DE1204860B - Vorrichtung zur Ermittlung aerodynamischer Faktoren - Google Patents
Vorrichtung zur Ermittlung aerodynamischer FaktorenInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
GOIp
GOIl
Deutsche Kl.: 42 ο -15
Nummer: 1204 860
Aktenzeichen: B 62209IX b/42 ο
Anmeldetag: 20. April 1961
Auslegetag: 11. November 1965
Die Hauptpatentanmeldung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung aerodynamischer Faktoren,
z. B. in Luftfahrzeugen, die von der Messung des statischen Atmosphärendruckes abhängen, wie
Höhe, Grad der Höhenänderung bzw. Vertikalgeschwindigkeit und Luftgeschwindigkeit, wobei die
Wirkung von auf aerodynamische Erscheinungen zurückgehenden Fehlern bei dieser Messung eliminiert
wird, mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer ersten den Faktor darstellenden variablen
Größe, die von einer fehlerhaften statischen Druckmessung abgeleitet ist und eine erste Annäherung
des Faktors darstellt, mit einem Machzahl-Rechner, ferner mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer
zweiten, aus der errechneten Machzahl stammenden variablen Größe, die den auf die fehlerhafte Messung
des statischen Druckes zurückgehenden Fehler des Faktors bei der gerade gemessenen Machzahl darstellt,
und mit einer die zweite und die erste Größe algebraisch addierenden Einrichtung zum Erzeugen
einer dritten, den korrigierten Wert des Faktors bildenden, variablen Größe.
Die genannten aerodynamischen Erscheinungen sind z. B. die Turbulenz und die Kompressibilität
der Luft, die sich mit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, in dem diese Messungen ausgeführt werden,
verändern. Die Fehlereinflüsse wirken sich insbesondere im Grenzbereich der Überschallgeschwindigkeit
aus.
Die erfindungsgemäße Weiterbildung des Gegenstandes der Hauptpatentanmeldung zeichnet sich dadurch
aus, daß sie einen Servomotor enthält, der über einen Verstärker durch das die dritte Größe
darstellende Signal erregt wird und der über eine an sich bekannte negative Rückkopplung das Signal
durch eine Rückstellwirkung im wesentlichen auf Null hält.
In der Hauptpatentanmeldung wurden bereits zwei Vorrichtungen, und zwar ein Höhenmesser und ein
Geschwindigkeitsmesser beschrieben. Die drei veränderlichen Größen wurden dabei durch die Drehungen
von mechanischen Elementen dargestellt und die Addition der beiden ersten Größen zum Ableiten
der dritten Größe durch einen Differentialmechanismus bewirkt.
Wie bereits in der Hauptpatentanmeldung erwähnt, ist es möglich, die genannten Vorrichtungen
auch mit elektromechanischen Mitteln auszustatten. Die vorliegende Erfindung hat nun eine derartige,
mit elektromechanischen Mitteln arbeitende Vorrichtung geschaffen. In diesem Falle sind also mindestens
einige der genannten variablen Größen elek-Vorrichtung zur Ermittlung aerodynamischer
Faktoren
Faktoren
Zusatz zur Anmeldung: B 62148IX b/42 ο —
(Auslegeschrift 1 203 506)
(Auslegeschrift 1 203 506)
Anmelder:
The Bendix Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)
Detroit, Mich. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41
Als Erfinder benannt:
Carl Einar Johanson,
Davenport, Ia. (V. St. A.)
Carl Einar Johanson,
Davenport, Ia. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. April 1960 (23 688)
V. St. v. Amerika vom 21. April 1960 (23 688)
trische Signale. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann dabei z. B. als Höhenmesser oder als
Geschwindigkeitsmesser ausgeführt sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfassen die Mittel zum algebraischen Addieren der
ersten und der zweiten Größe einen elektrischen Differentialsignal-Generator mit zwei relativ verschiebbaren
Teilen, wobei die erste, eine erste Annäherung des Faktors darstellende Größe in Form
einer mechanischen Verschiebung einem der relativ verschiebbaren Teile zugeführt wird, während die
zweite, den Fehler in dem Faktor darstellende Größe in Form einer variablen Erregung einem von einem
der Teile getragenen elektrischen Element, z. B. einer Wicklung, zugeführt wird.
