DE2014913A1

DE2014913A1 - Rechen- und Anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE2014913A1
Application number: DE19702014913
Authority: DE
Inventors: William E. Westwood N.J. Brandau (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1969-03-26
Filing date: 1970-03-26
Publication date: 1970-10-08
Also published as: JPS4818795B1; CA922806A; FR2035894B1; GB1266262A; US3616691A; FR2035894A1

Description

Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. Hauck
Dipl. Phys. W. Schmitz

«Kündien 15, Moiartstr.23

Tel. 5 380506

The Bendix Corporation

Executive Offices
Bendix Center ·

SSouthfield, Michigan H8Ö75 25. März 197o

Anwaltsakte M-lo7o

Rechen- und Anzeigeeinrichtung

;Die Erfindung betrifft eine Rechen- und Anzeigevorrichtung zur Anzeige einer Leistungsreserve eines Turbinentriebwerks, insbe- ;sondere von einem Hubschrauber, bei der ein Grenzleistungsrechner 'ein dem statischen Luftdruck, ein der Umgebungstemperatur und ein dem Ausgangsmoment des Triebwerks entsprechendes Signal als Eingangsdaten erhält.

Die Einrichtung dient insbesondere zur Bestimmung der Tauglichkeit für die Durchführung eines Auftrags durch einen Hubschrauber.

j Bis jetzt ist es für Piloten von Hubschraubern schwierig gewesen, vor dem Flug zu bestimmen, ob für einen ungehinderten Flug ein ausreichendes Moment zur Verfügung steht. Die in Hubschraubern verwendeten Turbinentriebwerke liefern Nennmomente, die sich mit dem Luftdruck, der Temperatur und der Feuchtigkeit der Umgebung ändern, so daß die Höhe, Temperatur und die Feuchtigkeit, in der ■ sich der Hubschrauber befindet, kritisch für die Bestimmung der j

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-²- ■ 20H913 ;

Tauglichkeit für die Durchführung eines Auftrags sind. Das Triebwerksmoment sinkt ab, wenn der Hubschrauber an Höhe gewinnt und steigt an, wenn die Umgebungstemperatur abfällt. Die Fig. 1 stellt die Beziehung zwischen der Umgebungstemperatur und dem Verhältnis von maximaler Triebwerksleistung zu dem Luftdichteverhältnis dar. Das Luftdichteverhältnis ist das Verhältnis des Stationen Luftdrucks zu dem Luftdruck in Meereshöhe, korrigiert durch Temperaturänderungen .

Bei Hubschraubern macht sich außerdem der sogenannte Bodeneffekt bemerkbar. Die Bodennähe eines Hubschraubers beeinflußt die Auftriebsleistung seines Rotors. Diese Leistung fällt stark ab, wenn der Hubschrauber an Höhe gewinnt und den Bereich des Bodeneffektes verläßt. Aus diesem Grunde kann der Pilot mit dem Hubschrauber starten und kurz danach entdecken, daß nicht genügend Leistung zur Verfügung steht, um auf eine Höhe außerhalb des Bereichs des Bodeneffektes zu fliegen. Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen Radhöhe und dem Leistungsverhältnxs, zwischen der Leistung, um im Bereich des Bodeneffekts zu schweben und der Leistung um in einer Höhe über 3o Meter zu schweben.

Befindet sich der Bestimmungsort in einer wesentlich größeren Höhe, als der Abflugort, dann ist es mögli*»ch, daß der Hubschrauber nicht in der Lage ist, sicher am Bestimmungeort niederzugehen. In der Vergangenheit war es für den Piloten erforderlich, das maximale Verfügbare Moment bei verschiedenen Höhen und Temperaturen von Hand zu ermitteln, um das maximale Ladegewicht und die _;

ι Möglichkeit des Schwebens bei allen erforderlichen Höhen zu

bestimmen. - 3 -

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"" O —

!Wie"in dem US-Patent 3.272.OO·+ beschrieben, werden bekannte Vor-

j richtungen'""zur Bestimmung der tatsächlichen Triebwerksleistung, ider restlichen Triebwerksleiä:ung,oder des prozentualen Anteils ider maximalen restlichen Triebwerksleistung verwendet. Diese Vorrichtungen werden von dem Piloten zur Anzeige der Triebwerksleistung und zur Anzeige der Reserveleistung des Triebwerks verwendet. Durch manuelle Berechnung kann dann der Pilot mit Hilfe !dieser Information die Tauglichkeit für die Durchführung eines Auftrags feststellen.

Es ist jedoch bisher kein Verfahren angegeben worden% durch das dem Piloten vor dem Start angezeigt wird, ob die Beladung und der Zielort innerhalb des Leistungsbereichs der Triebwerke liegen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rechen- und Anzeigeeinrichtung vorzuschlagen, die diesen Nachteil behebt und mit der bereits vor dem Start die gewünschten Informationen erhalten werden kann. ^:

*Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe !dadurch gelöst, daß der Grenzleistungsrechner in einem ersten {Teil das dem statischen Luftdruck entsprechende Signal und das j-der Temperatur entsprechende Signal erhält und daraus ein dem

j : den ■■;■" - "■· ■■■ ■ .

]Sollmoment für/Luftdruck und diese Temperatur entsprechendes !Signal errechnet, daß ein zweiter Teil des Rechners zur Aufnahme ■des dem Homent entsprechenden Signals, mit einem Drehmomentmeßgeber und mit dem Ausgang des ersten Rechnerteils verbunden ist und ein dem prozentualen Anteil vom maximalen Sollmöment ent-

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sprechendes Signal bildet.

Der erste Rechner des Grenzleistungsrechners errechnet das Soliden moment und das Luftdichteverhältnis aus/dem statischen Luftdruck, der Umgebungstemperatur und dem Ausgangsmoment des Triebwerks entsprechenden Eingangsdaten. Ein zweiter Rechner des Grenzleistungsrechners, der mit dem Signal für das Sollmoment vom ersten Rechner beaufschlagt ist, errechnet das Schwebegewicht und das Ladegewicht. Schaltvorrichtungen dienen entweder zur Korrektur der Eingangsdaten oder speisen in den Grenzleistungsrechner Eingangsdaten, die den gewählten Bedingungen am Bestimmungsort entsprechen. Mit Hilfe der Schaltvorrichtungen kann der Grenzleistungsrechner in jedem Augenblick, insbesondere vor dem Start abgefragt werden.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste Rechner eine mit Unterdruck beaufschlagte Membran aufweist, die sich im Verhältnis zum statischen Luftdruck ausdehnt oder zusammenzieht, daß ferner ein erstes Funktionspoten- ^ tiometer vorgesehen ist, das mit einem Temperaturmeßgeber verbunden ist und einen Schleifarm aufweist, der von der Membran bewegt wird, so daß'das Potentiometer ein Ausgangssignal bildet, das dem Sollmoment des Triebwerks entspricht, und daß ein zweites Funktionspotentiometer vorgesehen ist, das mit dem Temperaturmeßfühler verbunden ist und einen Schleifarm aufweist, der von der Membran bewegt wird, so daß das zweite Potentiometer ein Ausgangssignal bildet, das dem Luftdichteverhältnis entspricht.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,

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daß der zweite Rechner mit dem Ausgang des ersten Rechners verbunden ist, der ein Signal für das Luftdichteverhältnis erzeugt, das sowohl in den zweiten Rechner als auch auf den Ausgang eines Begrenzers gegeben wird, der ein Signal bildet, das dem maximalen verfügbaren Moment entspricht. Außerdem weist der zweite Rechner

eine zweite Rechenschaltung auf, die ein Signal bildet, das dem ι · .

!maximalen Schwebegewicht entspricht. Eine Subtraktionsschaltung ist an den Ausgang der Rechenschaltung angeschlossen und erhält ein weiteres Eingangssignal, das dem maximalen Gesamtgewicht

des Hubschraubers entspricht. Die Subtraktionsschaltung bildet : ein Ausgangssignal, das der Differenz zwischen dem maximalen Schwebegewicht und dem Gesamtgewicht entspricht. An den Ausgang der Subtraktionsschaltung ist ein veränderlicher Signalgeber, angeschlossen und erzeugt ein Signal, das dem maximalen Ladegewicht entspricht. An den Ausgang des veränderlichen Signalgebers ist eine Additionsschaltung angeschlossen, die als weiteres Eingangssignal ein dem Flugkörpergewicht entsprechendes Signal erhält und ein Ausgangssignal bildet, das dem Leertank-Gesamtgewicht entspricht. Eine zweite Additionsschaltung ist an den Ausgang der ersten Additionsschaltung angeschlossen und erhält als weiteres Eingangssignal ein dem Treibstoffgewicht entsprechendes , Signal und erzeugt ein Ausgangssignal, das dem maximalen Gesamtgewicht entspricht. Der Ausgang der Additionsschaltung ist nit ; dem anderen Eingang der SubtraktionssehäTtung verbunden.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung wird außerdem das tatsächliche Moment des Triebwerks erfaßt und,mit dem maximalen Moment verglichen, um den prozentualen Anteil vom maximalen

ο . - ■

■ ■ : ■·. - 6 - '■

009841/131.3

Moment zu bestimmen. Von einer Kontrolltafel werden die Parameter des Bestimmungsortes, wie Höhe, Temperatur und Treibstoffreserve so in den Rechner gegeben, daß dieser die verfügbare Leistung am Bestimmungsort errechnen kann. Mit Hilfe der Erfindung werden der prozentuale Anteil vom maximalen Moment, das tatsächliche Moment, das maximale Ladegewicht, das tatsächliche Ladegewicht, die maximale Reichweite, die Mindestauftriebsgeschwindigkeit und die günstigsten Geschwindigkeiten sowohl für maximale Reichweite als auch für maximale Flugdauer berechnet und angezeigt.

