DE1204860B - Vorrichtung zur Ermittlung aerodynamischer Faktoren - Google Patents

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

Zusatz zur Anmeldung: B 62148IX b/42 ο —
(Auslegeschrift 1 203 506)

Anmelder:

The Bendix Corporation,
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.)

Beanspruchte Priorität:
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 P_s 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 P_d = 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

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 P_s und von innen der Gesamtdruck P_t 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 P_s 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)

Patentansprüche:

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

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