Der Differentialsignal-Generator besteht vorzugsweise
aus einem Transformator mit beweglichem Magnetkern, wobei der Kern über einen Mechanismus
proportional der ersten Annäherung des zu berechnenden Faktors verschoben wird, während die
den Fehler in dem genannten Faktor darstellende veränderliche elektrische Spannung einer relativ zu
dem Kern verschiebbaren Wicklung des Transformators zugeführt wird. In diesem Fall verdreht dei
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gemäß dem obengenannten ersten Kennzeichen der Erfindung verwendete Motor den die Wicklungen
tragenden Teil des Differential-Transformators in bezug auf den beweglichen Kern so, daß das Differentialsignal
am Ausgang verschwindet. Andere Weiterbildungen der Erfindung sind den restlichen
Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 die bei einer auf einer fehlerhaften Messung
des statischen Druckes beruhenden, bei einer Höhenmessung auftretenden Fehler als Funktion der Höhe
und der Machzahlen,
Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines elektromechanischen
Höhenmessers gemäß der Erfindung,
Fig. 3 die bei der Messung der aerodynamischen Geschwindigkeit auftretenden Fehler als Funktion
der Machzahl und der aerodynamischen Geschwindigkeit und
Fig.4 das Prinzipschaltbild eines elektromechanischen
Geschwindigkeitsmessers gemäß der Erfindung.
Das in Fig. 1 dargestellte Diagramm entspricht im wesentlichen dem Diagramm nach F i g. 2 der
Hauptpatentanmeldung. Es zeigt eine Kurvenschar, die, wie erinnerlich, die Fehler angibt, mit denen
eine Höhenmessung behaftet ist, die auf eine Messung des statischen Druckes zurückgeht. Diese Druckmessung
ist als Folge der durch die relative Bewegung des Luftfahrzeuges durch die umgebende Luft
hervorgerufenen Turbulenzerscheinungen usw. stets mit einem Fehler behaftet. Die Abszisse gibt die Höhe
in Kilometern und die Ordinate den Fehler in Metern an. Die einzelnen Kurven der Schar entsprechen verschiedenen
Machzahlen.
Bei dem in F i g. 2 schematisch dargestellten Höhenmesser wird der statische Druck der äußeren
Fläche einer luftdichten Manometerkapsel 10 zugeführt. Die Deformationen dieser Kapsel werden
über einen Triebstangenmechanismus 15 dem beweglichen Kern 16 eines Differential-Transformators 24
so zugeführt, daß die axiale Verschiebung des Kernes in erster Näherung der zu berechnenden Höhe proportional
ist. Der Differential-Transformator 24 trägt drei Wicklungen 17,18,19, die sich in bezug auf den
beweglichen Kern 16 verschieben können. Die Wicklung 17 wird durch die Sekundärwicklung 20 eines
Speisetransformators 21, dessen Primärwicklung 22 mit dem Netz verbunden ist, mit Wechselstrom gespeist.
Die Wicklung 19 dient zur Entnahme des Ausgangsfaktors (der dritten variablen Größe gemäß der
Hauptpatentanmeldung) und ist mit dem Eingang eines Verstärkers 28 verbunden. Die dritte Wicklung
18, von der ein Ende gemeinsam mit dem entsprechenden Ende der Ausgangswicklung 19 mit
Masse verbunden ist, dient zur Einführung des Korrekturfaktors als Funktion der Machzahl und der
Höhe (der zweiten variablen Größe).
