84) og lyspunktene (68) på anvisningsorganet (80), og utstyret som forbinder den luftdrevne innretning (46) og det visuelle anvisningsorgan (80) omfatter en lyskilde (64) fast montert på flykroppen, et antall optiske fibre (68) som også er fast anordnet på flykroppen og har sin ene ende utsatt for lys fra lyskilden (64), en lysskjerm (48) båret av flykroppen og anordnet for bevegelse i mellomrommet mellom lyskilden og nevnte ene ende av de optiske fibre (68) på sådan måte at antallet optiske fiberender som treffes av lys fra lyskilden (64) varierer i samsvar med skjermens stilling, et koblingsorgan (44) for sådan sammenkobling av lysskjermen (48) og den luftdrevne innretning (46) at lysskjermens stilling mellom lyskilden og de ene ender av de optiske fibre (6R) bestemmes av vinkelstillingen av den luftdrevne innretning, mens de motsatte ytterender av de optiske fibre (68) er anordnet synlig på anvisningsorganet (80) og danner nevnte innbyrdes adskilte lyspunkter, som selektivt aktiveres ved lysover-føring gjennom fibre hvis nevnte ene ende treffes av lys fra lyskilden, således at en siktelinje tilsvarende flyets fluktretning (20) kan opprettes i forut fastlagt forhold til de

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at sikteinnretningen (84) og anvisningsorganet (80) er anordnet for samordnet høyde-innstilling for å bringe den opprettede siktelinje tilsvarende fluktretningen (20) i flyverens øyenhøyde.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at sikteinnretningen (84) og anvisningsorganet (80) er anordnet på en og samme vertikalt innstillbare bæreinnretning (86,88,98).

4. Anordning som angitt i krav 1 - 3, karakterisert ved at anvisningsorganet (80) omfatter et bærestykke hvorpå nevnte motsatte ytterender av de optiske fibre (68) er vertikalt anordnet i forhold til hverandre.

5. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte ene ender av de optiske fibre (68) er slik anordnet at lysskjermens svingebevegelse som følge av forandring av angrepsvinkelen bevirker overføring av lys til de motsatte fiberender i vertikal rekke-følge langs bærestykket.

6. Anordning som angitt i krav 1 - 5, karakterisert ved at sikteinnretningen (84) er anordnet i fast stilling i forhold til anvisningsorganet (80) .

7. Anordning som angitt i krav 1 - 6, karakterisert ved at lyskilden (64), de optiske fibre (68) og lysskjermen (48) er anordnet inne i flykroppen, mens koblingsorganet (44) strekker seg fra den luftdrevne innretning (46) på utsiden av flykroppen (12) til lysskjermen (48) inne i flykroppen.

8. Anordning som angitt i krav 1 - 7, karakterisert ved at lysskjermen (48) er opplagret for svingebevegelse sammen med den luftdrevne innretning (46) på samme svingeaksel.

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at motvektorganer (50) er festet til nevnte aksel inne i flyet på sådan måte at den luftdrevne innretning (46) og lysskjermen utbalanseres og tyngdekraften ikke påvirker dens vinkelstilling.

10. Anordning som angitt i krav 8 eller 9, karakterisert ved at nevnte ene ender av de optiske fibre (68) er anordnet i et forut bestemt mønster av radialt adskilte rekker i forhold til nevnte svingeaksel og med fibrene i hver rekke parallellforskjøvet i forhold til fibrene i de inntilliggende rekker for å sikre belysning av fibrene i en bestemt rekkefølge som følge av svingebevegelse av lysskjermen (48) .