DE1147851B - Stabilisierungsanordnung in Flugzeugsteuereinrichtungen - Google Patents

Description

• Stabilisierungsanordnung in Flugzeugsteuereinrichtungen Die Erfindung behandelt eine Stabilisierungseinrichtung in Flugregelanlagen, die zum Integrieren der von einem Steuerkreisel abgegebenen Impulse dient, wobei ein Signal erzeugt wird, das die Abweichung des Flugzeuges von einem vorbestimmten Sollwert darstellt und das einen Servomotor antreibt, der ein Ausgangsglied, beispielsweise ein Querruder, betätigt.
• Bei Einrichtungen für diesen Zweck tritt häufig der Nachteil auf, daß Meßfehler, die durch die im Steuerkreisel vorhandene Reibung und durch bei der Messung auftretende verfälschende Drehmomente bewirkt werden, fortlaufend integriert werden. Wegen der Reibungseinflüsse ist es daher unwahrscheinlich, daß der Kreisel genau in seine Nullstellung zurückkehrt, wenn ein bereits erteiltes Drehmoment weggenommen wird. Hierdurch werden fortlaufend kleine Fehlerimpulse mitintegriert, während die Einrichtung bereits zur Ruhe gekommen zu sein scheint, so daß der Pilot unwillkürlich zusätzliche Steuerbewegungen ausführt, um den festgelegten Kurs einzuhalten.
• Um diesem Nachteil bei Flugzeugsteuerungen dieser Art abzuhelfen, wurde bereits vorgeschlagen, den Integratorkondensator, von dem das integrierte Signal erzeugt wird, mit einem hohen Widerstand zu überbrücken. Diese Abhilfe hat jedoch kein zufriedenstellendes Ergebnis gezeigt, so daß es Aufgabe der Erfindung sein soll, andere Mittel vorzusehen, wodurch die im integrierten Ausgang des Steuerkreisels erzeugten Fehler im wesentlichen vermieden oder zumindest verringert werden sollen.
• Die Stabilisierungseinrichtung nach der Erfindung geht aus von einer Mehrzahl von Signalübertragungskanälen, denen je ein Servomotor zum Antrieb eines gemeinsamen Ausgangsgliedes der Ruderanlage zugeordnet ist, wobei der Servomotor auf die vom Ausgang einer für jeden. Kanal getrennt vorgesehenen Integratoreinheit zugeführten Signale anspricht und wobei ein Steuersignal von einem für jeden Kanal getrennt vorgesehenen und auf die Abweichungen des Flugzeuges um die betreffende Drehbewegungsachse ansprechenden Steuerkreisel in die Integratoreinheit eingespeist wird, und kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß in jedem Kanal Vorrichtungen zum Vergleich des Ausgangssignals der Integratoreinheit mit dem Ausgangssignal eines gemeinsamen Sollwertkreisels vorgesehen sind, wodurch ein Korrektursignal erzeugt wird, das die im Ausgangssignal der Integratoreinheit enthaltenen fehlerhaften Impulse kompensiert.
• Im Zusammenwirken mit der Stabilisierungseinrichtung kann der Ausgang des Sollwertkreisels mit einem von der Stellung des manuell bedienten Steuerknüppels abhängigen proportionalen Signals verglichen werden, außerdem kann, die Abweichung zwischen dem Istwertsignal und dem Sollwertsignal durch elektromechanische Einrichtungen ermittelt und dem Ausgangssignal, das in einen Servoverstärker geleitet wird, eine Grenze gesetzt werden.
• Zwei Ausführungsformen der Stabilisierungseinrichtung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar beschränken sich die Fig. 1 und 2 darauf, in schematischer Form eine Anwendung auf den KanalI für die Stabilisierung der Drehbewegung um die Querachse (Längsneigung) zu zeigen, zumal es sich bei den Kanälen II und III, die der Stabilisierung der Drehbewegungen um die Längsachse und um die Hochachse dienen, um die gleiche gerätemäßige Ausrüstung handelt.
