DE2535493C2

DE2535493C2 - Einrichtung zur Messung der Geschwindigkeit eines Hubschraubers

Info

Publication number: DE2535493C2
Application number: DE2535493A
Authority: DE
Inventors: Bernard Marie Salon Durand
Original assignee: Direction General pour lArmement DGA
Current assignee: Direction General pour lArmement DGA
Priority date: 1974-08-22
Filing date: 1975-08-08
Publication date: 1985-01-24
Also published as: SE7508057L; GB1515387A; SE400126B; US4023409A; FR2282644B1; DE2535493A1; JPS5147799A; FR2282644A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messsen der Geschwindigkeit eines Hubschraubers gegenüber der Luft, insbesondere in der Nähe des Betriebes im stationären Flug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Einrichtungen zum Messen der Geschwindigkeit eines Hubschraubers unter den genannten Bedingungen sind zwar bereits bekannt, diese bekennten Einrichtungen weisen aber vcrscniedene Nachteile auf.

Die gewöhnlich verwendeten Sonden zum Messen des dynamischen Drucks aufgrund der Bewegung des Hubschraubers gegenüber der Luft und zum Vergleichen dieses dynamischen Drucks mit dem statischen Druck der umgebenden Luft sind im allgemeinen wenig genau, da den zu messenden niedrigen Geschwindigkeiten schwache dynamische Drücke entsprechen. Darüber hinaus erlauben außer auf Kosten komplexer Anlagen, die außerhalb eines spezialisierten Versuchszentrums ein Hindernis darstellen — solche Sondenanlagen zur Messung des aerodynamischen Druckes nicht die Berücksichtigung einer Geschwind.gkeit mit beliebiger Orientierung, insbesondere nach hinten oder seitlich. Diese beliebige Orientierung der Bewegung gegenüber der Luft ist aber gerade eine der wesentlichen Besonderheiten eines Hubschraubers.

Zur Lösung der oben angegebenen Probleme ist in der FR-PS 15 67 128 bereits vorgeschlagen worden, unter dem Rotor in dessen Luftströmung ein System von zwei Windfahnen anzuordnen, deren Schwenkachsen im wesentlichen horizontal und entsprechend der Längsachse bzw. entsprechend der Querachse des Hubschraubers orientiert sind.

Dieses System arbeitet zwar zufriedenstellend, es weist jedoch verschiedene Nachteile und Beschränkungen auf, insbesondere für einen Serienhubschrauber, der mit einem Minimum an Bedienungs- und Wartungsabhängigkeit arbeiten soll. Die Außenanbringung der beiden Windfahnen und ihre relative Zerbrechlichkeit erfordern nämlich Vorsichtsmaßregeln im laufenden Betrieb und häufige und kostspielige Überprüfungen.

Im übrigen ist eine genaue Verstellung der Windfahnen für jeden Lastigkeitswert. des Hubschraubers, der einem anderen Flugverhalten entspricht, erforderlich. Da es den von den Windfahnen gelieferten Anzeigen außerhalb des ausreichend homogenen Mittelteils der Luftströmung des Rotors an Genauigkeit mangelt, ist die praktische Verwendbarkeit dieses Systems auf niedrige Bewegungsgeschwindigkeiten gegenüber der Luft begrenzt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines Hub-

schraubers gegenüber der Luft, insbesondere in der Nähe des stationären Rugs, die eine von der Lästigkeit unabhängige Messung ermöglicht und einen ausgedehnten Geschwindigkeitsbereich erfassen kann, ohne Vorrichtungen außerhalb des Rumpfes des Hubschraubers zu benötigen.