Mit Hilfe der Anzeigevorrichtung für den prozentualen Anteil vom maximalen Moment kann der Pilot den Hubschrauber abheben in der Gewißheit, daß ausreichend Leistung vorhanden ist, um den Auftrag durchzuführen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung werden außerdem die optimalen Fluggeschwindigkeiten sowohl für maximale Reichweite als auch für maximale Flugdauer errechnet und angezeigt. Ferner werden errechnet und angezeigt, ob der Hubschrauber ausreichende Leistung für einen ungehinderten Flug aufweist und ob der Hubschrauber sicher am Bestimmungsort schweben und landen kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung folgt eine ausführliche Beschreibung anhand von Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben ist.

— 7 —

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: " ^; - 7 - , . 2.QU91-3 ; In den Zeichnungen werden entsprechende Teile mit den gleichen ! Bezugszeichen bezeichnet.

j '..'■■"■

Fig. 1 zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen Ümgebungs-

-

temperatur und dem Verhältnis von maximaler Triebwerksleistung zum Luftdichteverhältηis für ein typisches Turbinentriebwerk für Hubschrauber,.

Fig. 2 zeigt in einem Diagramm den Effekt, wenn der Hubschrauber sich dem Boden nähert und den dafür erforderlichen Leistungsbedarf.

»■ - ■

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Rechen- und Anzeigevorrichtung.

Fig. U zeigt ein Blockschaltbild für einen Grenzleistungsrechner nach der Einrichtung nach Fig. 3.

Fig« 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Teils der Einrichtung. nach Fig. 3 zur Berechnung und Anzeige des prozentualen Anteils vom maximalen Moment und des tatsächlichen Momerfts.

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm eines Teils der Einrichtung nach Fig. 3 in Verbindung mit dem in Fig. 5 gezeigten Teil zur Berechnung und Anzeige des maximalen Ladegewichts und des tatsächlichen Ladegewichts.

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Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild eines Teils der Einrichtung nach Fig. 3 in Verbindung mit den in den Fign. 5 und 6 gezeigten Teilen zur Berechnung und Anzeige der Mindestauf triebsgeschwind igkeit, der maximalen Reichweite, der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Flugdauer und der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Reichweite.

Fig. 8 zeigt ein Diagramm für das Verhältnis zwischen Gesamtgewicht, Luftdichteverhältnis und Mindestauftriebsgeschwindigkeit für einen Hubschrauber.

Fig. 9 zeigt ein Diagramm für die Beziehungen zwischen Gesamtgewicht, Höhe und günstigste Geschwindigkeit für einen Hubschrauber bezüglich maximaler Flugdauer.

Fig. Io zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen Gesamtgewicht, Höhe und günstigster Geschwindigkeit für einen Hubschrauber bezüglich maximaler Reichweite.

Fig. 11 zeigt in einem Diagramm die Reichweite bei einer Änderung im Gesamtgewicht bei konstanter Höhe.

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• - 9 - 20U913 ;

Die vorliegende Erfindung wird im Zusammenhang mit einem Rechen- ;

* ^{Λ v} i

system zur Bestimmung des Leistungsbedarfs für einen Hubschrauber beschrieben, der zwei Turbinentriebwerke aufweist. Es versteht sich, daß entsprechend anwendbare Teile dieses Systems ebenfalls zur Anzeige und Bestimmung der Leistung eines einzigen Turbinentriebwerks verwendet werden können.

Der Prozentsatz vom maximalen Moment des Turbinentriebwerks kann ι mit Hilfe folgender Parameter berechnet werden: Temperatur T2 [ am Eingang des Kompressors; Druck P2 am Eingang des Kompressors;

< Feuchtigkeit und tatsächliches Moment des Triebwerks. Die Tur-

■ -

< binentriebwerke für Hubschrauber sind im wesentlichen Konstanti

< geschwindigkeits-Maschinen, so daß das entwickelte Moment der

! Ausgangsleistung des Triebwerks entspricht. Bei Hubschraubern \ sind die Parameter T2 und P2 etwa den Umgebungsbedingungen gleich, so daß die Außentemperatur zur Bestimmung von T2 und der statische Druck zur Bestimmung von P2 herangezogen werden kann.

In Fig. 2 bilden zwei Momentengeber M- und 5 Signale, die dem tatsächlichen Triebwerksmoment der beiden Triebwerke entsprechen : und die in einen Grenzleistungsrechner 1 gegeben werden. Ein j Meßgeber 6 für das Treibstoffgewicht erzeugt ein Signal, das in den Grenzleistungsrechner gegeben wird und das demvorliegenden Treibstoffgewicht entspricht. Ein Temperaturfühler 7 mißt die Außentemperatur und bildet ein entsprechendes Signal, das ebenfalls in den Grenzleistungsrechner gegeben wird. Ein Druckmeßfühler 76 gibt ein dem statischen Druck entsprechendes Signal ; in <

/den Grenzleistungsrechner. Mit Hilfe eines Knopfes 77 wird ein [

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Signal in den Grenzleistungsrechner gegeben, das den Gewicht des ' Flugkörpers entspricht. Mit Hilfe eines Knopfes 78 wird ein Signa} in den Grenzleistungsrechner gegeben, das der gemeinsamen Blattverstellung entspricht. Der Grenzleistungsrechner erzeugt Ausgangssignale, für eine Anzeige 2, die Bruchteile des maximalen Moments anzeigt, wobei die Ausgangssignale dem Beladungsgewicht entsprechen. Die Anzeige 2 besitzt zwei Zeiger 8 zur Anzeige des Bruchteils vom Maximalmoment für jedes Triebwerk. Die in Prozent unterteilte Skala besitzt eine Kontrollmarke 9. Diese Marke besitzt eine weitere Skala (STOL-FluggeschwindigkeitJ wobei STOL für Kurzstarten und -landen steht, nämlich "short take off and landing"), deren Zweck später noch erklärt wird. Ein Zähler Io zeigt das Gewicht der Beladung an. Zwei Vorrichtungen 11 erzeugen Signale für den Grenzleistungsrechner für die Einstellung eines Triebwerks auf nicht normalen Betrieb. Ein Schalter 12 bildet ein Auslösesignal für den Grenzleistungsrechner, wodurch der Rechner ein Signal entsprechend dem vorliegenden Moment erzeugt.

Der Grenzleistungsrechner bildet ebenfalls Signale, die der Mindestauf triebsgeschwindigkeit, der maximalen Reichweite und der günstigsten Geschwindigkeit für die Höchstflugdauer entsprechen. Die Signale werden auf einen Fluggeschwindigkeitsanzeiger 3 gegeben. Auf den Fluggeschwindigkeitsanzeiger wird von einem Druckmeßgeber 76 der statische Druck und von einem Druckmeßgeber 79 der absolute Druck gegeben, woraus er die vorliegende Fluggeschwindigkeit errechnet und anzeigt. Ein Zähler 13 zeigt die

