DE69014309T2

DE69014309T2 - Blattverstellsteuersystem.

Info

Publication number: DE69014309T2
Application number: DE69014309T
Authority: DE
Inventors: Jerome Duchesneau; Robert Schwartz
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: EP0506891B1; US5037271A; BR9007949A; WO1991009775A1; DE69014309D1; EP0506891A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein System zum Steuern der Steigung eines veränderliche Steigung aufweisenden Propeliersystems.

Technischer Hintergrund

Typischerweise enthalten Propellersysteme mit veränderlicher Steigung: mehrere Propellerblätter, die sich radial von einer Nabe aus erstrecken, ein mechanisches Steigungsbetätigungssystem, welches an den Blättern angebracht ist, ein Steuersystem zum Steuern des Betätigungssystems und einen Motor zum Drehen der Nabe. In den meisten modernen Flugzeugen ist das Betätigungssystem hydraulisch ausgelegt. Ein Beispiel für ein derartiges System ist in der US-PS 4,523,891 von Schwartz et al dargestellt, welches der Anmelderin gehört, und welches Patent hier durch Bezugnahme inkorporiert ist.
Wie der Fachmann erkennt, könnte ein Versagen des Steuersystems zu Motor-Überdrehzahlzuständen führen, welche die Bauteile des Propellersystems beschädigen können. Das Flugzeug kann ein Zusatzsteuersystem aufweisen, welches die Steuerung der Blattsteigung für den Fall übernimmt, daß ein solches Versagen eintritt.
Einige Steigungssteuersysteme besitzen eine hydromechanische Hauptsteuerung und eine hydromechanische Zusatzsteuerung. Ein Beispiel für ein Steigungssteuersystem mit einer hydromechanischen Zusatzsteuerung ist in der US-PS 4,588,354 gegeben, die ebenfalls auf die hiesige Anmelderin zurückgeht und hier durch Bezugnahme inkorporiert ist. Andere Steigungssteuersysteme können eine hydromechanische Hauptsteuerung und eine elektronische Steuerung aufweisen, die als Stützeinrichtung für die hydromechanische Steuerung und als eine Hauptsteuerung für Bodenoperationen (Rückwärtssteigung und dergleichen) dient. Die elektronische Steuerung gibt dem mechanischen Steigungsbetätigungssystem den Befehl, die Steigung der Propellerblätter so einzustellen, wie es erforderlich ist. Wenn in einem solchen System die elektronische Steuerung versagt, nehmen die Propellerblätter automatisch die Segelstellung ein.

Offenbarung der Erfindung

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine elektronische Steuerung zum Regulieren der Propellerblattsteigung durch einen vollständigen Flugzeugeinschluß zu schaffen.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Steigungssteuersystem mit einem elektronischen Hauptsteuersystem und einem mechanischen Zusatzsteuersystem anzugeben.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, das Steigungssteuersystem von dem elektronischen Steuersystem bei Bedarf in das mechanische Steuersystem zu überführen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, das Steigungssteuersystem von dem elektronischen Steuersystem während Ausfall-Betriebsarten in das mechanische Steuersystem zu überführen, ohne auf Segelstellung überzuwechseln.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein mechanisches Zusatzsteuersystem bei Übernahme der Steigungssteuerung (als Hauptsteuerung) von dem elektronischen Steuersystem zurückzusetzen aus dem Zustand, in welchem pro Minute eine relativ hohe Motordrehzahl geliefert wird (wobei Überdrehzahl-Schutz erreicht wird) in einen Zustand relativ niedriger Motordrehzahlen pro Minute. Dieses und weitere Ziele der Erfindung werden durch ein Steigungssteuersystem gemäß dem Anspruch 1 erreicht. Weitere Unteransprüche 2 bis 5 beinhalten nicht-selbstverständliche Verbesserungen des Anspruchsgegenstands, auf den sie sich beziehen.
Hier bezieht sich die Erfindung auf ein Steigungssteuersystem mit einer elektronischen Hauptsteuerung, einer mechanischen Zusatzsteuerung und einem Schaltsystem zum Übertragen der Steigungsteuerung von der elektronischen auf die mechanische Steuerung für den Fall, daß die elektronische Steuerung versagt. Das Schaltsystem verwendet einen Schalter zum Vergleichen des Ausgangssignals des elektronischen und des mechanischen Steuersystems, wobei der Schalter dann das mechanische System auswähit, wenn ein solcher Vergleich anzeigt, daß das Propellersystem in den Überdrehzahlzustand gelangt. Versagt die elektronische Steuerung oder verliert sie Leistung, so sperrt ein Freigabe-Solenoid gleichzeitig den Schalter, um die mechanische Steigungsänderungssteuerung zu gewährleisten, und setzt das mechanische Steigungssteuersystem für die Steuerung der Blattsteigung ein, um relativ geringe Motordrehzahien pro Minute zu erreichen im Vergleich zu dem Zustand, in welchem das mechanische Steuersystem einen Überdrehzahlschutz darstellt.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen sowie aus den begleitenden Zeichnungen, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische, teilweise weggebrochene Ansicht eines Propellersteigungssteuersystems, welches eine Ausführungsform der Erfindung beinhaltet, und
Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 1.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

