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Regelvorrichtung für ein mehrteiliges Flugzeugsteuerruder Zusatz zum
Patent 1113 363 Gegenstand des Hauptpatentes 1113 363 ist eine Regelvorrichtung
für ein mehrteiliges Flugzeugsteuerruder, dessen unabhängig voneinander bewegliche
Ruderflächen mit je einem Hauptantrieb. versehen sind, wodurch die betreffenden
Ruderabschnitte in Abhängigkeit von einem ihren Regeleinrichtungen zugeführten Eingangssignal
bewegt werden, wobei ein Hilfsantrieb vorgesehen ist, der bei automatischem Betrieb
selbsttätig ein von den Befehlssignalen der Flugregelanlage abhängiges Eingangssignal
der Regeleinrichtung nur eines einzigen Hauptantriebes zuführt und wobei eine vom
Ausgang dieses einen Hauptantriebes ausgehende Verbindung bei automatischem Betrieb
das diesem Hauptantrieb entsprechende Eingangssignal auch den Regeleinrichtungen
der anderen Hauptantriebe zuführt.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterentwicklung der im Hauptpatent
beschriebenen Regelvorrichtung und bezweckt eine Erhöhung der Betriebssicherheit.
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Die Regelvorrichtung kennzeichnet sich durch einen zweiten Hilfsantrieb,
der bei einer zweiten automatischen Betriebsweise selbsttätig ein von einer zweiten
gleichartigen Flugregeleinrichtung abhängiges Eingangssignal einem zweiten Hauptantrieb
zuführt und durch eine Schalteinrichtung die zur wahlweisen Erregung der Regelvorrichtung
in der ersten oder der zweiten automatischen Betriebsweise dient, wobei unabhängig
von der gerade wirksamen automatischen Betriebsart jeder Hauptantrieb durch ein
Eingangssignal erregt werden kann, das vom Ausgang des ersten automatisch gesteuerten
Hauptantriebes erzeugt wird.
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Bei automatischem Betrieb dient zweckmäßigerweise eine der Flugregeleinrichtungen
als Reserveeinheit. Auf diese Weise kann bei Ausfall oder Versagen des betriebsmäßig
eingeschalteten Instruments die Regelvorrichtung augenblicklich umgeschaltet werden,
so daß die Ersatzeinrichtung ohne Zeitverlust wirksam wird. Der Ausgangskreis der
Reserveeinrichtung kann hierbei auf den Antrieb eines Flugrichtungsanzeigers geschaltet
sein.
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Außerdem ist ein Vergleichsgerät vorgesehen, das eine Abweichung zwischen
entsprechenden Signalen anzeigt, die von der ersten und von der zweiten Flugregeleinrichtung
oder davon abgeleiteten Signalen geliefert werden. Dieses Vergleichsgerät kann ein
Warnsignal auslösen, sobald die Abweichung zwischen den verglichenen Signalen einen
vorbestimmten Wert erreicht bzw. überschreitet.
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Ein Ausführungsbeispiel mit Anwendung auf die Höhensteuerung eines
Flugzeuges ist in der Zeichnung dargestellt. Von den lediglich dargestellten zwei
benachbarten Abschnitten 31, 32 eines Höhenruders wird jeder Abschnitt durch einen
eigenen hydraulischen Antrieb 14 bzw. 15 angestellt, von denen jeder ein eigenes
hydraulisches Steuerventil 1 aufweist.
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Die Regelvorrichtung kann bei manuellem Einsatz mit Hilfsantrieb und
im Selbststeuerbetrieb auf zwei verschiedene Arten arbeiten.
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Bei manuellem Betrieb mit Hilfsantrieb wird bei Auslenkung des Handsteuers
17 ein mechanisches Verschiebungssignal an jedes Ventil über verschiedene Steuerkanäle
gegeben. Die beiden Steuerkanäle A und B sind in gleicher Weise ausgebildet,
und es werden vom Handsteuer, das mit einer künstlichen Steuergefühlseinrichtung
2 ausgestattet ist, Eingangssignale an jeden Kanal über ein gemeinsames Betätigungsgestänge
25 geliefert. Die an einen Steuerkanal, z. B. an den Kanal A, dem der Antrieb 14
zugeordnet ist, gelieferten Signale werden an den Eingang eines ersten Differentialgestänges
19 gegeben, dessen Ausgangspunkt über ein Gestänge 3, das mit einem Federgehäuse
4 verbunden ist, mit dem Steuerventil 1 des Hauptantriebes 14 gekuppelt ist.
Der Ausgang dieses Hauptantriebes ist über ein Gestänge 5 mit dem zugeordneten Teil
32 des Ruders verbunden, der über ein Rückführungsgestänge27 mit
dem
anderen Eingang des Differentialhebels 19 in Verbindung steht.
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Die Arbeitsweise des Steuerkanals des Antriebes 15, der den anderen
Teil 31 des Ruders auslenkt, entspricht der des Steuerkanals A.
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Das Federgehäuse 4 ist im Gestänge 3 so angeordnet, daß das Gestänge
elastisch nachgeben kann, wenn der Bewegung des Gestänges ein. Widerstand entgegenwirkt,
der einen vorbestimmten Wert überschreitet. Wenn beispielsweise die Hauptantriebe
hydraulisch arbeiten und die Flüssigkeitszufuhr zu dem einen Hauptantrieb ausfällt,
wird das Handsteuer nicht in seiner Bewegung blockiert, da das Differentialgestänge19,
das dem Hauptantrieb mit der ausgefallenen Flüssigkeitszufuhr zugeordnet ist, noch
bewegt werden kann. Auf diese Weise kann. eine gewisse Steuerung aufrechterhalten
werden, da noch Steuersignale an den anderen Hauptantrieb gegeben werden können,
um den anderen Teil des Ruders zu betätigen.