Diese Aufgabe wird bei siner Einrichtung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

In der Theorie der Stabilität eines im Flug befindlichen Hubschraubers wird nämlich nachgewiesen, daß die Amplitude der Bewegung der zyklischen Steuerung des Rotors in einer der Längs- oder Querbezugsachsen bei einen im wesentlichen konstanten Betrieb des Rotors gleich der Summe eines Wertes, der zu der Trimmlage des Rumpfes in der Vertikalebene bezogen auf die betreffende Achse porportional ist, und eines weiteren Wertes ist, der zu der Komponente der Geschwindigkeit in derselben Achse proportional ist

ÄiiforrjinH dieses Satzes erlaubt die Meßeinrichtung nach der Erfindung, den Wert der Geschwindigkeit auf bequeme Weise zu erhalten, indem einzig und allein von innerhalb des Rumpfes des Hubschraubers angebrachten Vorrichtungen Gebrauch gemacht wird.

Aus der US-PS 37 11 042 ist es an sich bereits bekannt, aus der Bewegung des Steuerknüppels mittels einer Recheneinrichtung und einer Integratoreinheit ein Geschwindigkeitssignal abzuleiten, das in einem Komparator mit einem Signal verglichen wird, welches die Längsgeschwindigkeit des Hubschraubers gegenüber dem Boden angibt Das Ausgangssignal des !Comparators wird als Korrektursignal zur Konstanthaltung der Geschwindigkeit verwendet Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird aber das von dem Blaitanstellwinkel des Rotors abgeleitete Signal mit dem von einem weiteren Detektor abgegebenen Signal, das die Beschleunigungskomponente in derselben Achse darstellt, zu einer algebraischen Summe kombiniert die anschließend integriert wird.

Die Erfindung erlaubt einzig und allein im Innern des Rumpfes des Hubschraubers eine Meßanlage zu schaffen, deren verschiedene Elemente leicht unterbringbar sind, insbesondere indem Recheneinrichtungen auf der Basis von miniaturisierten elektronischen Schaltungen verwendet werden und .ndem diesen Organen ein Netz von elektrischen Verbindungen zugeordnet wird.

Ferner ermöglicht sie das Erzielen einer ausgezeichneten Genauigkeit in eir^m ausgedehnten Abschnitt von Geschwindigkeiten und von Flugzuständen. Die Messungen sind von der Lästigkeit und der Beladung des Hubschraubers unabhängig. Verschiedene Einstell- und Verstellvorrichtungen erlauben, die Meßeinrichtung Hubschraubern mit beliebiger Konfiguration und beliebigen Leistungsdaten anzupassen, so daß sie ohne weiteres unter verschiedenen Bedingungen arbeitet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung für einen Hubschrauber, der mit Servosteuerungen zur zyklischen Veränderung des Blattanstellwinkels des Rotors versehen ist, sind die beiden Detektoren für die Position der Steuerungen des Rotors zwischen demselben und den Servosteuerungen angeordnet und enthalten jeweils Vorrichtungen zu Verstellung in bezug auf eine Nullpositioii- vorzugsweise enthält jeder der Beschleunigungsdetektoren ein Pendelniveau und Verstellvorrichtungen zum Einteilen des Pendelniveaus in bezug auf eine Bezugsachse, jeder der vorgenannten Detektoren enthält ein MeQpotentiometer.

Vorteilhafterweise sind Verbindungseinrichtungen

außerdem zwischen den Rotorsieuerungsposiüonsdetektoren jedes Meßschaltungszweiges einerseits und dem Ausgang der Recheneinrichtungen jedes anderen Meßschaltungszweiges andererseits vorgesehen, um die

Änderung der Position der Steuerung des Rotors, die jedem der genannten Meßschaltungszweige zugeordnet ist unter der Wirkung der Änderung der durch den anderen Meßschaltungszweig gemessenen Geschwindigkeitskomponente zu kompensieren.

Ausführungsform der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Längsschnittansicht eines Hubschraubers, der mit einer Meßeinrichtung ausgerüstet ist

Fig.2 einen Querschnitt gemäß der Linie H-II von Fig.l,

F i g. 3 zeigt analog zu F i g. 1 dir Anbringung der Meßeinrichtung in einem Hubschrauber, der mit Servorsteuerungen für den Rotor versehen ist

Fig.4 ein Schema der Servosteuerung von Fig.3 und der zugeordneten Detektoren,

Fig.5 ein Schaltbild der Meßeinrichtungen von F i g. 3 und 4, und

Fig.6 analog zu dem linken Teil von Fig.4 eine abgewandelte Ausführungsform des Einbaus der Detektoren der zyklischen Steuerungen des BJattanstellwinkels des Rotors.

Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten schematischen Ausführungsform hat der mit der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung ausgerüstete Hubschrauber einen Rumpf 1, mit dem ein Auftriebsrotor 2 verbunden ist. Der Rotor 2 hat ein Steuersystem zur zyklischen Veränderung des Blattanstellwinkels, das vor allem aus einer zweiteiligen Taumelscheibe 3 besteht, deren unterer Teil an dem Kardanantrieb auf dem Rumpf 1 ingebracht und der Einwirkung von zwei Steuerstangen 4,5 ausgesetzt ist, die zu der Achse Z1 — Z2 des Rotors 2 im wesentlichen parallel sind. Die Längssteuerstange 4 befindet sich im wesentlichen in einer Ebene, die durch die Achse Zl-Z2 des Rotors und die Längsachse X1 — X2 des Rumpfes 1 hindurchgeht Die Quersteuerstange 5 befindet sich im wesentlichen in einer Ebene, die zu der vorhergehenden senkrecht und durch die AchseZ1 —Z2des Rotors und die Querachse Y\—Y2 des Rumpfes festgelegt ist. Die beiden Steuerstangen 4, 5 werden mittels eines Steuerknüppels 6 betätigt.

Die Meßeinrichtung enthält zwei im wesentlichen gleiche Meßschaltungszweige, die einem dem Piloten zur Verfügung stehenden Doppelanzeiger 7 zugeordnet sinri up'J der Komponente der Geschwindigkeit des Hubschraubers in der Längsachse X\—X2 bzw. in der Querachse Yi-Yl entsprechen. Im Unterschied zu anderen Luftfahrzeugen kann der Hubschrauber nämiich eine Geschwindigkeit haben, die in beliebiger Weise in der durch die beiden genannten Achsen festgelegten Ebene orientiert ist.

Ferner enthält die Meßeinrichtung für jeden der Meßschaltungszweige einen Detektor für die Petition der Steuerung des Rotors in der betreffenden Achse und einen Detektor für die Komponente der Beschleunigung in derselben Achse. So enthält die Meßeinrichtung für die Längsrichtung, die durch die Achse XI—X2 (Fig. 1) festgelegt ist, einen ersten Detektor 8a für die Position der Steuerstange 4 und einen zweiten Detektor 9a für die Komponente der Beschleunigung des Hubschraubers in derAch.se X 1 — X Tt. In derOnpr-

5 6

richtung, die durch die Achse YX- V 2 (Fig. 2) festge- Autopilot: 27 auf die Servosteuerungen 21, 22 ein, beilegt ist, enthält die Meßeinrichtung einen weiteren Posi- spielsweise Ober Magnetventile 32, 33 (F i g. 4), die eitionsdetektor 86, der der Quersteuerstange 5 zugeord- nem nicht dargestellten Druckmittelkreis zugeordnet net ist, und einen weiteren Beschleunigungsdetektor 9b, sind, der in der Achse YX- Y2 angeordnet ist. 5 F ig. 5 zeigt das Schema einer praktischen Ausfüh-

Es sind den genannten Detektoren zugeordnete Re- rungsform der Positionsdetektoren 8a, 86, der Beschleu-

cheneinrichtungen vorgesehen, die in bezug auf jede der nigungsdetektoren 9a, 96, ihrer Einstellvorrichtungen

Achsen ^1-^2 und YX—Y2 in Abhängigkeit von 14a, 146 und 16a, 166, der Integriereinheiten 11a, 1116

der Zeit die Integration der algebraischen Summe der sowie der zugeordneten Schaltungen, die der Anlage

Werte ausführen, die durch die beiden Detektoren ent- 10 von F i g. 3 entsprechen.

sprechend jeder Bezugsachse gemessen worden sind. Die Positionsdetektoren 8a, 86 enthalten jeweils ei-

Die Modalitäten dieser Doppeloperation werden im fol- nen Verbindungsfinger, der an den Steuerstangen 4, 5

genden unter Bezugnahme auf ein konkretes Ausfüh- starr befestigt ist und über Verstellschrauben 14a, 146

rungsbeispiel dargelegt zu den Schleifern der Meßpotentiometer 12a, 126 führt.