Um den Korrekturfaktor abzuleiten, wird bei der Hauptpatentanmeldung eine Differential-Manometerkapsel
60 verwendet, auf die wie auf die Kapsel 10 von außen der statische Druck Ps einwirkt und deren
Innenraum mit dem von einem Pitotrohr oder einem äquivalenten Instrument abgeleiteten Gesamtüberdruck
P1 verbunden ist. Die Deformation der Kapsel 60, die den Veränderungen des dynamischen Überdruckes
Pd = P1-P8 entsprechen, werden über einen
Triebstangenmechanismus 61, 62, 63 auf einen beweglichen (z. B. drehbaren) Magnetkern 53 übertragen,
der Teil eines zweiten veränderbaren Transformators 49 ist. Der Verbindungspunkt zwischen den
Elementen 61 und 62 des Mechanismus ist über die Länge des Elementes 62 beweglich, und das Element
61 unterliegt der Wirkung eines Nockens oder einer Steuerscheibe 64, die als Funktion des statischen
Druckes verstellt wird, so daß die Verschiebung des Kernes 53 der gewünschten Funktion des statischen
ίο Druckes P3 und des Gesamtdruckes P1, die die Machzahl
ausdrückt, entspricht. Die Drehung des Nockens 64 kann von der Manometerkapsel für den statischen
Druck oder einer anderen entsprechenden Kapsel abgeleitet werden, wie es die in F i g. 3 der Haupt-Patentanmeldung
dargestellte Vorrichtung zeigt. Bei der hier gezeigten Vorrichtung wird der Nocken 64
über eine mechanische Verbindung verstellt, die von der Ausgangswelle 40 des Motors M ausgeht, die
sich, wie weiter unten näher gezeigt wird, als Funktion der gemessenen korrigierten Höhe dreht. Die
Höhe und der statische Druck sind durch eine einfache Gleichung, die in der Hauptpatentanmeldung
mit (1) bezeichnet ist, verknüpft. Es ist klar ersichtlich, daß die gewünschte Verschiebung der Triebstange
61 als Funktion des statischen Druckes durch diese Mittel einfach abgeleitet wird. Der Kern 63
wird also als Funktion der Machzahl verstellt wie entsprechend die Welle 22 der in F i g. 3 der Hauptpatentanmeldung
dargestellten Vorrichtung.
Der veränderbare Transformator 49 trägt eine Primärwicklung 52 und zwei gegenphasig miteinander
verbundene Sekundärwicklungen 50 und 51. Die Primärwicklung 52 wird parallel mit der Wicklung 17
über einen veränderbaren Widerstand 55 vom Netz gespeist. Der Schleifer des Widerstandes 55 wird
über einen Nocken 56, wie weiter unten näher ausgeführt, als Funktion der Höhe verstellt; Die beiden
Sekundärwicklungen 50, 51 sind in Serie mit der Wicklung 18 und diese drei Wicklungen parallel mit
der Wicklung 19 mit dem Eingang 26,27 des Verstärkers 28 verbunden.
Wie weiter unten näher gezeigt wird, verschiebt der über den Verstärker 28 gespeiste Motor M gemeinsam
die drei Wicklungen 17,18,19 des ersten Differential-Transformators 24, bis das dem Eingang
des Verstärkers zugeführte Signal verschwindet. Wenn dieser Zustand erreicht ist, besteht Gleichheit zwischen
den Absolutwerten der Spannung an den Klemmen der Wicklung 19 einerseits und der Gesamtspannung
an den Klemmen der Wicklungen 18,50, 51 andererseits. Der Winkel, um den sich der Motor drehen
muß, um diesen Gleichgewichtszustand herbeizuführen, ist der dem Verstärker zugeführten Fehlerspannung,
d. h. der algebraischen Summe der resultierenden in die beiden Sekundärwicklungen 18,19
induzierten Spannung und der resultierenden in die beiden Sekundärwicklungen 50, 51 induzierten Spannung
proportional. Der Wickelsinn und die Verbindung dieser vier Wicklungen werden so gewählt, daß
dieser Effekt erzielt wird.
Der erste dieser beiden Ausdrücke, die resultierende Spannung der Wicklungen 18,19, ist der Verschiebung
des Kernes 16 in bezug auf seine neutrale Stellung proportional, da die Primärwicklung 17 mit
konstanter Spannung gespeist wird, und folglich dem angenäherten Maß der Höhe. Was den zweiten Ausdruck
betrifft, so ist die resultierende Spannung der Wicklungen 50, 51 dem Produkt der Speisespannung
der Primärwicklung 52 und der Verschiebung des Kernes proportional. Der erste dieser beiden Faktoren,
die der Primärwicklung 52 zugeführte Spannung, wird durch den Nocken oder die Steuerscheibe
56 als Funktion der Höhe verändert, während der zweite Faktor die Verschiebung des Kernes 53 der
Veränderung der Machzahl in bezug auf einen Bezugswert entspricht. Folglich ist die resultierende
Spannung der Wicklungen 50, 51 gleichzeitig eine Funktion der Machzahl und der Höhe. Die kinematischen
Kennlinien der Nocken und der Triebstangenmechanismen werden ebenso wie die Kennlinie
des Transformators 49 so gewählt, daß die resultierende Spannung der Wicklungen 50, 51 gleichzeitig
eine Funktion der Machzahl und der Höhe darstellt, die erforderlich sind, um für alle Werte
dieser beiden Parameter die durch die Kurvenschar in F i g. 1 angegebenen Korrekturwerte einzuführen.