• In jedem der drei Kanäle I, II und III der Stabilisierungseinrichtung ist ein elektrischer Steuerkreisel RG vorgesehen, der mit einem veränderlichen Widerstand R1 in Verbindung steht und mit einem Servoverstärker SA sowie mit einem Integrator INT1 verbunden ist, wobei der Ausgang des Integrators dem Servoverstärker SA zugeleitet wird.
• Das Ausgangssignal des Servoverstärkers SA treibt einen Motor TM an, der das hydraulische Steuerventil V des elektrohydraulischen Servomotors SM bewegt, dessen Ausgangshebel L das Ruderorgan des Flugzeuges über eine mechanische Verbindung auslenkt. Durch den Ausgangshebel L wird: zur Erzeugung eines der Verschiebung proportionalen Impulses ein Einstellwiderstand R4 bewegt, von dem aus ein der Servomotorverstellbewegung entsprechender Impuls dem Servoverstärker SA zugeleitet wird.
• Die Bewegung des Steuerventils V wird durch einen Verschiebungsabgriff VPO überwacht, dessen Impuls als Annäherungswert für die Servomotorverschlebungsgröße dem Servoverstärker SA und außerdem bei FDC einem Schaltkreis zur Ermittlung von Fehlern zugeleitet wird.
• Weiterhin sieht die Schaltanordnung einen Sollwertkreisel AG und einen Ausgangswiderstand R, vor, der über einen Differenzverstärker DA mit einem Integrator INT2 verbunden ist. Der Integrator INT2 ermittelt den Unterschied zwischen den Ausgangssignalen des Kreisels AG und des Steuerknüppelwiderstandes CR2, der über dem Widerstand R6 an den Servoverstärker SA geleitet wird. Durch die Einschaltung einer geeigneten Untersetzung zwischen dem elektromechanisch arbeitenden Integrator INT2 und dem Widerstand R6 wird das Maximalmali der Veränderung dieses Impulses begrenzt.
• Der durch die manuellen Bewegungen des Steuerknüppels CC betätigte Widerstand CRi ist mit dem Servoverstärker SA verbunden.
• Mit dem Steuerkreisel RG ist ein Widerstand R1 verbunden, der außerdem mit dem ServoverstärkerSA und mit dem Integrator INTi in Verbindung steht, wobei die Widerstände R2 und R3 durch den Integrator INTi gespeist werden. Vom Widerstand R2 läuft ein Impuls zum Servoverstärker SA, und von dem Widerstand R3 führt ein Impuls zum Abdrift-Korrekturverstärker DCA, in dem das erzeugte Flugzeug-Sollwestsignal mit dem Sollwertkreisel AG und dem damit verbundenen Widerstand R" gemessenen Flugzeug-Sollwert verglichen wird. Der dieser Differenz entsprechende Ausgang des Verstärkers DCA führt eine Einstellung der Neutralebene des Integrators INT2 herbei, wodurch der rotgang des Steuerkreisels und des Integrators sowie die Hysterese und: andere Fehlerquellen kompensiert werden.
• Um eine Erhöhung der Sicherheit zu erreichen, kann, der Servoverstärker SA mit einem Spannungsbegrenzer ausgerüstet werden, so daß beim Ausfall des überwachungs-Sollwer(kreisels AG oder seines Widerstandes R, der dem Integrator INTi zugeleitete Spannungsfehler auf einen vorbestimmten Wert begrenzt wird.
• Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform erhält der Differentialverstärker DA seine Eingangsimpulse vom Steuerknüppelwiderstand CRi, während das erzugte Flugzeug-Sollwertsignal vom Widerstand R2 gespeist wird. Der Ausgang des Verstärkers DA speist den Integrator INT2, dessen Ausgangsimpulse über dem Widerstand Re dem Servoverstärker SA zugeleitet wird. Der @ollweitkreisel AG und sein zugehöriger Widerstand R$ speisen nur den Abtriebs-Korrekturverstärker DCA, wodurch das vom Widerstand R5 kommende Signal mit dem erzeugten Flugzeug-Sollwertsignal, das vom Widerstand: R3 kommt, verglichen wird. Der Verstärkungsausgang dient dazu, die Neutralebene des Integrators INTi in. der bereits in Fig. 1 beschrieben Weise einzustellen. Alle übrigen Teile des in Fig. 2 dargestellten Systems entsprechen. dem Schaltschema von Fig. 1.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Stabilisierungsanordnung in Flugzeugsteuereinrichtungen mit einer Mehrzahl von Signalübertragungskanälen, denen je ein Servomotor zum Antrieb eines gemeinsamen Ausgangsgliedes der Ruderanlage zugeordnet ist, wobei der Servomotor auf die vom Ausgang einer für jeden Kanal getrennt vorgesehenen Integratoreinheit zugeführten, Signale anspricht und wobei ein Steuersignal von einem für jeden Kanal getrennt vorgesehenen und auf Abweichungen des Flugzeuges um die betreffende Drehbewegungsachse ansprechenden Steuerkreisel in die Integratoreinheit eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, da.ß in jedem Kanal (I, 1I, 11I) Vorrichtungen zum Vergleich des Ausgangssignals der Integratoreinheit (INTi) mit dem Ausgangssignal eines Sollwertkreisels (AG) vorgesehen sind, wodurch ein Korrektursignal erzeugt wird:, das die im Ausgangssignal der Integratoreinheit (INTi) enthaltenen fehlerhaften Impulse kompensiert.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB in den Eingang des Servomotors (SM) jedes Kanals ein vom Ausgang einer Integratoreinheit (INT2) kommendes Signal gefuhrt wird, wobei in den Eingang dieser Integratoreinheit (INT2) ein Korrektursignal eingespeist wird, das, sich aus der Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Soallwertkreisels (AG) und einem Signal ergibt, das der manuellen Vorstellung des Steuerknüppels (CC) und der Auslenkung der Ruderflächen. entspricht.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d'ali in den Eingang des Servomotors (SM) jedes Kanals ein vom Ausgang einer Integratoreinheit (INT2) kommendes Signal geführt wird, wobei in den Eingang dieser Integratoreinheit (INT2) ein Korrektursignal eingespeist wird, das sich aus der Differenz zwischen dem Ausgangssignal der Integratoreinheit (INTi) jedes Kanals und einem Signal ergibt, das der manuellen Verstellung des Steuerknüppels (CC) und der Auslenkung der Ruderflächen entspricht.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal jeder zu den, einzelnen Kanälen (I, 1I, 11I) gehörigen Integratoreinheit (INTi) in. einen in jedem Kanal angeordneten Servoverstärker (SA) geführt wird, von dem es in den Eingang des je Kanal vorgesehenen Servomotors (SM) gespeist wird, und daJ3 das Ausgangssignal. der gemeinsamen Integratoreinheit (INT2) in die einzelnen, in. den Kanälen vorgesehenen Servoverstärker (SA) geführt wird.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Servomotor (SM) eine durch Eingangssignale angetriebene elektromechanische Eingangsvorrichtung (TM) aufweist, die mit dem Steuerventil (V) eines Flüssigkeitsdruck-Servomotors (SM) verbunden ist, dessen Ausgang mechanisch mit einem Hebel (L) zur Betätigung der Ruderflächeneinrichtung verbunden ist.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (I, 1I, III) einen Rückkopplungskreis aufweist, der in den Eingang des Servoverstärkers, (SA) ein Signal zurückführt, das der Auslenkung der Ruderfläche entspricht.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal einen Rückkopplungskreis aufweist, der dem Eingang des Servoverstärkers (SA) ein der Stellung des Servomotorventils (V) entsprechendes Signal zuleitet. B. Einrichtung nach Anspruch 5 und 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (FDC) zur Feststellung von fehlerhaften Impulsen, die mit dem Servomotorventil M in. Wirkverbindung steht und durch ein von der Stellung dieses Ventils abhängiges Signal betätigt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 853 674. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1110 527, 1120 886.