In der Längsrichtung (Fig. 1) enthalten die Rechen- 15 In der hier als Beispiel beschriebenen Anlage erfolgt die

einrichtungen eine Integriereinheit 11a, die von den De- Versorgung mit Gleichstrom mit einer Spannung von

tektoren 8a, 9a Signale empfängt, welche die durch diese 30 Volt (Schalter 24), und die Widerstände der Potentio-

DelP.jctnrp.n apmpcepnpn Wprtp ancHrijplrpn, In Hpr !TiStCf ί2ΐ 12£hsbC"'SWSÜ5 SiriSH Wert VOH !000 Ohm. Querrichtung (Fig.2) ist eine Integriereinheit 116 in Die Empfindlichkeit der Detektoren 8a, 86 kann mit

derselben Weiseden Detektoren 86,96 zugeordnet. Ein 20 Hilfe von Hilfspotentiometern 41a, 416 von jeweils

Beispiel für den inneren Aufbau der Integriereinheiten 20 000 Ohm reguliert werden.

11a, 116 ist im folgenden angegeben. Beispielsweise be- Die Pendelniveaus 15a, 156 haben jeweils einen

tätigen diese Integriereinrichtungen mittels elektrischer Schwingungsbereich von plus oder minus 2O⁰C und eine

Spannungen, die über geeignete Leitungen übertragen Genauigkeit in der Größenordnung von Ο,Γ. Ihre Ver-

werden, die empfindlichen Elemente des Doppelanzei- 25 Stellvorrichtungen 16a, 166 und ihre Meßpotentiometer

gers 7 (F i g. 1 bis 3), der zwei gekreuzte Balken enthal- 13a, i36 sind so aufgebaut, daß dieselbe Genauigkeit

ten kann, die jeweils in bezug auf eine Mittellage be- erzielt wird. Die Verstellvorrichtungen enthalten je-

weglich sind, um die algebrischen Werte jeder Kompo- weils eine Schraubvorrichtung analog der der Trimm-

nente der Geschwindigkeit in den Bezugsachsen vorrichtungen 14a, 146. Die Meßpotentiometer 13a, 136

XX —A"2und Vl- V2darzustellen. 30 haben jeweils einen Widerstand von 1000Ohm und ein In der industriellen Ausführungsform, die in den Hilfspotentiometer 42a, 426 zur Regulierung der Emp- F i g. 3 bis 5 dargestellt ist, enthalten die Detektoren 8a, findlichkeit, das mit einem Widerstand von 20 00 Ohm

86 und 9a, 96 jeweils ein Meßpotentiometer 12a, 126 versehen ist.

und 13a, 136 (F i g. 5). An jedem Detektor 8a, 86 für die Die Ausgänge der Einstellpotentiometer 41a, 42a und Position der Steuerungen des Rotors 2 sind Vorrichten- 35 416, 426 führen zu Verbindungspunkten 43a, 436, welgen 14a, 146(F ig. 3 und 5) zur Einstellung jeder Steuer- ehe die algebraische Addition der durch die in der stange 4, 5 in bezug auf eine »Null« Position vorgese- Längsachse'XX—X2 wirkenden Detektoren 8a, 9a gehen. Die Nullpositionen der Steuerstangen 4,5 entspre- messenen Werte und der durch die in der Querachse chen bestimmten Lastigkeits-und Beladungszuständen Y\— Y2 wirkenden Detektoren 86, 96 gemessenen des Hubschraubers für einen gewählten Flugbetrieb. 40 Werte gestatten. Die Verbindungspunkte 43a, 436 sind