Der Transformator 49 entspricht in seiner Wirkungsweise also dem in F i g. 3 der Hauptpatentanmeldung
gezeigten dreidimensionalen Nocken oder der Steuerscheibe 30, während der Transformator 24
dem Differentialmechanismus der Hauptpatentanmeldung entspricht.
Der Ausgang 29, 30 des Verstärkers 28 ist über einen Koppeltransformator 31 mit der Steuerwicklung
32 des Zweiphasenmotors M verbunden, während die Wicklung 33 für die feste Phase des Motors
über einen Phasenschieberkondensator 34 durch eine Wicklung 35 des Speisetransformators 21 gespeist
wird. Wie bereits erwähnt, treibt der Motor M eine mit 40 bezeichnete mechanische Rückkopplungsverbindung an, welche die Lage der Wicklungen 17,
18,19 des Transformators 24 verändert. Diese Rückkopplungsverbindung
enthält vorzugsweise einen schematisch dargestellten und mit 65 bezeichneten Eichnocken oder -steuerscheibe. Dieser Nocken erlaubt es,
die Fabrikationstoleranzen der verwendeten Manometerkapseln nach der Montage des Instrumentes
oder nach dem Auswechseln einer Kapsel zu kompensieren. Der Eichnocken oder die Eichkurvenscheibe
65 wird dann verstellt, um die besonderen Kennlinien der verwendeten Kapseln zu berücksichtigen.
Wie oben bereits ausgeführt, ist der Winkel, um den sich die Welle des Motors M dreht, ein genaues
Maß der Höhe. Wie in F i g. 2 dargestellt, verstellt der Motor über ein Reduziergetriebe 44 einen Zeiger
41 sowie einen Zähler 42. Eine Korrektur des Barometerdruckes kann über einen Differentialmechanismus
43 von Hand in die Höhenanzeige eingeführt werden. Der zweite Eingang des Differentialmechanismus
kann über eine zwischengeschaltete Kupplung 46 durch einen Drehknopf 45 verstellt werden, der
gleichzeitig über einen Logarithmiermechanismus 48 ein Anzeigeinstrument 47 für den Barometerdruck
verstellt.
Der Motor M treibt gleichzeitig einen Tachometergenerator G an, dessen Wicklung 70 für die feste
Phase über den Transformator 21 gespeist wird und dessen Ausgangswicklung 71 eine Spannung abgibt,
die der Winkelgeschwindigkeit des Motors proportional ist. Diese Ausgangsspannung ist also ein Maß
für die Höhenänderungsgeschwindigkeit, d. h. die vertikale Geschwindigkeitskomponente des 'Luftfahrzeuges,
und kann beliebig ausgewertet werden. Diese Spannung wird jedoch andererseits dem Eingang des
Verstärkers 28 zugeführt, um eine Geschwindigkeitsrückkopplung herbeizuführen und so, wie an sich bekannt,
die Stabilität und die Proportionalität des Instrumentes zu verbessern.
In F i g. 2 wird weiter eine aus einer von der S Wicklung 66 des Transformators 21 gespeisten Gleichrichterbrücke
67 bestehende Gleichspannungsquelle zur Speisung des Transformators 28 gezeigt. Zwischen
der Gleichrichterbrücke und dem Verstärker ist ein aus einem Widerstand 68 und zwei Kondensatoren 69
ίο bestehendes Filternetzwerk eingeschaltet.
Das in F i g. 3 dargestellte Diagramm entspricht im wesentlichen dem in Fig. 4 der Hauptpatentanmeldung
dargestellten Diagramm. Es zeigt eine Kurvenschar, die die Fehler für eine Messung der
aerodynamischen Geschwindigkeit angibt, die mit einer Differential-Manometerkapsel gemessen wird,
auf deren eine Fläche der mit einem Fehler behaftete statische Druck einwirkt. Die Abszisse gibt die aerodynamische
Geschwindigkeit in km/Std. und die Ordinate den Fehler bei dieser Geschwindigkeit ebenfalls
in km/Std. an. Die einzelnen Kurven der Schar sind verschiedenen Machzahlen zugeordnet.