ι maximale Reichweite an. Eine bewegliche Marke IU, die auf das

-U-

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Mindestauftriebsgesehwindigkeits-Signal .anspricht* zeigt die Mindeetauftriebsgeschwindigkeit an..-/Eine zweite bewegliche Marke spricht auf die Signale für die günstigste Geschwindigkeit an und zeigt entweder je nach Stellung eines Schalters 17 die .-günstigste Geschwindigkeit für maximale Reichweite oder maximale j~Flugdauer an. Ein Schalter 16 für die jeweilige ladung gibt ein •Signal in den Grenzleistungsrechner, damit dieser das Ladungsgewichtssignal auf den neuesten Stand bringt. Eine optische Anzeige 75 zeigt an, wenn der Ladungssehalter 16 betätigt werden soll, ι -"".."■ -"■"■- ■ - ".-.-■. '

j Auf einer Kontrolltafel 18 können von Hand Signale eingeführt werden, die bestimmbaren Bedingungen am Zielort entsprechen und die den Grenzleistungsrechner abfragen. Mit Hilfe einer einstell- ^?baren Vorrichtung 19 wird ein Signal eingeführt und eingestellt, ■das der Höhe am Zielort entspricht ».-Ein-'.Signal;, entsprechend der j Temperatur am Zielort wird mit Hilfe der einstellbaren Vorrich-I tong 2o eingeführt und eingestellt* Mit Hilfe einer einstellbaren \Vorrichtung 21 wird ein Signal entsprechend der erforderliehen I Treibstoffreserve am Zielort eingeführt und eingestellt» Ein Dreistellungsschalter 22 führt ein Signal ein, das entweder !"feucht¹¹, "normal⁴¹ oder ^Mtroeken".entsprich^vt. Zwei Schalter 23 fund 2% erzeugen Abfragebefehle zur Bestimmung der Leistung bzw. derhaximalen Last. Mit Hilfe eines Schalters 2« können sie in der Abfragestellung verriegelt werden. Die Kontrolltafel 18 errechnet und bildet Signale für den Grenzleistungsreehher entsprechend den folgenden Parametern am Zielorti Nennmoment des friebwerks, Ltiftdichteverhaitnis» Feuchtigkeit und Treibstoff reserve. Es werden außerdem Abfragesignale an den Grenzleistungsrechner für < ' "^v^-" ^; ',.■ ^: ■■■■' .■"■■■■■■ '■'"■'·■■■ ■ -' - - '■'"■■ -Ί2■'·■ ."■ i

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maximale Ladung und die Leistung gegeben.

In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild des Grenzleistungsrechners 1 dargestellt. Ein Rechner 25 für das Nennmoment und das Luftdichteverhältnis erfaßt den statischen Druck, die Temperatur und die Feuchtigkeit, um Signale zu bilden, die dem Luftdichteverhältnis und dem Nennmoment des Triebwerks entsprechen. Das Momentensignal wird auf zwei Vorrichtungen 26 und 27 gegeben, die auf Einstellsignale für unternormale Betriebsbedingungen des Triebwerks ansprechen, die vom Anzeiger 2 für maximales Drehmoment kommen, um einen unternormalen Triebwerksbetrieb auszugleichen. Die Vorrichtungen 26 und 27 bilden Signale, die dem verfügbaren Triebwerksmoment entsprechen und die auf zwei Begrenzer 28 und 29 gegeben werden zur Begrenzung der Signale für das verfügbare Drehmoment auf einem maximalen Wert, der der maximalen Leistungsfähigkeit der Turbinentriebwerke entspricht. Die Drehmomentensignale des maximal verfügbaren Drehmoments werden auf zwei Momentenrechner 3o und 31 gegeben, die ebenfalls mit Momentensignalen von Momentenmeßgebern 4 und 5 gespeist sind. Die Rechner 3o und 31 bilden Signale, die anteilig dem Moment bezüglich des maximalen Moments für jedes Triebwerk entsprechen. Die Rechner 3o und 31 sprechen auf angezeigte Moment-Befehlessignale an, um tatsächliche Momentensignale zu erzeugen anstatt Momentensignale, · die Prozentanteile von dem maximalen Moment sind.

Ein Rechner 32 für das Schwebegewicht spricht auf die Momentensignale für das maximal verfügbare Moment, auf das Signal für

- 13 -'

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j das Luftdichteverhältnis und auf das Signal für das tatsächliche '■ Moment jedes Triebwerks an, um ein Signal zu errechnen, das d^em maximalen Schwebegewicht entspricht. Der Rechner für das Schwebegewicht spricht auf ein korrigiertes Ladesignal an, um das Signal für das maximale Schwebegewicht durch ein Signal für das tatsächliche Schwebegewicht zu korrigieren. Der Rechner für das : Schwebegewicht spricht außerdem auf das Abfragesignal von der Leistung von der Kontrolltafel an, um ein Signal zu bilden, das dem Momentenbedarf Q_ß am Zielort entspricht. Ein Rechner 33 für das Ladegewicht spricht auf das Signal für das maximale Schwebegewicht an, um ein Signal zu bilden,das dem maximalen Ladegewicht entspricht. Ein Additionsschaltkreis 34 addiert zu dem Signal für das maximale Ladegewicht ein Signal für das Gewicht des Flugkörpers, um ein Signal zu bilden, das dem Leertankgewicht entspricht. Ein Additionsschaltkreis 35 addiert zu dem Signal für das Leertankgewicht ein Signal für das Treibstoffgewicht, um ein Signal zu bilden, das dem maximalen Gesamtgewicht entspricht. Dieses Signal wird auf den Rechner für das Ladegewicht gegeben, indem es mit dem Signal für das maximale Schwebegewicht verglichen wird, um den Rechner für das Ladegewicht so einzustellen, daß das Signal für das maximale Gesamtgewicht gleich dem Signal für das maximale Schwebegewicht ist. Wenn das korrigierte Signal für die Beladung erzeugt wird, dann entspricht das Ausgangssignal des Rechners für das Ladegewicht dem tatsäch- : liehen Ladegewicht und das maximale Gesamtgewicht wird das tatsächliche Gesamtgewicht.

Ein Rechner 36 für die maximale Reichweite spricht auf das Luft-

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dichteverhältnis, das tatsächliche Gesamtgewicht und auf das Gesamtgewicht mit'Leertank an bzw. auf deren Signale, um ein Signal zu bilden, das der maximalen Reichweite entspricht. Ein Rechner 37 für die Mindestauftriebsgeschwindigkeit, ein Rechner 38 für die günstigste Geschwindigkeit für maximale Flugdauer und ein Rechner 39 für die günstigste Geschwindigkeit für maximale Reichweite sprechen jeweils auf ein Signal für das Luftdichteverhältnis und auf das Signal für das tatsächliche Gesamtgewicht an, um Signale zu bilden, die der Mindestauftriebsgeschwindigkeit, der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Flugdauer bzw. der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Reichweite entsprechen.

In Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Teils eines Systems gezeigt, mit dem der Anteil vom maximalen Moment und tatsächlichem Moment berechnet und angezeigt wird. Das Signal vom Temperatur-Meßfühler 7 wird in einer Verstärkungsregelung Ho abgewandelt, die auf das Signal für die Feuchtigkeit von der Kontrolltafel anspricht. Zwei Potentiometer 41 und 42 besitzen Schleifarme 43 und 44, die mit einer evakuierten Membran 46 gekoppelt sind, die ihrerseits mit der Verstärkungsregelung 4o verbunden ist und durch deren Signal angeregt wird. In den Eingang eines abgeschlossenen Behälters, der die Membran enthält, wird der statische Druck gegeben, so daß die Membran sich in Abhängigkeit vom statischen Druck ausdehnt oder zusammenzieht. Dadurch bewegen sich die Schleifarme 43 und 44 in Abhängigkeit vom statischen Druck. Das Potentiometer 42 ist so ausgebildet, daß es ein Signal entsprechend dem Nennmoment des Triebwerks bei Umgebungsbedingungen bildet, wenn es durch ein Signal entsprechend der Außentemperatur

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I . ■ ■ _; - is - 20H913

und bei Bewegung des Schleifarms entsprechend dem statischen Druck 'angeregt wird. Das Potentiometer m ist so ausgebildet", daß es ein Signal entsprechend dem Luftdichteverhältnis, ein Verhältnis !des Außendrucks zu dem Druck in Meereshöhe, ausgeglichen bei

bildet
Temperaturänderungen/, wenn das Potentiometer durch ein Signal erregt ist, das der Temperatur entspricht und wenn der Schleifer« entsprechend dem statischen Druck bewegt wird.

Der Schleifarm 43 des Potentiometers 41 ist mit einem normalerweise geschlossenen Kontakt eines Schalters 47 verbunden. Der Schleifarm 44 des Potentiometers 4 2 ist mit einem normalerweise geschlossenen Kontakt eines Schalters 48 verbunden, der eine Klemme aufweist, die mit den Verstärkungsregelungen 26 und 27 verbunden ist zur Einstellung des Signals für das Nennmoment der Maschine 6 zwecks Ausgleich eines unternonmalen Betriebs des Triebwerks. Jede Verstärkungsregelung spricht auf eine Einstellung der Einstellvorrichtung 11 für den unternormalen Betrieb des Triebwerks auf dem Anzeiger 2 für die Prozentsätze am maximalen Moment (Fig. 3) an. Die Verstärkungsregelungen 26 und 27*. bilden Ausgangssignale, die dem maximalen Triebwerksmoment jedes Triebwerks entsprechen. Die Vorrichtungen 26 und 27 sind mit den Begrenzern 28 und 29 verbunden, die das Signal auf einen Wert begrenzen,derdem maximalen Moment entspricht, das mit Sicher-■ hext von/den?· Triebwerken des Hubschraubers erzeugt wird. Die Begrenzen-erzeugen Ausgangssignale, die dem maximal verfügbaren ; Moment jedes Triebwerks entsprechen. Der Ausgang der Begrenzer jiöt mit den Rechnern 3o und 31 für prozentuales maximales Moment verbunden. Die Momentenmeßgeber 4 und 5 sind über Schalter 49 und

. ^l -16 -

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und 5o mit dem entsprechenden Rechner für prozentuales maximales Moment verbunden. Die Rechner teilen das Signal für das wirkliche Moment durch das Signal für das maximal verfügbare Moment, um den prozentualen Anteil vom maximalen Moment für jedes Triebwerk zu errechnen und um entsprechende Signale zu bilden. Der Ausgang des Rechners ist mit dem Momentenanzeiger 2 verbunden, der das prozentuale maximale Moment für jedes Triebwerk anzeigt.