Die Beschleunigungsdetektoren 9a, 96 enthalten je- mit den Integriereinheiten lla, 116 über Einstellpoten-

weils vorzugsweise ein Niveaupendel 15a, 156 (F i g. 5) tiometer 44a, 446 von 5000 Ohm verbunden. Diese Ein-

und Verstellvorrichtungen 16a, 166 zum Einstellen der Stellpotentiometer dienen zum Verändern der Empfind-

Position jedes Pendels 15a, 156 in bezug auf eine Be- lichkeit jedes der Teile des Doppelanzeigers 7, die an

zugsachse. Bequemerweise ist die Bezugsachse jedes 45 den Ausgang der Integriereinheiten lla, 116 ange-

Pendels parallel zu der Achse ZX—Z2 des Rotors 2. schlossen sind. Auf diese Weise sind die beiden Pendel 15a, 156 jeweils Diese enthalten jeweils eine Schaltung zur summari-

in einer Ebene beweglich, die durch die Achse ZX—Z2 sehen Integration, die aus zwei Reihenwiderständen 45a,

und eine der Achsen X1— X 2 oder YX- Y2 festgelegt 46a und 456,466 von jeweils 10 000 Ohm und aus einer

ist so Kapazität 47a, 476 von 500 Mikrofarad besteht ύϊε Ka-

Der Rotor 2 enthält Servosteuereinrichtungen 21,22, pazitäten 47a, 476 sind im Nebenschluß mit dem Verbin-

die den Steuerstangen 4,5(Fi g. 3) zugeordnet sind, auf dungspunkt jedes Widerstandspaares verbunden und in

denen die beiden Positionsdetektoren 8a, 86 zwischen einem Verbindungspunkt 48 mit einer Sammelleitung 49

der Taumelscheibe 3 und den Servosteuerungen 21,22 verbunden, die einem Einstellpotentiometcr 51 von

befestigt sind. Die Integriereinheiten lla, 116 sind zu- 55 100 Ohm zugeordnet ist Dieses dient zum Festlegen des

sammen mit unten beschriebenen weiteren Schaltungen Bezugspotentials der beiden Meßschaltungszweige, die

in einem gemeinsamen Gehäuse 23 untergebracht Ein in bezug auf die gemeinsame Sammelleitung 49 symme-

Steuerknopf 24, der auf der Instrumententafel angeord- trisch sind. Bekanntlich gestattet eine Schaltung wie die

net ist erlaubt dem Piloten das Inbetriebsetzen der jeder der Integriereinheiten lla, 116, an den Klemmen

Meßeinrichtung. 60 jeder Kapazität 47a, 476 das Integral eines sich schnell Der Hubschrauber ist mit einem Autopiloten 27 aus- ändernden Eingangssignals zu gewinnen,

gerüstet der mit Hilfe eines StromversorgungsschaJters Die Ausgänge der Integriereinheiten 1 la, 116 sind mit

28 in Betrieb gesetzt wird. Zum Steuern des Autopiloten den empfindlichen Elementen jedes Teiis der Anzeiger 7

27 können die Integriereinheiten Wa, Wb Befehlssignale verbunden,die einen Widerstand von !000 Ohm aufwei-

erzeugen, beispielsweise in Form von elektrischen 65 sen und für eine Stromstärke von 150 Mikroampere bei

Spannungen, die über eine besondere Leitung 29, die voller Ablenkung vorgesehen sind,

durch einen Schalter 31 kontrolliert wird, dem Autopilo- Zum Speisen des Autopiloten 27 sind die Ausgänge

ten zugeführt werden. In bekannter Weise wirkt der der Integriereinheiten lla, 116 außerdem mit der durch

