DE1952348C3 - Bugradlenkung für Flugzeuge - Google Patents

Description

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Fahrwerke und einiger Teile des Flugzeuges erforderlich ist. Da es aber auch bei senkrecht startenden und landenden Flugzeugen üblich ist, die Seitenruderpedale als Steuerorgan zur Lenkung der Bugräder zu benutzen, und zwar um dem Piloten genügend Freiheiten für andere notwendige Steuer- und Überwachungsvorgänge zu gewähren, können Seitenwinde sowohl bei normaler als auch bei senkrechter Landung große Schwierigkeiten hervorrufen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Bugradlenkung eines Flugzeuges vorzusehen, mit dessen Hilfe es möglich ist, auch bei Seitenwinden problemlos zu landen.

Erfindupgsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das zur Lenkung des Bugrades dienende Lenkmoment beim Aufsetzen auf eine Landebahn auf einen relativ kleinen Wert eingestellt ist und daß das Lenkmoment anschließend mit einer vorbestimmten Übergangsfunktion in Abhängigkeit von der Steuerwirksamkeitsänderung erhöht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den großen Vorteil, daß das Bugrad, das beim Landevorgang nicht in Bewegungsrichtung eines Flugzeuges steht, sich nach dem Aufsetzen auf die Bewegungsrichtung des Flugzeuges einstellt, so daß zum Beispiel Seitenwinde, die beim Landevorgang herrschen, keine Schwierigkeiten für die Lenkung bedeuten.

Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.

Beim Fliegen des Flugzeuges ist das Bugrad 1 eingefahren und der Versorgungsdruck der Hydraulik 30 durch einen nicht näher dargestellten Fahrwerkschalter abgeschaltet. Wird jetzt das Seitenruderpedal 2 verstellt, dann wird diese Bewegung über die Schubstange 3 auf den Gabelhcbel4 übertragen. Eine Verstellung des Bugrades 1 erfolgt aber nicht, da die Steuerwirksamkeit auf Null eingestellt ist. Dies wird mit dem Gabelhebel 4 erzielt, der Steuerbewegungen auf das Gstänge S nur dann überträgt, wenn der im Langloch 6 des Gabelhebels 4 verschiebbar angeordnete Bolzen 7 exzentrisch zum Lagerbolzen 8 eingestellt wird.

Eine Verstellung der Steuerwirksamkeit ist mit Hilfe eines Stufenventils 9 möglich, dessen Kolbenstange über eine Lasche mit dem im Langloch 6 des Gabelhebels 4 angeordneten Bolzen 7 verbunden ist. An der Kolbenstange des Stufenventils 9 ist darüber hinaus ein Arm eines Hebels 10 angelenkt, dessen anderer Arm zur Verstellung eines Diuckminderers 11 dient. Der Druckminderer U liegt in der Zuführungsleitung der Hydraulik 30 zum Steuerventil und zu einem Eingang eines Begrenzungsventils Die beiden Ausgänge des Steuerventils 12 sind über Hydraulikleitungen mit je einem Eingang eines Lenkzylinder 13 und mit je einem weiteren Eingang des Begrenzungsventils 14 verbunden. Das Steuerventil 12 ist durch das Seitenruderpedal 2 verstellbar, wenn eine von Null verschiedene Stcuerwirksamkeit eingestellt ist. Die Stellbewegung wird dann über die Schubstange 3 und den Gabelhebcl 4 auf das Gestänge 5 übertragen, von dem ein Winkelhebel weiterführt, der mit der Kolbenstange des Steuerventils 12 verbunden ist.

Das Gestänge 5 ist darüber hinaus zu einem Arm eines Hebels 16 geführt, dessen anderer Arm eine Rolle 17 aufweist. Diese Rolle läuft an einer Kurvenscheibe 18, die auf der Lenkachse 19 des Bugrades 1 sitzt. Neben der Kurvenscheibe 18 sitzt auf der Lenkachse i 9 ein Zahnrad 20, das mit einer Zahnstange 21 im Eingriff steht. Die Zahnstange 20 sitzt auf dem Stellglied des Lenkzylinder 13. Über die Kurvenscheibe 18 und die Rolle 17 ist das Lenkkommando des Steuerventils 12 auf das Gestänge S und damit auf das Seitenruderpedal 2 zurückgeführt, ίο Wie bereits erwähnt, ist das Bugrad 1 beim Fliegen des Flugzeuges eingefahren und der Versorgungsdruck der Hydraulik 30 durch einen nicht näher dargestellten Fahrwerkschalter abgeschaltet. Wird das Bugrad 1 ausgefahren, so wird auch die Hydraulik 30 durch den bereits erwähnten Fahrwerkschalter eingeschaltet. Hierbei gelangt der volle Druck auch in den oberen Zylinder des Stufenventils 9, so daß seine Kolbenstange in der gezeichneten Stellung, die einer Steuerwirksamkeit von Null entspricht, verbleibt. χα Verstellungen des Seitenruderpedals 2 haben somit noch keine Wirksamkeit auf die Lenkung des Bugrades 1. In dieser Stellung des Stufenventils 9 ist der Druckminderer 11 über dem Hebel 10 so eingestellt, daß der Druck der Hydraulik 30, der dem Steuerventil 12 zugeleitet ist, relativ stark reduziert wird, so daß das Bugrad 1 in der Mittelstellung mit einem kleinen Lenkmoment gehalten wird.