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In jedem Steuerkanal ist ein automatischer Pilot 21 und ein Hilfsantrieb
22 vorgesehen. Während der automatischen Steuerweise werden Signale von der Piloteinrichtung
21 über einen der Kanäle an den entsprechenden Hilfsantrieb 22 gegeben. Der Hilfsantrieb
22 erzeugt daraus Steuersignale, die an das Steuerventil des Hauptantriebes dieses
Kanals gegeben werden, wobei die entsprechende Rückführungsstange das Handsteuer
17 bewegt, so daß es in einer Stellung gehalten wird, die der Stellung des zu betätigenden
Ruderteiles entspricht. Jede Bewegung des Handsteuers ruft dann Eingangsverschiebungssignale
hervor, die dem anderen Steuerkanal zugeführt werden, um eine entsprechende Bewegung
des anderen Teiles des Ruders zu bewirken.
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Ein Wählschalter 6 sieht zwei verschiedene Schaltstellungen für die
beiden Autopiloten vor, wobei der jeweils eingeschaltete Autopilot Steuersignale
an den durch die betreffende Schaltstellung ausgewählten Hauptantrieb liefert.
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Der nicht seinen Antrieb steuernde Autopilot wird als Reserveinstrument
verwendet und dient auch als Überwachungsgerät für den anderen Autopiloten.
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Bei automatischem Betrieb werden Verschiebungssignale an das Steuerventil
eines Hauptantriebes in Abhängigkeit von Signalen geliefert, die aus dem ausgewählten
Autopilot 21 über ein Differential zwischenglied 7 kommen, das zwischen dem Ausgangsende
des Gestänges 3 und dem Steuerventil eingefügt ist. Das Zwischenglied 7 ist mit
seinem Ausgangsende an das Steuerventil 1 angeschlossen, während seine Eingangsenden
mit dem Abgang des entsprechenden Hilfsantriebes 22 bzw. mit dem Abgangsende des
Gliedes 3 verbunden sind.
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Der Abgang des ersten Differentialgliedes 19 ist in jedem Kanal
drehbar auf einem Gleitschlitten 8 angebracht, der in einer vorbestimmten Stellung
durch einen Zapfen 9 verriegelt werden kann. Der Zapfen 9 greift in den V-förmigen
Ausschnitt 10 einer Klinke 11, die um einen Punkt 12 mittels eines Antriebes 13
verschwenkbar ist.
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Wird der Wählschalter 6 betätigt, um den Ausgangskreis eines Autopiloten
an den Hilfsantrieb in einem der Kanäle zu legen, wird der Abgang des ersten Differentialgliedes
in diesem Kanal automatisch verriegelt. Da bei Betätigung des Wählschalters auch
der Antrieb 13 eingeschaltet wird, bewegt er die entsprechende Klinke um -ihren
Drehpunkt, so daß der V-förmige Ausschnitt 10 in Berührung mit dem Zapfen
9 kommt und dadurch den Gleitschieber 8
und somit auch den Abgangspunkt
sperrt.
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Da das erste Differentialglied 19 um seinen Abgangspunkt drehbar ist,
wird jede Bewegung der Rückführungsstange 27 bei Betätigung der zugehörigen Ruderfläche
über das Differentialglied übertragen; so daß das Handsteuer 17 bewegt und somit
ein Verschiebungssignal gegeben wird, das die Betätigung der anderen Ruderfläche
veranlaßt.
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Während des automatischen Betriebes empfängt der ausgewählte Autopilot
elektrische Rückführungssignale, die den Abgang des entsprechenden Hauptantriebes
darstellen und in einem Potentiometer 15 erzeugt werden, dessen Schleifarm auf der
Abgangswelle des Hauptantriebes angebracht ist. Die Rückführungssignale, die an
den Autopiloten über einen Arm des Wählschalters 6 geliefert werden, bleiben während
des manuellen Betriebes abgeschaltet.
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Der Autopilot, der keinen Hauptantrieb steuert, dient neben seiner
Aufgabe als Reserveeinheit außerdem als Überwachungsgerät für den angeschlossenen
Steuerkanal, und zwar mit Hilfe eines Vergleichsgerätes 16, das die Ausgangssignale
der Autopilotsysteme vergleicht. Bei jeder Abweichung, die einen vorbestimmten Wert
übersteigt, wird ein Warnsignal ausgelöst.
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Besitzt die Ruderfläche mehr als zwei getrennt gesteuerte bewegliche
Teile, so haben nur zwei dieser Ruderteile Steuerkanäle entsprechend den Kanälen
A und B. Die übrigen Kanäle sind gleich und entsprechen im allgemeinen den Kanälen
A und B, sie weisen jedoch weder einen Autopilot 21 noch einen Hilfsantrieb
22 oder Zwischenglieder 7 auf. Jedes dieser Ruderteile wird während des Handbetriebes
durch Betätigung des Handsteuers 17 in der gleichen Weise gesteuert wie die Kanäle
A und B. Bei automatischem Betrieb werden die Ruderteile durch Verschiebungssignale
gesteuert, die durch die Bewegung des Handsteuers 17 erzeugt werden und sich durch
die Verschiebung der Rückführungsstange 27 des Hauptantriebes und der Steuerung
des in Betrieb gesetzten Autopilot ergeben.