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den Schalter 31 kontrollieren Doppelleitung 29 verbun- tionären Flug ausreichend nahe kommen, so mißt man den. praktisch die Änderungen des Sinus der Quertrimmlage In Kombination mit den soeben beschriebenen Schal- A 2. Unter den genannten Bedingungen ist nämlich die Hingen enthalten die Meßschaltungszweige jeweils Schwerkraft gegenüber den anderen Beschleunigungen, noch eine Korrekturschaltung 53a, 536 für mit dem 5 die sich durch Schwenkungen des Hubschraubers oder Steuerknüppel verursnchle Inslnbiliilücn, millels wel- Rflen ergeben kflnnen.siiirk (thcrwiiwml. ehcn h jedem MeUsehullungs/weig die Änderung der Die durch den lkschlcuniguiigsdclcktor 46gcnics.se-Positior; der Steuerstange 4, 5 des Rotors unter der nen Änderungen werden in der Integriereinheit 11 fc ausEinwirkung der eventuellen Änderung der Komponente gewertet, deren Ausgangssignal von den Eingangsändeder von dem anderen Schaltungszweig gemessenen Ge- io rungen praktisch unabhängig ist, die sich in einer Perioschwindigkeit kompensiert wird. Zu diesem Zweck ent- de einstellen könnten, welche gegenüber der der Ändehaltendie Korrekturschaltungen 53a, 536 Verbindungs- rung der seitlichen Trimmlage A 2 klein ist. Eine Eineinrichtungen zwischen dem Detektor 8a, 86 für die gangsfilterschaltung (nicht dargestellt) kann darüber Position der Steuerstange 4, 5 des Rotors jedes der hinaus diese Selektivität der Einheit 116 noch verbes-Meßschaltungszweige einerseits und dem Ausgang der 15 sern. Im übrigen ist es einfach, dem Detektor 96 eine Integriereinheit 116, lla des anderen Meßschaltungs- derartige Ausgangskorrekturschaltung (nicht dargezweiges andererseits. stellt) zuzuordnen, daß das zu der Einheit 116 übertra-

Bei der hier als Beispiel beschriebenen Ausführungs- "sne Beschlsuni^un^ssi^a! zu der Trim™!«"" A2 ün^J

form bestehen die genannten Verbindungseinrichtun- nicht zu ihrem Sinus direkt proportional ist, wenn man

gen in jedem Schaltungszweig aus einem Widerstand 20 eine ausreichend hohe Genauigkeit für einen ausge-

54a, 546 von 50 000 Ohm, die in der betreffenden Ver- dehnten Trimmbereich wünscht,

bindung in Reihe liegen, und eine Kapazität 55a, 556, die Gemäß der theoretischen Aussage, an die weiter

im Nebenschluß zwischen den Widerstand 54a, 546 und oben erinnert worden ist, sieht man somit, daß die Inte-

den zugeordneten Detektor 8a, 86 geschaltet ist. Die gration der algebraischen Summe der durch die Detek-

Korrekturschaltungen 53a, 536 enthalten außerdem je- 25 toren 86,96 gemessenen Werte das Gewinnen des alge-

weils ein Einstellpotentiometer 56a, 566 von braischen Werts der Komponente der Geschwindigkeit

50 000 0hm, mittels welchem die Verbindungseinrich- des Hubschraubers in der betreffenden Bezugsachse

tungen eingestellt werden können. Yl- Yl erlaubt. Selbstverständlich trifft man für die

Auf einer Seite des Gehäuses 23 (Fig. 3) sind die durch die Detektoren angegebenen algebraischen Wer-Knöi'e dargestellt, die den verschiedenen Potentiome- 30 te eine geeignete Vorzeichenvereinbarung. Das Verhaltern und mechanischen Einstellvorrichtungen entspre- ten der Detektoren 8a, 9a und der Integriereinheit lla chen, welche in F i g. 5 gezeigt sind. des anderen Meßschaltungszweiges ist in bezug auf die

Es wird nun die Betriebsweise der soeben beschriebe- Längsachse X1 - X 2 absolut gleich,

nen Meßeinrichtung erläutert Auf diese Weise gibt jeder der gekreuzten Balken des