Der Signalschalter 12 an dem Momentenanzeiger 2 ist mit den Rechnern 3o und 31 für prozentuales maximales Moment verbunden. Eine Bestätigung des Schalters 12 bewirkt, daß das Signal für das w irkliche Triebwerksmoment direkt auf den Momentenanzeiger 2 gegeben wird, um das vorliegende Triebwerksmoment anzuzeigen.

Die unternormale Einstellung des Triebwerks wird durchgeführt, während der Hubschrauber sich auf dem Erdboden befindet. Die Triebwerke laufen bis zur maximalen Leistung hoch. Die Einstellung des Triebwerks wird auf einen Ablesewert von loo Prozent auf dem Anzeiger für das prozentuale maximale Moment eingestellt.

Im Hinblick auf Fig. 2 wird angemerkt, daß der Hubschrauber innerhalb des Bereichs mit dem Bodeneffekt mit einem Bruchteil des Momentes schweben kann, das oberhalb dieses Bereichs erforderlich ist. Beim Abheben braucht der Hubschrauber zum Schweben 75% des Momentes, das in 35 Meter Höhe erforderlich ist. Daher weiA der Pilot mit Sicherheit, daß ein ausreichendes Moment außerhalb des Bereichs mit dem Bodeneffekt vorhanden ist, wenn er mit 75% des maximalen Moments, wie es auf der Kontrollmarke

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auf dem Momentanzeiger 2 angezeigt ist, abheben kann. .

In Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Teil eines Systems dargestellt, mit dem das maximale Ladegewicht und das tatsächliche Ladegewicht errechnet und angezeigt wird. Die Signale für das ! maximal verfügbare Moment von den Begrenzern 28 und 29 in Fig. gehen auf normalerweise geschlossene Kontakte von Schaltern bzw. 52. Die Schalter weisen normalerweise offene Kontakte auf, die mit den Momentenmeßgebern M und 5 verbunden sind, die für jedes Triebwerk ein Signal entsprechend dem tatsächlichen Moment, des Triebwerks abgeben. Die Schalter 51 und 52 haben Klemmen, die mit einem Addxtionsschaltkreis 5 3 verbunden sind, der die beiden Signale addiert. Am Ausgang des Additionsschaltkreises ^ 53 wird ein Signal gebildet, das dem gesamten maximal verfügbaren Moment beider Triebwerke entspricht. Der Ausgang des Additionsschaltkreises 53 ist mit dem Rechner über einen normalerweise geschlossenen Schalter 55 verbunden. Der Rechner 54 ist mit dem Rechner 25 für das Nennmoment und das Luftdichteverhältnis verbunden und erhält von diesem ein Luftdichteverhältnis-Signal.

Der Rechner 54 errechnet aus der aerodynamischen Gleichung

Q = R χ Kf (W/R)^3/2 (1)

den Wert W. In der Gleichung ist Q das gesamte maximal verfügbare Moment, K eine Konstante für die Fluggeschwindigkeit des Hubschraubers 0, R das Luftdichteverhältnis, W das maximale Schwebegewicht des Hubschraubers bei vorliegenden Werten von Q und R. Der Rechner 54 bildet ein Signal, das dem maximalen Schwebegewicht ; ... ...„'. ......ι.' ...:...■". . - 18 -

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entspricht. Es wird auf einen Begrenzer 56 gegeben, der das Signal für das maximale Schwebegewicht auf einen Wert begrenzt, der das maximale Gesamtgewicht des Hubschraubers nicht übersteigt.

Der Begrenzer 56ist mit seinem Ausgang an einen Subtraktionsschalt« kreis 57 angeschlossen. An einen Ausgang des SübtraktionsSchaltkreises 57 ist ein veränderlicher Signalgeber 58 angeschlossen. Der Ausgang des Signalgebers 58 ist an einen Halteschaltkreis 59 angeschlossen und beaufschlagt diesen mit einem Signal, das dem maximalen Ladegewicht entspricht. Der Halteschaltkreis 59 spricht IP auf ein Signal von der gemeinsamen Flügelverstellung an oder auf das korrigierte Signal für die Beladung, um das Signal für das maximale Ladegewicht festzuhalten oder freizugeben. Der Halteschaltkreis 59 ist mit seinem Ausgang an einen Additionsschaltkreis 34 angeschlossen, in den ein Signal gegeben wird, das dem Gewicht des Flugkörpers entspricht. In dem Additionsschaltkreis 34 werden die beiden Signale addiert, und es wird ein Signal gebildet, das dem Leertank-Gesamtgewicht entspricht. Der Additionsschaltkreis 34 ist mit dem anderen Additionsschaltkreis 35 verbunden, in dessen anderen Eingang ein Signal gegeben wird, das dem tatsächlichen Treibstoffgewicht entspricht. Dieser Eingang des Additionsschaltkreises 35 ist an einen Kontakt eines Schalters 61 angeschlossen, der einen normalerweise geschlossenen Kontakt aufweist, auf den von dem Meßgeber 6 in Fig. 3 für das Treibstoffgewicht das Signal des vorliegenden Treibstoffgewichtes gegeben wird. Der Additionsschaltkreis 35 addiert das Signal für das Treibstoffgewicht zu dem Signal für das Leertank-Gesamtgewicht und bildet ein Signal für das maximale Gesamtgewicht, das auf

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j den S»übtraktion8Ja>eiö 57 gegeben wird.

Der Subtraktionsschaltkreis vergleicht die Signale für das maximale Gesamtgewicht und das maximale Schwebegewicht und bildet ein Differenzsignal, das auf den Signalgeber 58 gegeben wird, der das Signal für das Gewicht der Beladung verändert, bis das ΐSignal für das maximale Gesamtgewicht gleich dem Signal für das·¹ maximal« Schwebegewicht ist. Der Ausgang des Halteschaltkreises 59 ist mit dem Momentenanzeiger 2 verbunden und bildet ein 'Signal für das Ladungsgewicht, das auf den Anzeiger gegeben wird.

iDer'Momentenanzeiger 2 zeigt auf seinem Zähler Io das Ladege-

ίwicht an. Befindet sich der Hubschrauber am Boden, dann entspricht das Signal für das Ladegewicht dem maximalen Ladegewicht. Nach

dem Abheben erzeugt die Steuerung für die gemeinsame Flügelver-, ."...' ein Signal 'stellung für/den Halteschaltkreis, um das Signal für das maximale

■* - "
Ladegewicht am Ausgang des Halteschaltkreises zu halten. Das Steuersignal für die gemeinsame Flügelverstellung bewirkt außerdem ein Aufleuchten des Korrekturlichtes 75 auf dem Anzeiger 3.

•Nach einer angemessenen Zeit nach dem Abheben kann der Pilot !das maximale Ladegewicht korrigieren durch das vorliegende Ladelgewicht durch Herunterdrücken des Korrekturschalters 16, wenn

fer mit einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit fliegt. Der fRechner 5f ist mit dem Geschwindigkeitsanzeiger 3 verbunden und spricht auf das korrigierte Ladegewichtsignal an. Er schaltet die Konstante K in die Gleichung (1) auf einen Wert, der durch die bestimmte Fluggeschwindigkeit festgelegt ist.

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Die Schalter 51 und 5 2 sprechen außerdem auf das korrigierte Signa}.

i für das Ladegewicht an und schalten auf die vorliegenden Signale j für das Drehmoment des Triebwerks, die von den Fühler H und 5 j kommen. Der Rechner 5t errechnet durch Lösung der Gleichung (1) i das tatsächliche Schwebegewicht, indem er das tatsächliche Moment ! des Triebwerks anstelle des maximalen verfügbaren Moments verwendet und die Konstante für die bestimmte Fluggeschwindigkeit.
Der Halteschaltkreis 59 spricht auf das korrigierte Signal an, ; um das Signal für das Ladegewicht freizugeben, so daß es auf das
tatsächliche Ladegewicht vom Rechner 58 erneuert werden kann.
Wird der Korrekturschalter 16 freigegeben, hält der Halteschalt- \ kreis das Signal für das tatsächliche Ladegewicht, das auf dem , Zähler angezeigt wird. Wird der Flug fortgesetzt, dann wird das j Signal für das vorliegende Gesamtgewicht kontinuierlich verringert, da das tatsächliche Treibstoffgewicht weniger wird.

