DE1952348C3 - Bugradlenkung für Flugzeuge - Google Patents
Bugradlenkung für FlugzeugeInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C25/00—Alighting gear
- B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface
- B64C25/50—Steerable undercarriages; Shimmy-damping
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Description
1 952
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. 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
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