In Fig. 1 ist ein Steigungssteuersystem 10 für ein Flugzeug mit Propellerantrieb dargestellt. Das Steigungssteuersystem stellt die Steigung eines eine veränderliche Steigung aufweisenden Propellers ein, der eine Nabe 12 aufweist, welche mehrere Blätter 14 trägt. Die Blätter werden um ihre jeweilige Längsachse 16 schwenkbar eingestellt. Die Nabe wird von einem Motor 18 über ein (nicht dargestelltes) geeignetes Getriebe angetrieben. Das Steigungssteuersystem ist derart ausgelegt, daß es die Blattsteigung entweder in einer elektronischen Steuerbetriebsart (d. h. gesteuert durch eine elektronische Steuerung 20) oder in einer mechanischen Steuerbetriebsart (d. h. hydromechanisch gesteuert) einstellt. Die mechanische Steuerbetriebsart wird benutzt, wenn bei der elektronischen Steuerbetriebsart ein Fehler auftritt.
Das Steigungssteuersystem befindet sich in einem Gehäuse 22 und besteht aus: einer Steigungssteuereinheit (PCU) 24, einem elektronischen Steuersystem 26 (welches für die elektronische Steuerbetriebsart sorgt), ein mechanisches Steuersystem 28 (welches für eine mechanische Steuerbetriebsart sorgt) und ein Schaltsystem 30. Wie hier diskutiert werden wird, empfängt die PCU Signale von entweder dem elektronischen Steuersystem oder dem mechanischen Steuersystem, um die Blattsteigung einzustellen. Das Schaltsystem steuert, welches von dem mechanischen oder elektronischen Steuersystem derartige Signale an die PCU liefert.