Der Ausgang des Subtraktionsschaltkreises 57 ist an einem normalerweise offenen Kontakt des Schalters 55 angeschlossen. Der normalerweise offene Kontakt des Schalters 61 ist mit der Kontroll-
^ tafel 18 verbunden und wird mit einem Signal gespeist, das dem
Gewicht des Reservetreibstoffs am Bestimmungsort entspricht.

Vor dem Abheben kann der Pilot die maximale Ladung bestimmen, die
mit Sicherheit an den Bestimmungsort gebracht werden kann. Der
Pilot muß die Höhe des Bestimmungsortes eingeben, um den statischen Druck des Bestimmungsortes zu simulieren, die Temperatur
am Bestimmungsort und das Gewicht der erforderlichen Treibstoffreserve am Bestimmungsort. Der Pilot fragt anschließend das Systemj

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ab, in dem er den Schalter 24 für die maximale Ladung am Bestimmungsort auf der Kontrolltafel 18 betätigt. Durch die Betätigung des Schalters für maximale Ladung am Bestimmungsort werden über die Schalter U7 und H8 in Fig. 5 das Luftdichteverhältnis am Bestimmungsort und das Nennmomeht des Triebwerks am Bestimmungsort in das System eingegeben. Ober den Schalter 81 in Fig. 6 wird das Signal für die Treibstoffreserve in das System gegeben. Auf diese Weise erhält das System die Bedingungen am Bestimmungs-'' ort. Das maximale Ladegewicht entspricht dann der maximalen

Beladung, die für ein sicheres Landen am Bestimmungsort aufgenommen werden kann. Der Pilot kann dann bestimmen, ob der Abflugort oder der Bestimmungsort die maximale Last bestimmt, die aufgeladen wird. Ist die maximale Ladung am Bestimmungsort der festgehaltene Wert, dann kann dieser im Zähler Io festgehalten werden, in-dem der Schalter für die maximale Ladung am Bestimmungsort in die verriegelte Stellung gebracht wird. Dadurch hat der Pilot sofort die Beladegrenze verfügbar; die so lange angezeigt wird, bis der Schalter für die korrigierte Ladung betätigt wird.

Nach dem Festsetzen des tatsächlichen Ladegewichts kann der Pilot zu jeder Zeit danach das System abfragen, um die Leistung zu bestimmen, die für das Landen erforderlich ist und ob irgendwelche ; speziellen Landeverfahren notwendig werden. Durch Betätigung des Schalters 23 für die Leistung am Bestimmungsort auf der Kontrolltafel 18 stellt der Pilot das System den Bedingungen am Bestimmungsort in der gleichen Weise gegenüber, wie wenn,der Schalter für die maximale Ladung am Bestimmungsort betätigt wird. Der

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Kontakt 55 abhaltet den Eingang des Rechners 54 auf den Ausgang des Subtraktionsschaltkreises 57. Der Rechner 5«* stellt das ; Signal für das maximale Schwebegewicht ein, bis der Ausgang des Subtraktionsschaltkreises zu Null wird und das Signal für das Schwebegewicht gleich ist dem Gesamtgewicht, das während des Tests gleich ist dem Gesamtgewicht am Bestimmungsort. Der Rechner 54 bildet außerdem das Signal Q_ß, das dem erforderlichen Moment entspricht, um mit dem Gesamtgewicht am Bestimmungsort zu schweben. Dieses Signal wird nach Maßgabe der Gleichung (1) errechnet. Die Schalter 49 und 5o schließen die Rechner 3o und in Fig. 5 an den Ausgang des Rechners 54 an, der das Signal Q₀ bildet. Die Rechner 3o und 31 errechnen das prozentuale maximale Moment, das notwendig ist, um am Bestimmungsort zu schweben. Dieses Moment wird auf dem Momentenanzeiger angezeigt. Ist das prozentuale Maximalmoment, das zum Schweben erforderlich ist, größer als 75%, wie gezeigt bei der Kontrollmarke 9, dann kann der Pilot gezwungen sein, einen STOL-Anflug durchzuführen mit einer Fluggeschwindigkeit, die auf dem Hintergrund der Kontrollmarke 9 für die STOL-Fluggeschwindigkeit angezeigt ist. So-bald sich der Hubschrauber innerhalb des Bereichs mit dem Bodeneffekt befindet, kann der Pilot in die schwebende Lage zur Landung übergehen. Auf diese Weise ist der Pilot bezüglich des Erfordernisses eines STOL-Anfluges vorgewarnt.

In Fig. 7 ist ein Teil des Systems dargestellt, durch den die Mindestauftriebsgeschwindigkeit, die maximale Reichweite, die günstigste Geschwindigkeit für maximale Reichweite und die günstigste Geschwindigkeit für maximale Flugdauer errechnet und

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angezeigtwerden»Die Mittäestauftriebsgeschwindigkeit hängt vom Gesasitgevdcht und vom Luftdichteverhältnis ab, wenn die Rotor* geschwindigkeit !constant gehalten wird. Die graphische Darstellung in Fig. 8 zeigt eine typische Beziehung zwischen dem LuftdichteverhaltniS} dem Gesamtgewicht und der Mindestauftriebsgeschwindigkeit, In einen Speicher 63 wird das Signal für das Dichteyerhältnis aus Fig. 5 eingegeben. Der Speicher 63 erzeugt ein Signal9 dasder Hindestauftriebsgeschwindigkeit bei einem Dichteverhältnis und einem bestimmtenGesamtgewicht von 13.6oo kg {Fig. 1} entspricht. In: einen weiteren Speicher 52 wird das Signal des vorliegenden Gesamtgewichts aus Fig. 6 gegeben. Er bildet «in Signal, das einer Differenz der Mindestauftriebsgeschwindigkeit entspricht, die sich aus der Differenz zwischen dem aktuellen Gesamtgewicht und den 13.6oo kg ergibt. An die Speicher 62 und 63 ist eine Additionsschaltung 64 angeschlossen, die die Signale der Speicher summiert. Der Ausgang der Additionsschaltung 6»* ist mit dem Anzeiger 3 für die Fluggeschwindigkeit verbunden und bildet ein Signal, das der aktuellen Mindestauftriebsgeschwindigkeit entspricht, die.durch die bewegliche Marke lV auf dem Anzeiger 3 für die Fluggeschwindigkeit angezeigt wifd. ' :- '-'"'-■■■''.

Xn Fig. 9 sind die Beziehungen zwischen Höhe, Gesamtgewicht und gunstigster Geschwindigkeit für maximäe Flugdauer dargestellt.

j Die einzelnen Kurven für die verschiedenen Höhen sind ungleich-

'^: .. . .■■'■:--.::,■ . . BsSßigi daher ist es erforderlichj für verschiedene Höhen einen Speicher vorzusehen und eine Interpolation für mittlere Höhen vorzunehmen.

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20U913 j

Die Speicher 65, 66 und 67 in Fig. 7 erzeugen die Signale, die j der günstigsten Geschwindigkeit in Meereshöhe, bei 1.5oo und 3.ooo|

-signal j Meter Höhe entsprechen, wenn diese dem Gesamtgewicht/entsprechend j den Kurven in Fig. 9 gegenübergestellt werden. Die Speicher 65, | 66 und 67 sind mit ihren Ausgängen an eine Interpolationsschaltung 68 angeschlossen, die auf das Signal für das Dichteverhältnis
anspricht und eine Interpolation zwischen den drei Höhen vornimmt.

Sie bildet ein Signal, das der günstigsten Geschwindigkeit für

maximale Flugdauer bei der vorliegenden Höhe und dem Gesamtge- ; wicht entspricht. Der Ausgang der Interpolationsschaltung ist mit dem Anzeiger 3 für die Fluggeschwindigkeit verbunden, der die
günstigste Geschwindigkeit für maximale Flugdauer mittels der
beweglichen Marke 15 anzeigt. Die Interpolationsschaltung kann
ein Standard-Interpolationspotentiometer sein, dessen Anzapfungen mit den Speichern verbunden ist und dessen Schleifarm sich in
Abhängigkeit von der Höhe bewegt. j

In Fig. Io sind die Beziehungen zwischen der Höhe, dem Gesamtgewicht und der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Reichweite dargestellt. Die Kurven für verschiedene Höhen sind ähnlich. Daher werden lediglich zwei Speicher benötigt. Ein Speicher 69
in Fig. 7 erzeugt ein Signal, das der günstigsten Geschwindigkeit bei einer Höhe von 3,ooo Metern entspricht, wenn dieses Signal
dem entsprechenden Gesamtgewicht gegenübergestellt wird. Ein zweiter Speicher 7o bildet ein Signal, das einer Änderung der günstigsten Geschwindigkeit bei einer Änderung des Dichteverhältnisses
entspricht, wenn dieses Signal mit einem entsprechenden Signal

für das Dichteverhältnis gegenübergestellt wird. Da das Dichte- j

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verhältnis von der Höhe abhängt, entspricht das Signal der Änderung der günstigsten Geschwindigkeit bei einer Änderung in der Höhe. An die Speicher 69 und 7o ist eine Additionsschaltung 71 angeschlossen, die die Ausgangssignale der Speicher summiert und ein.Signal bildet, das der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Reichweite- entspricht. Die Additionsschaltung 71 ist mit ihrem Ausgang an den Anzeiger 3 für die Fluggeschwindigkeit an-

f *

j geschlossen. Das Ausgangssignal der Additionsschaltung wird auf der beweglichen Marke 15 angezeigt.