Beim Aufsetzen des Flugzeuges auf der Landebahn wird das Hydraulikventil 22 über einen nicht näher dargestellten Lastschalter geöffnet. Damit wird der untere Kolben des Stufenventils 9 verstellt, da der hydraulische Druck über die Drossel 23 und das Ventil 22 in den unteren Zylinder des Stufenventils 9 gelangt. Hinter dem Ventil 22 ist eine weitere Drossei 24 vorgesehen, die zur Rückleilung der Hydraulik 30 führt. Da der untere Kolben des Stufenventils 9 einen Vorsprung aufweist, der in den oberen Zylinder einschiebbar ist, wird mit der Verstellung des unteren Kolbens auch der obere Kolben um die Höhe des Vorsprungs verstellt. Um diesen Betrag wird auch die Kolbenstange des Stufenventils 9 verschoben, die den Bolzen 7 im Langloch des Gabelhebels 4 gleichfalls um diesen Betrag verstellt. Die Steuerwirksamkeit ist damit auf eine erste geringe Stufe eingestellt. Sollte das Bugrad infolge von Rückfederung wieder abheben, dann wird durch den Lastschalter das Hydraulikventil 22 wieder abgemattet und damit das Stufenventil 9 wieder in die Ausgangsstellung zurückgestellt. Die Steuerwirksamkeit würde damit wieder auf Null zurückgehen.

Beim Landen des Flugzeuges kann es natürlich vorkommen, daß infolge von Seitenwinden der Pilot das Seitcnruderpedal betätigen mußte. Damit wird mit dem Aufsetzen des Flugzeuges auf der Landebahn und der Einstellung einer Steuerwirksamkeilsslufe ein Lenkbefehl auf das Bugrad 1 gegeben, so daß es nicht mehr in Landerichtung steht. Da aber das Lenkmoment, mit dem das Bugrad 1 in die kommandierte Stellung gesteuert wird, zunächst sehr klein ist. wird das Bugrad 1 beim Aufsetzen in die Rollrichlung überdrückt. Mit der Einstellung der ersten Stcucrwirksamkeitsstufe durch das Stufenventil 9 wird gleichzeitig über die Kolbenstange des Stufenventils der Hebel 10 verstellt. Damit wird auch der Druckminderer Il verstellt und der hydraulische Druck für das Steuerventil 12 erhöht. Das Lenkmoment für das Bugrad 1 erhöht sich aber nur sehr langsam, da das Druckbegrenzungsventil 14 für den

Lenkzylinder 13 zunächst einen Nebenschluß bedeu- so daß das Flugzeug mit einer ausreichenden Lenkfä-

tet, der erst ab einem bestimmten einstellbaren higkeil versehen ist.

Druck unterbrochen wird. Da sich somit das Lenk- Landet ein Flugzeug mit der erfindungsgemäßen

moment langsam erhöht, hat der Pilot genügend Zeit, Bugradlenkung nicht in der herkömmlichen Weise

die Stellung des Seitenruderpedals dem zunehmenden 5 sondern senkrecht, dann wird das Bugrad 1 mit dem

Lenkmoment anzupassen. Ausfahren des Fahrwerks genau wie bei herkömmli-

Ist das Flugzeug beim Ausrollen, dann kann der eher Landung mit einem geringen Moment in der

Pilot durch Betätigung eines weiteren Schalters das Mittellage gehalten. Herrschen keine Seitenwinde,

Hydraulikventii 25 öffnen, so daß der untere Kolben dann wird mit dem Aufsetzen die erste Steuerwirk-

des Stufenventils 9 in die gezeichnete Lage bewegt io samkeitsstufe eingeschaltet, die, da das Flugzeug

wird. Gleichzeitig wird aber der obere Kolben bis nicht rollt, gleich auf die zweite Steuerwirksamkeits-

zum Anschlag verstellt, so daß auch die Kolben- stufe umgeschaltet werden kann. Damit kann das

stange den gesamten Hub auf den Bolzen 7 im Lang- Flugzeug sofort zu einem Abstellplatz oder zu einer

loch 6 des Gabelhebels 4 überträgt. Damit ist die Halle gefahren werden.