Wenn der Hubschrauber fliegt (F i g. 1,2,3) und dabei 35 Doppelanzeigers 7 den algebraischen Wert der Kompo-

mit Hilfe des Steuerknüppels 6 gesteuert wird, mißt ie- nente der Geschwindiekeit des Hubschraubers in einer

der der Steuerungspositionsdetektoren 8a, 86 die Bewe- der Bezugsachsen * 1 - Λ"2 oder Kl - y 2 in bezug auf

gung einer Steuerstange 4, 5. Ebenso mißt jeder der eine Nullposition an, die sich in dem Mittelpunkt der

Beschleunigungsdetektoren 9a, 96 die Komponente der Skala (F i g. 2) befindet Man kann somit auf dieser Skala Beschleunigung in der Längsachse XX-Xl bzw. der 40 konzentrische Kreise anordnen, die direkt in Geschwin-

Querachse Yi-YZ digkeiten eingeteilt sind, vorbehaltlich einer passenden

In jedem Meßschaltungszweig, der einer der vorge- Eichung.

nannten Achsen zugeordnet ist wird die algebraische Bei einer anderen Ausführungsform die speziell bei

Summe der durch die beiden Detektoren 8a, 9a und 86 einem leichten Hubschrauber vorgesehen ist der keine

und 96 gemessenen Werte an dem Ausgangsverbin- 45 Servosteuerungen für den Rotor aufweist (F i g. 6), ist es

dungspunkt 43a, 436 dieser Detektoren gebildet Die vorteilhaft wenn man über Steuerungspositionsdetek-

summarische Integration dieser algebraischen Summe toren 61a, 616 analog den Detektoren 8a, 86 von F i g. 4

wird in der Integriereinheit lla, {16 ausgeführt deren in unmittelbarer Nähe des Steuerknüppels 6 verfügt

Ausgangssignal die Bewegung des entsprechenden beispielsweise auf den Übertragungsstangen 64,65, wel-

empfindlichen Teils des Doppelanzeigers 7 lenkt Gege- 50 ehe in der Längsrichtung bzw. in der Querrichtung wir-

benenfalls kann über die durch den Schalter 31 kontrol- ken.

Iierte Leitung 29 auch gleichzeitig der Autopilot 27 Man kann auch in sehr kompakter Form (nicht darge-

durch die Ausgangssignale der Integriereinheiten ge- stellt) eine Meßeinrichtung schaffen, indem man direkt

steuert werden. _auf dem Steuerknüppel 6 in einem einzigen Gehäuse die

Wie man weiß, ist gemäß der Theorie der Stabilität 55 Gesamtheit der Detektoren und der Recheneinrichtundes im Flug befindlichen Hubschraubers die Amplitude gen mit einem vereinfachten Anzeiger zusammenfaßt, der Bewegung der zyklischen Steuerung 4,5 des Rotors Die Winkelverstellungen des Steuerknüppels 6, die Li-2(F 1 g. 1 und 2) in der Längsbezugsachse XX-Xl bzw. nearbewegungen der Steuerstangen 4, 5 entsprechen, der Querbezugsachse YX- Yl bei einem im wesentli- können direkt durch ein Pendelsystem mit zwei Freichen konstanten Betneb des Rotors 2 gleich der Summe 60 heitsgraden gemessen werden, das bei Bedarf mit geeigeines Wertes, der zu der Tnmmlage A X, Al des Rump- neten Dämpfungseinrichtungen versehen ist Dasselbe fes in der Vertikalebene bezogen auf die betreffende Pendeisystem kann die Komponenten der Beschleuni-Achse proportional ist und eines weiteren Wertes, der gung in den beiden Bezugsachsen, d. h. in der Längs- und zu der Komponente der Geschwindigkeit in derselben Querachse berücksichtigen, indem in zumindest summa-Achse proportional ist 65 „scher Weise die algebraischen Additionen und die InWenn man die Änderungen einer Beschleunigungs- tegrationen ausgeführt werden, die mit Bezug auf die komponente G, zum Beispiel Gy auf der Querachse Fig. 1,2 und 5 erläutert worden sind. Y1 - Yl (F i g. 2), unter Bedingungen mißt die dem sta- Eine Skala, welche konzentrische Kreise träet wie

der Anzeiger 7 (F i g. 2) kann einem beweglichen Zeiger zugeordnet sein, der mit dem vorgenannten Pendelsystem verbunden ist. Diese Ausführungsform der Meßeinrichtung ermöglicht das Herstellen eines auswechselbaren Instruments, das leicht transportiert und instal- liert werden kann, indem es beispielsweise an dem rohrförmigen Schaft des Steuerknüppels 6 mittels Klemmstellen befestigt wird.