In Fig. 11 sind die Beziehungen zwischen Gesamtgewicht, Höhe und Reichweite dargestellt. Ein Speicher 72 in Fig. 7 wird mit dem Signal des vorliegenden Gesamtgewichts und dem Signal für das Dichteverhältnis beaufschlagt und bildet ein Signal, das der maximalen Reichweite bei der vorliegenden Höhe und dem vorliegenden Gesamtgewicht entspricht. Ein zweiter Speicher 73 erhält das Signal für das Leertank-Gesamtgewicht und das Signal für das Dichteverhältnis und bildet ein Signal, das der Reichweite bei der vorliegenden Höhe und dem Leertank-Gesamtgewicht entsp-richt. Die Speicher 72 und 73 sind mit ihren Ausgängen an eine Subtraktionsschaltung 74 angeschlossen, die ein Signal erzeugt, das proportional der Differenz zwischen den beiden Reichweiten ist ; und daher der verbleibenden möglichen Reichweite entspricht. Die Subtraktionsschaltung 74 ist mit ihrem Ausgang an den Anzeiger 3 für die Fluggeschwindigkeit angeschlossen, auf »-dem die verbleibende mögliche Reichweite auf dem Zähler 13 angezeigt wird.

Zur Betätigung des Systems für einen typischen Auftrag wird der

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Knopf 77 eingeschaltet, um das Gewicht des Flugkörpers in das System einzugeben. Die Bedingungen am Bestimmungsort, wie Höhe, Temperatur und Treibstoffreserve werden über Einzelvorrichtungen auf der Kontrolltafel 18 eingegeben. Der örtliche Feuchtigkeitsgrad wird über den Schalter 22 eingegeben. Eine unternormale Einstellung des Triebwerks wird durchgeführt, während der Hubschrauber sich auf dem Boden befindet, und zwar mit Hilfe des Knopfes 11. Das maximale Ladegewicht wird mit dem Zähler Io angezeigt. Die maximale Beladung, die am Bestimmungsort sicher niedergebracht werden kann, wird durch Betätigung des Schalters 24 und durch Ablesen des Zählers Io bestimmt, wenn die maximale Beladung am Bestimmungsort der festgehaltene Wert ist. Er kann im Zähler Io festgesetzt werden, indem der Schalter 2f in seine Verriegelungsstellung gebracht wird.

Zur Bestimmung darüber, ob der Hubschrauber ausreichend Leistung aufbringt, um aus dem Bereich des Bodeneffektes herauszufliegen, muß der Pilot die gemeinsame Flügelverstellung vergrößern, bis der Anzeiger 75% des maximalen Momentes anzeigt. Wenn das Abheben durchgeführt ist, dann kann mit voller Leistung geflogen ™ werden, wobei mit Sicherheit aus dem Bereich des Bodeneffektes herausgeflogen werden kann. Falls ein Abheben nicht stattfindet, dann kann der Pilot einen STOL-Start (Kurzstart) durchführen, wenn die Umgebung es erlaubt. Ermöglicht die Umgebung einen Kurzstart, dann wird die gemeinsame Flügelstellung vergrößert ' auf ein Moment jenseits von 75%, bis ein Abheben stattfindet. Zu diesem Zeitpunkt wird die STOL-Fluggeschwindigkeit auf der STOL-Fluggeschwindigkeitsanzeige 9 abgelesen. Diese Fluggeschwin-

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digfceit muß erreicht werden, während der Hubschrauber sich im Bereich des Bodeneffektes befindet und muß außerhalb dieses Bereichs aufrechterhalten werden, Der Pilot muß die Fluggeschwindigkeit auf den erforderlichen Wert erhöhen und dann in die gewünschte Höhe aufsteigen. ·

Nach dem Abheben kann der Pilot dann das tatsächliche Ladegewicht bestimmen, indem er mit einer bestimmten Geschwindigkeit fliegt f and indem er den Sehalter1B für die Korrektur der Beladung her-

i ■"■■'■■' '■■'"'■-■-■■■'

!unterdrückt und auf dem Zähler Io abliest, wie groß das tatjsächliche Ladegewicht ist* Nach der Korrektur der Ladegewichtsjanzeige kann der Pilot das System abfragen, um die erforderliche ί Leistung am Bestimmung sort zu ermitteln, indem er den Schalter betätigt und den Anzeiger 2 abliest. Der Anzeiger 2 zeigt den , Prozentsatz an Maximalem Moment an, das erforderlich ist, um zu linden* Die Kontrollmarke 9 zeigt an, ob ein STOL-Anflug erfbrderlieh ist und «eiche Fluggeschwindigkeit hotwendig ist, bis der Hubschrauber sich innerhalb des Bereichs des Bodeneffektes befindet·

; Während des Fluges zeigt das System außerden die maximale Reich-I weite, die aktuelle Fluggeschwindigkeit„ die MindestaUftriebsgeschwindigkeit, die günstigste Geschwindigkeit für maximale Reichweite und die günstigste Geschwindigkeit für maximale Flug-

Der Rechner !bildet ein Signal, das dem Prozentsatz an maximalem Moment für jedes Triebwerk, den aktuellen Moment für jedes Trieb-

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werk, dem Ladegewicht, dem vorliegenden Gesamtgewicht, der Mindestauf triebsgeschwind igkeit, der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Flugdauer, der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Reichweite und der möglichen Reichweite entspricht· Die Anzeiger 2 und 3 sehen Mittel zur Anzeige dieser Signale vor.

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Claims

Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. Haudk

Dipt. Phys. W.Schmlfc

IMünch5n15,:4Dcartitr.23

Τ·Ι. 53fA586

The Bendix Corporation

Executive Offices -

Bendix Center 25. März I970

Southfield, Michigan, USA M-I070

Pat entansprüche

T^Rechen- und Anzeigevorrichtung zur Anzeige einer Leistungsreserve eines Turbinentriebwerkes, insbesondere für einen Hubschrauber, bei der ein Grenzleistungsrechner ein dem statischen Luftdruck, ein der Umgebungstemperatur und ein •dem Ausgangsmoment des Triebwerks entsprechendes Signal als Eingangsdaten erhält, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzleistungsrechner (1) in einem ersten Teil (42, 44) das dem statischen Luftdruck entsprechende Signal (45, 46) und das der Temperatur entsprechende Signal (7) erhält und daraus ein dem Nennmoment für diesen Luftdruck und diese Temperatur entsprechendes Signal errechnet, und daß ein zweiter Teil (30, J51) des Rechners zur Aufnahme des dem Moment entsprechenden Signals mit einem Drehmomentmeßgeber (4, 5) und mit dem Ausgang des ersten Rechnerteils verbunden ist und ein dem prozentualen Anteil vom maximalen Nennmoment entsprechendes Signal bildet.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen

Momentenanzeiger (2),der an den Ausgang des Rechnerteils (30, 31) angeschlossen ist und den prozentualen Anteil vom maximalen Nennmoment des Triebwerks anzeigt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung für ein unternormales Triebwerk vorgesehen ist, die zwischen dem Ausgang des ersten Rechnerteils (42, 44) und dem zweiten Rechnerteil (30, 31) geschaltet ist zwecks Einstellung des Signals für das Nennmoment zum Ausgleich der Triebwerkscharakteristik bei unternormalem Triebwerk, so daß das Signal vom prozentualen Anteil vom Nennmoment 100^ entspricht, wenn das Triebwerk ein maximales Moment erzeugt.