Steuerwirksamkeit auf den höchsten Wert eingestellt, 15 Herrschen dagegen bei senkrechter Landung Seiwobei über den Hebel 10 der Druckminderer 11 so tenwinde, dann kann das Bugrad 1 beim Aufsetzen eingestellt wird, daß der Druck der Hydraulik 30 ausschwenken, da es ja zunächst mit einem kleinen praktisch unvermindert dem Steuerventil 12 und dem Lenkmoment in der kommandierten Lage gehalten Begrenzungsventil 14 zugeleitet wird. Bei der Um- wird. Mit dem Aufsetzen wird gleichzeitig der Lastschaltung der Steuerwirksamkeit von Null auf die er- 20 schalter betätigt und durch den Lastschalter das Hyste Stufe wird der zeitliche Ablauf durch die Dros- draulikventil 22 geöffnet. Damit wird die erste Steuseln 23 und 24 bestimmt. Bei der Umschaltung auf erwirksamkeitsslufe durch das Stufenventil 9 eingedie höchste Stufe wird dieser Ablauf durch die Dros- stellt und gleichzeitig der Druckminderer 11 über sein 26 und 27 bestimmt. Damit ist durch entspre- den Hebel 10 verstellt. Mit dem Druckanstieg nimmt chende Bemessung dieser Drosseln der zeitliche as das Lenkmoment — wie bereits beschrieben — zu, Ablauf der Steuerwirksamkeitsänderung einstellbar. so daß nach entsprechender Zeit das Bugrad 1 mit

Das Stufenventil 9 ist so bemessen, daß sich die einem Radausschlag von etwa 10° lenkbar ist. Wenn

Steuerwirksamkeit in der ersten Stufe auf einen Wert das Flugzeug still steht, kann der Pilot durch Betäü-

einstellt, bei dem bei Vollausschlag des Seitenruder- gung eines weiteren Schalters das Hydraulikventil 25

pedals 2 sich ein Radausschlag von etwa 10° für das 30 öffnen, so daß die zweite Stufe der Steuerwirksam-

Bugrad 1 ergibt. In der zweiten Stufe der Steuerwirk- keit eingestellt ist. Damit kann das Bugrad wieder in

samkeit ergibt sich ein Radausschlag von etwa 45°, einem Bereich von 45° gelenkt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 platz oder zu einer Halle gelenkt werden, dann ist es Patentansprüche· zweckmäßig, die Steuerwirksamkeit auf einen hohen Wert einzustellen, damit das Flugzeug die erforder-

1. Verfahren zur Lenkung des Bugrades eines liehe Lenkfähigkeit erhält.

Flugzeuges mit Hilfe der Seitenruderpedale und 5 Zur Lenkung des Bugrades ist es auch bekannt, einer Vorrichtung zur Änderung der Steuerwirk- die Seitenruderpedale eines Flugzeuges als Steuerorsamkeit, die beim Aufsetzen des Flugzeuges auf gan zu benutzen. Dabei kann die Übertragung des eine Landebahn einen geringen Wert aufweist Lenksignals direkt oder, wie bereits erläutert, mdi- und mit abnehmender Rollgeschwindigkeit er- rekl über eine Vorrichtung zur Änderung der Steuerhöht wird, dadurch gekennzeichnet, io Wirksamkeit erfolgen. Bei indirekter Lenkung ist es daß das zur Lenkung des Bugrades (1) dienende zweckmäßig, die Steuerwirksamkeit bei emgezoge-Lenkmoment beim Aufsetzen auf eine Lande- nem Bugrad, das heißt im Flug auf Null einzustellen bahn auf einen relativ kleinen Wert eingestellt ist und beim Landeanflug mit dem Ausfahren des Bug- und daß das Lenkmoment anschließend mit einer rades oder beim Aufsetzen des Flugzeuges die Lenvorbestimmten Übergangsfunktion in Abhängig- 15 kung einzuschalten.

keit von der Steuerwirksamkeitsänderung erhöht Es sind einige Vorrichtungen zur Änderung der

wird. Steuerwirksamkeit bekannt, die nach den verschie-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- densten Methoden aufgebaut sind. Bei einer aus der kennzeichnet, daß die Steuerwirksamkeit nach britischen Patentschrift 919 696 bekannten Vorrichdem Aufsetzen des Flugzeuges auf die Lande- 20 tung erfolgt diese Änderung mit Hilfe eines gegen bahn langsam erhöht wird und daß die Erhö- eine Feder arbeitenden hydraulischen Stellzylinders, hung des Lenkmomentes linear in Abhängigkeit Diesem Stellzylinder wird hydraulische Flüssigkeit der Steuerwirksamkeitsänderung erfolgt. zugeführt, deren Druck in Abhängigkeit von der