F i g. 4 zeigt in schematischer Darstellung ein Instrument zur Messung der aerodynamischen Ge-
schwindigkeit, das automatisch diese Fehler korrigiert. Es ist praktisch eine elektromechanische Abwandlung
des in Fig. 5 der Hauptpatentanmeldung gezeigten Instrumentes.
Wie bereits in der Hauptpatentanmeldung näher
Wie bereits in der Hauptpatentanmeldung näher
erläutert, ist der Hauptunterschied im Aufbau zwischen einem Höhenmesser und einem Anemometer,
die beide gemäß der Erfindung ausgeführt sind, darin zu sehen, daß die relative Anordnung der Kapsel für
den statischen Druck und der Kapsel für den dynami-
sehen Überdruck vertauscht ist. Folglich werden im vorliegenden Fall durch die Deformationen der
Kapsel 100 für den dynamischen Überdruck (auf die von außen der statische Druck Ps und von innen der
Gesamtdruck Pt wirkt) über einen Triebstangenmechanismus
101 bis 106, der einen Bimetallstab umfaßt, die Verschiebungen des Magnetkernes 116
eines Transformators 111 gesteuert. Diese Verschiebungen, die im vorliegenden Falle Drehungen um die
Achse des Stabes 104 sind, folgen mit großer Empfindlichkeit der Achse des Gehäuses des Transformators
111 und entsprechen in erster Näherung den Veränderungen der aerodynamischen Geschwindigkeit,
wie sie sich aus der fehlerhaften Messung des dem Äußeren der Kapsel 100 zugeführten statischen
Druckes Ps ergeben.
Der Transformator 111 umfaßt ein bewegliches Gehäuse, das drei Wicklungen 180, 181, 182 trägt.
Die Primärwicklung 180 wird von der Speisespannungsquelle über die Klemmen ZZ gespeist. Die
beiden Sekundärwicklungen 181,182 sind, von ihrer gemeinsamen geerdeten Mittelanzapfung gesehen, mit
entgegengesetztem Wickelsinn gewickelt. Wie bei dem in F i g. 2 gezeigten Instrument ist eine, 182, der
beiden Wicklungen mit dem Eingang 176 eines Verstärkers 134 verbunden. Die andere Wicklung ist mit
den beiden Sekundärwicklungen 143, 144 eines zweiten veränderlichen Transformators 150 in Serie
geschaltet. Diese drei Wicklungen sind dann bei 146 parallel mit der Wicklung 182 mit dem Eingang 176
des Verstärkers 134 verbunden. Der zweite Transformator 145 trägt außer den beiden Sekundärwicklungen
143, 144 eine Primärwicklung 142, die von der Spannungsquelle über einen veränderbaren
Widerstand 140 gespeist wird. Der Schleifer dieses Widerstandes wird durch einen Nocken oder eine
Steuerscheibe 156 verstellt, die auf einer Welle 126 befestigt ist. Diese Welle wird, wie weiter unten
näher erläutert, entsprechend der aerodynamischen Geschwindigkeit verdreht.
Der Transformator 145 enthält einen beweglichen Magnetkern 155, der als Funktion der Machzahl verschoben
wird. Zu diesem Zweck ist der Kern 155 mit einer den Differenzdruck messenden Kapsel 162 über
einen kinematischen Mechanismus verbunden. Dieser Mechanismus umfaßt einen Hebel 161, der an der
Kapsel 162 angelenkt ist und dessen geschlitztes Ende auf dem Arm eines mit dem Kern 155 verbundenen
Hebels 163 gleitet. Der Berührungspunkt zwischen dem Hebel 161 und dem Arm 163 wird durch einen
Nocken oder eine Steuerscheibe 160 verändert, die an dem Hebel 161 anliegt und auf der entsprechend der
aerodynamischen Geschwindigkeit verdrehten Welle 126 befestigt ist. Aus den bereits oben gegebenen
Erläuterungen geht hervor, daß die resultierende von den Sekundärwicklungen 143,144 abgegebene Spannung
gleichzeitig eine Funktion der Machzahl und der aerodynamischen Geschwindigkeit ist. Diese
Spannung stellt die gewünschte Funktion der beiden zur Einführung der Korrekturen für alle durch die
Kurvenschar in F i g. 3 gegebenen Werte erforderlichen Parameter dar.