Dieses Instrument kann einfache Einstellvorrichtungen enthalten, die beispielsweise aus verschiebbaren Keilen oder Schrauben zur Verstellung seines Gehäuses bestehen.

Die Genauigkeit und die Dauerbeständigkeit der Pendelvorrichtungen, die für die verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen vorgeschlagen wor- den sind, können verbessert werden, indem man ihnen ein Vertikalgyroskop zuordnet. Dieses kann eine direkte Verbindung, beispielsweise eine mechanische Verbindung, mit den Pendelvorrichtungen haben oder mit denselben über verschiedene Fernübertragungssysteme verknüpft sein, die gegebenenfalls mit Korrektur- und Verstärkungseinrichtungen versehen sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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50

55

60

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Claims

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Patentansprüche:

L· Einrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines Hubschraubers gegenüber der Luft, insbesondere in der Nähe des Betriebes im stationären Flug, wobei der Hubschrauber zumindest einen Auftriebsrotor und eine System zur zyklischen Steuerung des Blattanstellwinkels des Rotors enthält, das mit Hilfe eines Steuerknüppels betätigt wird, und wobei die Meßeinrichtung zwei im wesentlichen gleiche MeB-schaltungszweige enthält, die einem Doppelanzeiger zugeordnet sind und der Bewegung des Hubschraubers in seiner Längsachse bzw. in seiner Querachse entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltungszweige jeweils einen ersten Detektor für die Position der zyklischen Steuerung des Blattanstellwinkels das Rotors in der beireffenden Acfes und einen zweiten Detektor für die Komponente iifer Beschleunigung in derselben Achse enthalten und daß den Detektoren zugeordnete Recheneinrichtungen vorgesehen sind, die in bezug auf jede der genannten Achsen die Integration der algebraischen Summe der durch die beiden entsprechenden Detektoren gemessenen Werte ausführen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren jeweils ein Meßpotentiometer enthalten.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Beschleunigungsdetektoren ein Pendelniveau enthält
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendeinivepu direkt an dem Steuerknüppel angebracht ist
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Beschleunigungsdetektoren ein Vertikalgyroskop enthält.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Detektoren für die Position der zyklischen Steuerung des B'attanstellwinkels des Rotors in der Nähe des Steuerknüppels angebracht sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, für einen Hubschrauber, der mit Servosteuerungen zur zyklischen Veränderung des Blattanstellwinkels des Rotors versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Detektoren für die Position der Steuerungen des Blattanstellwinkels des Rotors zwischen demselben und den Servorsteuerungen angebracht sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für einen Hubschrauber, der mit einem Autopiloten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtungen Befehlssignale zum Steuern des Autopiloten erzeugen können und daß die Recheneinrichtungen dem Autopiloten umschaltbar zugeordnet werden können.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Detektoren für die Position der zyklischen Steuerung des Blattanstellwinkels des Rotors Vorrichtungen zur Einstellung in bezug auf eine Nullposition enthält.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Beschleunigungsdetektoren Verstellvorrichtungen zum Einstellen des Detektors in bezug auf eine Be

zugsachse enthält
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß Verbindungseinrichtungen zwischen dem Detektor für die Position der zyklischen Steuerung des Blattanstellwinkels des Rotors jedes der Meßschaltungszweige einerseits und dem Ausgang der dem anderen Schaltungszweig entsprechenden Recheneinrichtung andererseits vorgesehen sind, um die Änderung der Position der zyklischen Steuerung unter der Einwirkung der Änderung der Komponente der durch den anderen Schaltungszweig gemessenen Geschwindigkeit zu kompensieren.