3. Anordnung zur Durchführung des Verfah- StellgeschBindigkeit derart verändert wird, daß bei rens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- 35 kleiner Rollgeschwindigkeit der Kolben ein- und bei zeichnet, daß eine zur Steuerwirksamkeitsände- kleiner Rollgeschwindigkeit der Kolben ausgefahren rung vorgesehene Vorrichtung (9) einen Hebel ist. Der Hub dieses Stellzylinders wird dann zur Ein-(10) aufweist, über den bei der Steuerwirksam- stellung der wirksamen Länge eines im Steuergekeitsänderung ein Druckmindererventil (11) im siänge eingesetzten Hebels benutzt, so daß über diese Arbeitskreis eines Lenkzylinders (13) verstellbar 30 Längenänderung die Wirksamkeit des übertragenen ist. Signals veränderbar ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Neben dieser auf mechanische Weise erzielbaren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß parallel Änderung der Steuerwirksamkeit ist es auch bekannt, zu zwei Eingängen des für das Bugrad (1) vorge- diese Änderung auf elektrische Art vorzunehmen, sehenen Lenkzylinders (13) ein Begrenzungsven- 35 Bei einer aus der USA.-Patentschrift 2 814 452 betil (14) vorgesehen ist, das bis zu einem bestimm- kannten Vorrichtung wird dazu ein von der Rollgeten einstellbaren Höchstdruck einen Nebenschluß schwindigkeit abhängiges elektrisches Signal erzeugt, für den Lenkzylinder (13) bildet. das einem Verstärkerelement derart zur Verschiebung seines Arbeitspunktes zugeführt wird, daß die

40 Steuerwirksamkeit bei kleinen Geschwindigkeiten groß und bei großen Rollgeschwindigkeiten klein ist. Aus einer anderen Patentschrift, und zwar der U^A.-Patentschrift 3 067 832 ist es bekannt, die Steuerwirksamkeit dadurch zu verändern, daß ein

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur 45 Lenksigrial vom Abgriff eines Spannungsteilers entLenkung des Bugrades eines Flugzeugs mit Hilfe der nommen wird, der mit einer von der Rollgcschwin-Seitenruderpedale und einer Vorrichtung zur Ände- digkeit entsprechend abhängigen Spannung versorgt rung der Steuerwirksamkeit, die beim Aufsetzen des wird. Schließlich ist es auch bekannt, eine stufen-Flugzeuges auf eine Landebahn einen geringen Wert weise Änderung vorzunehmen, und zwar aus der aufweist und mit abnehmender Rollgeschwindigkeit 5° USA.-Patentschrift 2 953 323. Bei dieser Vorrichtung erhöht wird. werden dazu innerhalb einer zur Steuerung vorgese-

Bei Flugzeugen ist es bekannt, das Signal zur Len- henen Brückenschaltung zwei symmetrisch liegende kung des Bugrades von einem Steuerorgan sowohl Widerstände eingeschaltet bzw. kurzgeschlossen, so direkt als auch indirekt, und zwar über eine Vorrich- daß sich hierdurch eine stufenweise Umschaltung der tung zur Änderung der Steuerwirksamkeit auf den 55 Steuervvirksamkeit ergibt.

Stelii'iotor einer hydraulischen Lenkvorrichtung zu Mit den zuvor beschriebenen Vorrichtungen ist es

geben. Die Übertragung des Lenksignals über eine zwar möglich, die Sleuerwirksamkeit entsprechend Vorrichtung zur Änderung der Steuerwirksamkeit einzustellen; aber sollten bei einem Landevorgang hat den Vorteil, daß diese wegen der beim Landevor- Seitenwinde herrschen, dann kann es vorkommen, gang sich stark ändernden Rollgeschwindigkeit auf 60 daß beim Aufsetzen des Flugzeuges auf eine Landeeinen jeweils günstigen Wert eingestellt werden kann. bahn die Stellung des Bugrades von der Landerich-Es ist üblich, die Steuerwirksamkeit beim Aufsetzen tung abweicht. In einem derartigen Fall entstehen eines Flugzeuges auf eine Landebahn auf einen ge- starke auf das Flugzeug einwirkende Seitenkräfte, ringer. Wert einzustellen, so daß das Bugrad wegen welche einen Landevorgang gefährden können. Noch der hohen Geschwindigkeit des Flugzeuges in dieser 65 schwieriger ist die Landung bei herrschenden Seiten-Phase nur sehr wenig ausgelenkt werden kann. Befin- winden für senkrecht landende Flugzeuge, da hier det sich dagegen ein Flugzeug nach dem Landen beim Aufsetzen ein Kippmoment entstehen kann, zu beim Ausrollen und soll es z. B. zu einem Abstell- dessen Aufnahme eine Überdimensionierung der