Vergleicht man das Instrument nach F i g. 4 der vorliegenden Erfindung mit dem in F i g. 5 der Haupt-Patentanmeldung
dargestellten Geschwindigkeitsmesser, so stellt man fest, daß das gerade beschriebene
elektromechanische Instrument eine Korrektur als Funktion der aerodynamischen Geschwindigkeit
selbst neben der Korrektur als Funktion der Machzahl sicherstellt, während bei dem älteren Instrument
lediglich diese Korrektur durchgeführt wird.
Die Ausgangsspannung des Verstärkers 134 wird über einen Koppeltransformator 133 der Steuerwicklung
132 eines Zweiphasenmotors 125 zugeführt. Die Welle 118 dieses Motors kann beliebige, nicht weiter
dargestellte Auswerteorgane wie etwa einen Zeiger oder einen Zähler antreiben. Darüber hinaus wirkt
der Motor wie bei dem in F i g. 2 dargestellten Instrument über einen Eichnocken oder -steuerscheibe 114
auf das die Wicklungen tragende Gehäuse des Transformators 111 ein. Zu diesem Zweck ist die Motorwelle
118 durch eine Schraube 117 verlängert, die eine mit einer schrägen Fläche 114 versehene Mutter
115 trägt. Die schräge Fläche führt das Ende eines Hebelarmes 112, der mit dem beweglichen Gehäuse
des Transformators 111 verbunden und an eine Welle 113 angelenkt ist. Mit der Mutter 115 ist fest ein Arm
119 verbunden, der auf der Fläche eines feststehend montierten Eichnockens oder einer Steuerscheibe 165
gleitet. Dreht sich die Welle des Motors proportional der aerodynamischen Geschwindigkeit, so sind die
axialen Verschiebungen der Mutter 115 diesem, leicht durch den Steuernocken 165 modifizierten Faktor
proportional. Die Drehung des Armes 112 und des Gehäuses des Transformators 111 um die Achse dei
Welle 113 ist gleichfalls diesem modifizierten Faktor proportional. Die Bewegungen des Gehäuses des
Transformators 111 sind also in Wirklichkeit Drehungen um die Achse der Welle 113, und da die Ver-Schiebungen
des Kernes 116 Verdrehungen um die Achse der Welle 104 sind, sind diese beiden Achsen
miteinander ausgerichtet, um die korrekten Verschiebungen sicherzustellen. Die Nocken- oder Steuerscheibenwelle
126 wird über ein Getriebe 127 von der Welle 113 proportional der aerodynamischen
Geschwindigkeit angetrieben. Die Welle 126 trägt den Nocken oder die Steuerscheibe 160, die den Geschwindigkeitsfaktor
in die Berechnung der Machzahl einführt, und außerdem den Nocken oder die Steuerscheibe
156, die den Geschwindigkeitsfaktor in die Ausgangsspannung der Wicklungen 143 und 144 einführt.
Der Motor 125 treibt einen Tachometergenerator an, der an seinen mit A-A bezeichneten Ausgangsklemmen
eine Spannung abgibt, die der ersten Ableitung der aerodynamischen Geschwindigkeit in
bezug auf die Zeit, d. h. der linaren Beschleunigung des Luftfahrzeuges, proportional ist. Dieses Signal,
das wie gewünscht ausgewertet werden kann, wird zusätzlich dem Eingang 176 des Verstärkers 134 zugeführt,
um eine stabilisierende tachymetrische Rückkopplung sicherzustellen.