Steigungsbetätigungssystem

Die PCU 24, die hier zum Einsatz gelangt, ist im wesentlichen die gleiche, wie die in dem US-Patent 4,523,891 offenbarte PCU, welche Druckschrift hier, wie oben bereits erwälmt, durch Bezugnahme inkorporiert wird. Die PCU enthält einen Steigungsänderungsaktuator 32, der in der Nabe 12 gelagert ist, ein Drehmomentrohr 34, eine Kugeispindel 36 und einen Kolben 38, dessen Hin- und Herbewegung bewirkt, daß die Kugelspindel sich in Längsrichtung verschiebt. Wesentlich ist, daß ein Signal in Form eines Fluiddrucks von entweder dem elektronischen Steuersystem oder dem mechanischen Steuersystem in der unten diskutierten Weise an den Kolben geliefert wird. Die Versetzung des Kolbens stellt die Steigung der Propellerblätter 14 über die Kugelspindel, das Drehmomentrohr und den Steigungsänderungsaktuator ein, wie dies in dem US-Patent 4,523,891 dargestellt ist.
Der Kolben 38 wird an einer ersten Fläche 40 mit über eine Leitung 42 zugemessenem hydraulischen Druck unter Druck gesetzt, außerdem an einer zweiten Fläche 44 mit hydraulischem Fluid über eine Leitung 46 mit einem regulierten, relativ hohen Druck beaufschlagt. Beispielsweise kann der Kolben 38 einen Halbflächen-Servokolben aufweisen. Die erste Fläche 40 des Kolbens ist annähernd doppelt so groß wie der Flächenbereich der zweiten Fläche 44, so daß Fluidkräfte an dem Kolben dann einander aufheben, wenn der zugemessene Druck halb so groß ist wie der Wert des regulierten Drucks. Der Kolben wird dann nach rechts (zur Erhöhung der Blattsteigung) gedringt, wenn eine Netto-Fluidkraft innerhalb der Leitung 42 unter den halben Versorgungsdruck abfällt, und wird nach links (unter Abnahme der Blattsteigung) bewegt, wenn ein Netto-Fluiddruck innerhalb der Leitung 42 auf einen Wert erhöht wird, der größer als die Hälfte des Versorgungsdrucks ist.
Ein Segelstellungs-Solenoid 41 steht mit der ersten Fläche des Kolbens über eine Leitung 43 in Verbindung. Eine Betätigung des Segelstellungs-Solenoids bewirkt, daß das Solenoid geöffnet wird, so daß Fluiddrnck (d. h. ein hydraulisches Signal) von dem Bereich hinter der ersten Fläche 40 des Kolbens 38 durch das Segelstellungs-Solenoid abfließt. Der auf die zweite Fläche 44 des Kolbens einwirkende regulierte Druck des Fluids dringt den Kolben nach rechts (in Richtung größerer Steigung) und die Blätter in die Segelstellung.

Elektronisches Steuersystem

Das elektronische Steuersystem besteht aus der elektronischen Steuerung 20, einer Klappe 48, einem Drehmomeritmotor 50 und einem Servoventil 52. Die elektronische Steuerung sendet Steigungsänderungssignale in Form eines Stroms je nach Bedarf an den Drehmomentmotor. Der Drehmomentmotor positioniert die Klappe relativ zu einer Düse 54, um Hydraulikfluid aus der Leitung 56 durchzulassen und so das Servoventil einzustellen.
Das Servoventil enthält: ein erstes Auslaßport 58 zum Durchlassen von Hydraulikfluid über eine Leitung 56 zu der Düse 54; ein zweites Auslaßport 60 zum Zumessen eines Hydrauliksignals (in Form eines Hydraulikdrucks) zu dem Schaltsystem 30; ein drittes Auslaßport 62, welches mit dem Ablaufdruck verbunden ist; ein erstes Einlaßport 64 und ein zweites Einlaßtport 66 zur Aufnahme von Hydraulfkfluid bei geregeltem Druck aus einer Leitung 68; eine Spindel 70 und einen Becher 72.
Die Spindel 70 ist ein Halbflächen-Servoelement, ihr linkes Ende 74 hat eine Fläche, die halb so groß ist wie die Fläche ihres rechten Endes 76. Der Becher 72 besitzt ein offenes Ende 78, welches das linke Ende der Spindel für eine Versetzung in ihm aufnimmt. Die Spindel besitzt einen ersten Innenkanal 80 und einen zweiten Innenkanal 82. Der erste innere Kanal richtet geregelten Druck von dem ersten Einlaßport 64 zur linken Seite der Spindel innerhalb des Bechers (der geregelte Fluiddruck hält den Becher gegen das Gehäuse 22 gedrückt). Der zweite innere Kanal führt regulierten Druck von dem zweiten Einlaßport 66 zu dem rechten Ende 76 der Spule. Die Spule besitzt einen ersten Bund 84 und einen zweiten Bund 86. Weil an dem dritten Auslaßport 82 Ablaufdruck herrscht, befindet sich der erste Bund unter Ablaufdruck. Da an dem ersten Einlaßport 64 geregelter Druck herrscht, herrscht an der rechten Seite des ersten Bundes 84 zwischen dem ersten und dem zweiten Bund geregelter Druck. Die Versetzung der Spindel bewirkt, daß der erste Bund Ablauf oder geregelten Druck über das zweite Auslaßport 60 zu der Leitung 87 leitet, um die Steigung der Propellerblätter 14 zu ändern, wie man weiter unten sehen wird.
Die elektronische Steuerung 20 liefert Signale zum Steuern des Betriebs des Segelstellungs-Solenoids 41. Bei einem Versagen der elektronischen Steuerung wird das Segelstellungs-Solenoid nicht veranlaßt, in Offenstellung zu gehen, um die Blätter in Segelstellung zu bringen. Wenn die elektronische Steuerung versagt, bleibt das Segelstellungs-Solenoid geschlossen.
Das elektronische Steuersystem 26 kann ein Druckregelventil 88 enthalten, um Druckschwankungen des über die Leitung 68 gelieferten Hydraulikfluids zu minimieren.