4. Rechen- und Anzeigevorrichtung für einen Hubschrauber mit Turbinentriebwerken, bei der ein Grenzleistungsrechner folgende Eingangsdaten erhält: Umgebungsbedingungen, wie Temperatur und statischer Luftdruck, tatsächliches Triebwerksmoment, Treibst off gewicht und Gewicht des Flugkörpers, bei der ferner eine Kontrollvorrichtung mit dem Grenzleistungsrechner verbunden ist und in diesen Signale eingibt, die dem Luftdichteverhältnis und dem liennmoment des Triebwerks bei ausgewählten Bedingungen am Bestimmungsort, wie Höhe, Temperatur, Feuchtigkeit und _ί Treibstoffreserve entsprechen, und bei der die Betriebs-

! parameter des Hubschraubers auf Anzeigevorrichtungen ! angezeigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß

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j , der Grenzleistungsrechner (1) einen ersten Rechner (25)

j \; . aufweist, der aus den Eingangsdaten für den statischen

j ^, Luftdruck und die Umgebungstemperatur das Nennmoment des

!■■ Triebwerks und das Luftdicht everhältnls errechnet, und daß

I" ein zweiter Rechner 02, 35) mit dem Ausgangssignal für

; · das Nennmoment des Triebwerks und dem Ausgangs signal für das

ι . ■ . "- ; "■■■■ ; - ■■·.·

I Luftdichteverhältnls vom ersten Rechner beaufschlagt ist

j und das Schwebegewicht und das Ladegewicht errechnet, und

; daß Schaltvorrichtungen (51, 52,.55, 61, 50, 4?, 48, 49)

] vorgesehen sind, die entweder anstelle des Nennmomentes des j Triebwerkes das tatsächliche Moment des Triebwerks in den

; zweiten Rechner geben oder die die Eingangsdaten, die den { Bedingungen am Bestimmungsort entsprechen, in den Grenz-

leistungsrechner geben und mit deren Hilfe der Rechner zu jedem Zeitpunkt, insbesondere jedoch vor dem Start, abgefragt wird.

5; Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ".·■ der erste Rechner (25) . eine mit Unterdruck beaufschlagte

Membran (46), die sich in Abhängigkeit vom statischen Luft-'; druck ausdehnt und zusammenzieht, ein erstes Punktions-.!.--... potentlo'ineter (42),_; das mit einem Temperaturmeßgeber (7) j·.. verbunden ist und djas einen Schleif arm (44) besitzt, der I , von der Membran (46) bewegt wird, so daß es ein Signal er-I zeugt, das dem Sollmoment des Triebwerks entspricht, und ein zweites Punktionspotentiometer (41) aufweist, das ebenfalls mit dem Temperaturmeßgeber (7) verbunden ist und das einen Arm (43) aufweist, der von der Membran (46)

....'■/■ ' ■"■ ' ■ - 4 -

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betätigt wird, so daß es ein Signal erzeugt, das dem Luft-

dichteverhältnis entspricht. i

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Verstärkungsregelung (26, 27)* die mit dem Schleifarm (44) ■ des ersten Potentiometers (42) verbunden ist und die Signalhöhe des Sollmoments des Triebwerks einstellt, um einen unternormalen Triebwerksbetrieb auszugleichen, wobei die Verstärkungsregelung ein Ausgangs signal erzeugt, das dem verfüg- \ baren Moment des Triebwerks „entspricht.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Begrenzungsvorrichtung (28, 29) die an den Ausgang der Verstärkungsregelung (26, 27) angeschlossen ist zur Begrenzung des Signals für das verfügbare Moment des Triebwerks auf einen Maximalwert, der mit Sicherheit von dem Turbinentriebwerk erreicht werden kann, wobei die Begrenzungsvorrichtung ein Aus^angssicnal erzeugt, das dem maximal verfügbaren Moment entspricht.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechner (30, 31) zur Berechnung des prozentualen Anteils vom maximalen Moment an den Ausgang der Begrenzungsvorrichtung (2o, 29) angeschlossen ist und ein Signal für das tatsächliche Moment des Triebwerkes erhält, und daß der Rechner (30, 31) aus den Signalen den prozentualen erzeugten Anteil vom maximalen Moment errechnet und ein entsprechendes Ausgangssignal t

erzeugt. '. |

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9. Einrichtung nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Rechner (52, 55) vom Luftdichteverhältnis -* Ausgangssignal des ersten Rechners (24) beaufschlagt ist und mit dem Ausgang der Begrenzungsvorrichtung (28, 29) verbunden ist, und daß der zweite Rechner'eine Rechenschaltung (54) aufweist, die ein dem maximalen Schwebegewicht entsprechendes Signal bildet.

to. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Subtraktionsschaltung (57) an den Ausgang der Rechenschaltung (54) angeschlossen ist, daß die Subtraktionsschaltung (57) · * ein weiteres, dem maximalen Gesamtgewicht des Hubschraubers entsprechendes Eingangssignal erhält, und daß die Subtraktionsschaltung (57) ein Ausgangssignal erzeugt, das der Differenz" zwischen dem maximalen Schwebegewicht und dem maximalen Gesamtgewicht entspricht.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein veränderlicher Signalgeber (58) an den Ausgang der Subtraktionsschaltung (57) angeschlossen ist und ein dem maximalen A Ladegewicht entsprechendes Signal bildet.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Additionsschaltung (34) an den Ladegewicht-Ausgang des zweiten Rechners (j5j5) angeschlossen ist und als weiteres Eingangssignal ein dem Flugkörpergewicht entsprechendes Signal erhält, daß die Additionsschaltung ein Ausgangssignal bildet, das dem Leertank-Gesamtgewicht entspricht,

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3H

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daß eine zweite Additionsschaltung (j55) an den Ausgang der ersten Additionsschaltung (34) angeschlossen ist und als weiteres Eingangssignal ein dem Treibstoffgewicht entsprechendes Signal erhält, daß die zweite Additionsschaltung ein dem maximalen Gesamtgewicht entsprechendes Ausgangssignal bildet, und daß der Ausgang der zweiten Additionsschaltung mit dem anderen Eingang der Subtraktionsschaltung (57) verbunden ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Signalgeber (58) das Signal für das maximale Ladegewicht einstellt, bis das Signal für das maximale Gesamtgewicht gleich dem Signal für das maximale Schwebegewicht ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 9* dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Rechner (32) einen Teil der Schaltvorrichtungen (51, 52) enthält, die bei Betätigung das Signal für das Ausgangsmoment durch das Signal für das maximal verfügbare Moment ersetzen, während der Hubschrauber mit bestimmter Geschwindigkeit fliegt, und daß die Schaltvorrichtungen den Rechner auf einen Speicher für die bestimmte Pluggeschwindigkeit schalten, so daß der zweite Rechner ein Signal bildet, das dem tatsächlichen Schwebegewicht und dem tatsächlichen Ladegewicht entspricht.

. Einrichtung nach Anspruch ο und 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechner (37) für die Mindestauftriebsgeschwindigkeit

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fait· dem Ausgang der zweiten Additionssehaltung 05) und dem ^; Schleifarm (43) des zweiten Potentiometers (41)· verbunden ist, "und daß der Rechner 07) ein- der Mindestauftrlebsgesohwindigkeit entsprechendes Ausgangssignal- erzeugt,

1 16. Einrichtung nach Anspruch 5 und 12, dadurch gekennzeichnet, ·;■""". · daß ein Rechner (38) zur Bestimmung der günstigsten Ge-] sohwindigkeit für maximale Plugdauer mit dem Ausgang-der j zweiten Ädditionssehaltung 05) und mit dem Schleifarm des ; ■ zweiten Potentiometers (^X) verbunden ist, und daß der ! Becnner 08) ein der günstigsten Geschwindigkeit für maxi-

- tnalö Flugdauer entsprechendes Ausgangs signal bildet.

! ,.17· Eittrichtung nach Anspruch, 5 und 12, dadurch gekennzeichnet,

• daß ein Rechner 09) zur Berechnung der günstigsten Ge-

i schwindigkeit für maximale Reichweite mit dem Ausgang der

r ■^;. zweiten Ädditionssehaltung (35) und mit dem Schleif arm

; des zweiten Potentiometers (41) verbunden istj und daß

j -^o'der Rechner (39) ein der günstigsten Geschwindigkeit für

: maximale Reichweite entsprechendes Ausgangssignal bildet.

ί- Ιδ. JS;inrich%ung nach.■ Anspruch 5 und 12, dadurch gekennzeichnet, "1 -'■-:- daß ein Rechner 06) zur Bestimmung maximaler Reichweite I · ... '-,< mit dem Ausgang der zweiten Additions schaltung (35), mit dem Ausgang/_:_äep: ersten Additionsschaltung 04) und mit dem

j Schleifarm des zweiten Potentiometers (41) verbunden ist,

daß der Rechner 06) ein der maximalen Reichweite ent-'_,sprechendes Ausgangssignal bildet» ,.

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19· Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß i der Rechner (37) zur Berechnung der Mindestauftriebsgeschwindigkeit einen ersten Speicher (62) aufweist, der mit dem Ausgang der zweiten Additionsschaltung (35) verbunden ist und ein bei dem vorliegenden Gesamtgewicht und einer bestimmten Höhe der Hindestauftriebsgeschwindigkeit des Hubschraubers entsprechendes Ausgangssignal bildet, daß der Rechner (37) ferner einen zweiten Speicher (63) aufweist, der mit dem Schleifarm (43) verbunden ist und ein Ausgangssignal bildet, das der Änderung der Mindestauftriebsgeschwindigkeit, hervorgerufen durch eine Änderung im Luftdichteverhältnis gegenüber dem Luftdichteverhältnis bei der bestimmten Höhe, entspricht, und daß an die Ausgänge des ersten und zweiten Speichers (62, 63) eine Additionsschaltung (64) angeschlossen ist, die ein der tatsächlichen Mindestauftriebsgeschwindigkeit entsprechendes Ausgangssignal bildet.