Eine schematisch dargestellte Speisespannungsquelle 131 versorgt über ihre mit X-X bezeichneten
Ausgangsleitungen die Primärwicklungen der beiden Transformatoren 145 und 111 ebenso wie über besondere
Leitungen den Motor 125 und den Generator 149 mit Wechselspannung. Über die mit B+ bezeichnete
Leitung wird dem Verstärker 134 seine Speisegleichspannung zugeführt.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Ermittlung aerodynamischei Faktoren, z. B. in Luftfahrzeugen, die von der
Messung des statischen Atmosphärendruckes abhängen, wie Höhe, Grad der Höhenänderung
bzw. Vertikalgeschwindigkeit und Luftgeschwindigkeit, wobei die Wirkung von auf aerodynamische
Erscheinungen zurückgehenden Fehlern bei dieser Messung eliminiert wird, mit einer Einrichtung
zum Erzeugen einer ersten, den Faktor darstellenden variablen Größe, die von einer
fehlerhaften statischen Druckmessung abgeleitet ist und eine erste Annäherung des Faktors darstellt,
mit einem Machzahl-Rechner, ferner mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer zweiten, aus
der errechneten Machzahl stammenden variablen Größe, die den auf die fehlerhafte Messung des
statischen Druckes zurückgehenden Fehler des Faktors bei der gerade gemessenen Machzahl
darstellt, und mit einer die zweite und die erste Größe algebraisch addierenden Einrichtung zum
Erzeugen einer dritten, den korrigierten Wert des Faktors bildenden, variablen Größe, nach Patentanmeldung
B 62148 IXb/42o, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen Servomotor (M; 125) enthält, der über einen Verstärker (28; 134)
durch das die dritte Größe darstellende Signal erregt wird und der über eine an sich bekannte
negative Rückkopplung (40; 112) das Signal durch eine Rückstellwirkung im wesentlichen auf Null
hält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum algebraischen
Addieren der ersten und der zweiten Größe einen elektrischen Differentialsignal-Generator (24; 111)
mit zwei relativ verschiebbaren Teilen umfassen, und dadurch, daß die erste, eine erste Annäherung
des Faktors darstellende Größe in Form einer mechanischen Verschiebung einem (16; 116)
der relativ verschiebbaren Teile zugeführt wird, während die zweite, den Fehler in dem Faktor
darstellende Größe in Form einer variablen Erregung einem von einem der Teile getragenen
elektrischen Element (z.B. Wicklung 18; 180) zugeführt wird.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor (M;
125) über die negative Rückkopplungsverbindung (40; 112) mechanisch mit dem anderen Teil (17,
18, 19; 180, 181, 182) des Differentialsignal-Generators (24; 111) verbunden ist, um ihn relativ
zu dem ersten Teil (16; 116) zu verschieben und so das Ausgangssignal des Generators auf Null
zu halten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Differentialsignal-Generator ein Differential-Transformator
ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (16; 116) ein beweglicher magnetischer Kern ist, der über einen Mechanis- ao
mus mechanisch proportional der ersten Annäherung des zu berechnenden Faktors verschoben
wird, und daß die den Fehler in dem genannten Faktor darstellende veränderliche elektrische
Spannung einer relativ zu dem Kern verschiebbaren Wicklung (18; 180) des Transformators zugeführt
wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Rückkopplungsverbindung (40; 112) einen Eichnocken (65; 165)
umfaßt, um das Gesetz der negativen Rückkopplungsbewegung entsprechend der individuellen
Kennlinien jedes Instrumentes verändern zu können.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein die zweite
variable Größe, die dem auf den Fehler bei der Messung des statischen Druckes zurückgehenden
Fehler entspricht, darstellendes elektrisches Signal durch einen elektrischen Signalgenerator (49; 150)
erzeugt wird, bei dem einer (53; 155) seiner zwei relativ beweglichen Teile mechanisch als eine
Funktion der Machzahl verschoben wird, und der ein elektrisches Element (52; 142) aufweist, das
als eine Funktion des zu berechnenden Faktors veränderlich erregt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (49; 150)
ein Differential-Transformator und der erste Teil (53; 154) ein beweglicher Magnetkern ist, der
durch einen Mechanismus als eine Funktion der Machzahl verschoben werden kann, und daß das
veränderlich erregte elektrische Element (52; 142) eine Primärwicklung des Transformators ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (M; 125)
einen ersten Nocken (64; 160), der in den Mechanismus, der den einen Teil oder Kern (53; 155)
des genannten Generators (49; 150) als eine Funktion der Machzahl antreibt, eingeschaltet ist,
sowie einen zweiten Nocken (56; 156) antreibt, welcher die Erregung des genannten Elementes
(Primärwicklung 52; 142) als eine Funktion des berechneten Faktors verändert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (M; 125) einen
Tachometergenerator (G; 149) antreibt, der in an sich bekannter Weise ein elektrisches Spannungssignal
erzeugt, das der Drehzahl des Motors proportional ist und das neben seiner Anwendung
als ein Maß für einen aerodynamischen Faktor, wie die Höhenänderungsgeschwindigkeit
oder die Vorwärtsbeschleunigung, zusätzlich dem Eingang des Verstärkers (28; 134) als ein stabilisierendes
Rückkopplungssignal wieder zugeführt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 737/105 11.65 © Bundesdruckerei Berlin
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