20. Einrichtung nach Ansprach 16, dadurch gekennzeichnet, daß eier Rechner zur Berechnung der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Flu.-jdauer einen dritten Speicher (65) aufweist, der an den Ausgang, der zweiten Ac>3i';ionssohaltung (35) ange-ξchlorden ist und ein der günstigston Geschwindigkeit für maximale Fivrciauer '.:ei einer bestimmten Kindosthöhe entsr;rec::2r.'iec Si.'.r.al bildet, daß der P.echner (Z'^r<) ferner einen vierten Speicher (CC) e.ufwei:jt, 'Ic-r mit den Ausgang der zv;eiten Adäi^icnsschältun/ (yi) verbunden ist und ein der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Flugdauer bei einer

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bestimmten Mittelhöhe entsprechendes Ausgangssignal bildet, daß der Rechner (38) einen fünften Speicher (67) aufweist, der mit dem Ausgang der zweiten Additionsschaltung (35) verbunden ist und ein der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Plugdauer bei maximaler Höhe entsprechendes Ausgangssignal bildet, und daß der Rechner (38) eine Interpolationsschaltung (68) aufweist, die mit den Ausgängen der letzten drei Speicher

'■ (65, 66, 67) und mit den Schleif armen (43, 47) des zweiten : Potentiometers (41) verbunden ist, um die Ausgangssignale der Speicher zu interpolieren, wobei die Interpolationsschaltung ein der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Plug-

! dauer bei tatsächlicher Höhe und bei tatsächlichem Gesamtgej wicht entsprechendes Ausgangssignal bildet.

21. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (39) zur Berechnung der günstigsten Geschwindig-

; keit für maximale Reichweite einen sechsten Speicher (69) auf-.

|- weist, der mit dem Ausgang der zweiten Additionsschaltung (35) verbunden ist und ein der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Reichweite bei tatsächlichem Gesamtgewicht und bestimmter Höhe entsprechendes Ausgangssignal bildet, daß der Rechner (39) ferner einen siebten Speicher (70) aufweist, der mit dem Schleifarm (43) des zweiten Potentiometers (41) verbunden ist, und ein Ausgangssignal bildet, das der.Änderung der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Reichweite, hervorgerufen durch eine Änderung im Luftdichteverhältnis gegenüber, dem Luftdichteverhältnis bei bestimmter Höhe, entspricht, und

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daß der Rechner (39) eine Additionsschaltung (71) aufweist, die an die Ausgänge der beiden letzten Speicher (69, 70) angeschlossen ist und ein der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Reichweite entsprechendes Ausgangssignal bildet.

22. Einrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (36) zur Berechnung der maximalen Reichweite einen achten Speicher (72) aufweist, der an den Ausgang der zweiten Additionsschaltung (35) und an den Schleifarm (43) des zweiten Potentiometers (4l) angeschlossen ist, und ein der maximalen Reichweite bei tatsächlichem Gesamtgewicht und bei tatsächlichem Luftdichteverhältnis entsprechendes Ausgangssignal bildet, daß der Rechner (36) einen neunten Speicher (73) aufweist, der mit dem Ausgang der ersten Additionsschaltung (34) und mit" "dem Schleif arm (43, 47) des zweiten Potentiometers (41) verbunden ist und ein Ausgangssignal bildet, das der maximalen Reichweite bei Leertank-Gesamtgewicht und bei tatsächlichem Luftdichteverhältnis entspricht, und daß der Rechner (36) eine Subtraktionsschaltung (74) aufweist, die an die Ausgänge der beiden letzten Speicher (72, 73) angeschlossen ist und ein Ausgangssignal bildet, das der maximalen Reichweite

entspricht, die bei einer Änderung im Gesamtgewicht entsprechend der Differenz zwischen dem tatsächlichen Gesamt- ; gewicht und dem Leertank-Gesamtgewicht verfügbar ist.

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. Einrichtung nach einem der Ansprüche I5 bis 22, dadurch gekennzeichnet!, daß die Ausgänge der Rechner (37, 38, 59, 56) für die Berechnung der Mindestauftriebsgeschwihdigkeit, der günstig sten Geschwindigkeit für maximale Flugdäuör, der günstigsten Geschwindigkeit für maximale Reichweite und der maximalen Reichweite an einer Anzeigevorrichtung (43) für die Fluggeschwindigkeit angeschlossen sind.

24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß je nach Stellung eines Schalters (I7) das Signal für die günstig-

; ste Geschwindigkeit entweder für maximale Reichweite oder für maximale Flugdauer auf der Anzeigevorrichtung (3) für die Fluggeschwindigkeit angezeigt wird.

25. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Kontro.lltafel (18)eingegebenen Informationen wie Luftdiehteverhältnis, Sollmoment des Triebwerkes bei ausgewählten Bedingungen am Bestimmungsort bezüglich der Höhe (19)» der Temperatur (20) und dem Bedarf an Reservetreibstoff und die auf ein Abfragesignal für maximale Ladung, auf ein Signal für das'Luftdichte'verhältnis, auf das Signal für das Sollmoment und auf das Signal für den ReserVetreibEtoffbedarf am 'Bestimmungsort ansprechenden Schaltvorrichtunken (61, 55, 5I, '52, 49,' "50, 47, 4S)-an den^ Eingängen der ent sprechender. Keen-, * ■""' ner ersetzt vierden dürcfi-Pdie Signale "fUr^ das "Lüftdieiitever- ^{; Γ:ί-}· hältnis, ääs^aS€llm^:omen%'''€eS'-TriebVv'erlis;i:un(ä.r:däs .-fatsaGhliche Tr"eibstoTfsewlc^:&t^--\uid^?--däSÄ-3s,s^>.Slgna]i £nr öss raasitriale Ladegewicht am Ausgang des zweiten Rechners (33) das Signal Tür

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das maximale Ladegewicht am Bestimmungsort wird .

26. Einrichtung nach den Ansprüchen 12 und 2$_t dadurch gekenn- ^; zeichnet, daß ein Knopf (77) vorgesehen ist, über den ein dem Flugkörpergewicht entsprechendes Signal in den Grenzleistungsrechner eingegeben wird, und daß eine Anzeigevorrichtung (2) zur Anzeige eines prozentualen Anteils vom maximalen Moment vorgesehen ist, und daß das für das Schweben am Bestimmungsort erforderliche maximale Moment durch den Grenzleistungsrechner errechnet und auf der Anzeigevorrichtung angezeigt wird.

"7· Einrichtung nach Anspruch 7:^:J>, dadurch gekennzeichnet, daß ein IInopf(7£) vorgesehen ist, über den ein der gemeinsamen Flügelversteilung entsprechendes Signal in den Grenzleistungsreciiner (1) gegeben wird, daß die Anzeigevorrichtung für con prozentualen Anteil vom maximalen, verfügbaren ]'.c:.\>-:.z eine Ilor.trollr.arke (⁽j) aufweist, go daß der Grenzleistunjsreciiner (i) berechnen und anzeigen kann, ob der Hubschrauber beim Verlassen des Lereichs dec Bodeneffektes ausrc-ichor.'i Leistun ; aufweist.

':.^: .liir.r-icr-t jr.=_: r.ach Ar.:¹ ruc. Ί u-ηΊ ?C, dadurch gekennzeichnet, ' üa^ oxo An^eigevorriohturxg zur Anzeige de:; prozentualen Ar.-e-lf- -.·:·.-. r.axiri&jer. Mcrr.er.t _-inen Schalter (12) aufweint, '..ureh üo;. :ir. £ijn:I ir. -ier. Gronzloirjtunjsrooiuier (1) in der ■.>-:'_::■-· ._o- ob:=:'. ;:irö, -."'s.¹". Teer ':io:;on unü "Jbor seine Rechner (^-, y~ , :-r "/::—··.:.:: ;: ; 'Jor; n."-.--:o;-/:u2lor. Anteils vom maxirna-

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lerj Moment ein dem tatsächlichen Moment entsprechendes Signal gebildet wird.

29. Einrichtung nach den Ansprüchen 9, 12 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (3) zur Anzeige der Pluggeschwindigkeit einen Schalter (16) zur Korrektur des Ladegewichts aufweist, der bei einem Betrieb des Hubschraubers im Gleichgewichtszustand ein ■■ Korrektursignal für das Ladegewicht bildet, so daß das Ausgangssignal des zweiten Rechners (33) dem tatsächlichen Ladegewicht entspricht und das Ausgangssignal der zweiten Additionsschaltung (35) das tatsächliche Gesamtgewicht wiedergibt. :

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