Mechanisches Steuersystem

Das mechanische Steuersystem 28 besteht aus: einer Fliehkraftanordnung 90, einem Ventil 92 und einer Rücksetzanordnung 94. Die Fliehkraftanordnung enthält eine Welle 96, ein an der Welle befestigtes Gehäuse 98 und ein Paar Fliehkraftgewichte 100, die über Schwenklager 102 an dem Gehäuse gekoppelt sind. Jedes der Fliehkraftgewichte enthält einen radial nach innen erstreckten Schenkel 104. Die Welle besitzt ein einstückig mit ihr ausgebildetes Zahnrad 106, welches sich über eine geeignete Verbindung 108 zusammen mit dem Motor 18 dreht.
Das Ventil 92 besteht aus: einem ersten Port 110, welches mit der Leitung 68 bei geregeltem Druck in Verbindung steht, einem zweiten Port 112, welches mit einer Leitung 114 bei Schmierdruck (einem relativ niedrigem Druck im Vergleich zu dem geregelten Druck, einem jedoch relativ hohen Druck im Vergleich zu dem Ablaufdruck, um Schmierfluid zu den sich drehenden Teilen zu liefern), einem dritten Port 116, welches mit einer Leitung 118 in Verbindung steht, um regulierten oder Schmierdruck zu dem Schaltsystem 30 zu liefern, und einer hin- und herbeweglichen Spindel 120.
Die Spindel 120 besitzt einen Dosierbund 122 zum Steuern des Stroms von Hydraulikfluid von entweder dem ersten oder dem zweiten Port 110, 112 über das dritte Port 116, einen ersten Endabschnitt 124, der gegen die Schenkel 104 der Fliehkftgewichte 100 anstößt, und einen zweiten Endabschnitt 126, der an der Rücksetzanordnung 94 befestigt ist.
Die Rücksetzanordnung 94 steuert als eine Funktion der Motordrehzahl den Punkt, bei welchem das mechanische Steuersystem 28 das Kommando von dem elektronischen Steuersystem 26 übernimmt. Beim Normalflug übernimmt das mechnnische Steuersystem die Kommandofunktion dann, wenn die Motordrehzahl beispielsweise 114 % (der tatsächliche Prozentsatz kann variieren) der Motor-Nenndrehzah, erreicht oder überschreitet. Um zu prüfen, ob das mechanische System wirksam ist, setzt das Rücksetzsystem das mechanische Steuersystem zurück, so daß es die Steuerfunktion bei einer etwas geringeren Drehzahl als der Nenndrehzahl übernimmt, beispielsweise bei 95 %. Durch Verwendung eines geringeren Prozentsatzes kann ein Pilot leicht feststellen, daß das mechanische Steuersystem betriebsbereit ist. Das Rücksetzsystem stellt außerdem den Steuerpunkt während des Flugs bei gewissen Ausfallbetriebsarten, die weiter unten noch erläutert werden, auf 95 % ein.
Die Rücksetzanordnung 94 enthält einen ersten Federsitz 128, der an dem zweiten Endabschhitt 126 der Spindel 102 anliegt, eine Druckfeder 130, deren linke Seite an dem ersten Federsitz anliegt, einen zweiten Federsitz 132, der an der rechten Seite der Druckfeder anliegt, einen Rücksetzkolben 134, und eine Welle 136, welche den Rücksetzkolben mit dem zweiten Federsitz verbindet. Die Spindel wird von der Druckfeder 130 in Längsrichtung in Anlage mit den Fliehkrtgewichten gedrängt.
Der Rücksetzkolben 134 besitzt eine erste Fläche 138, die an einer zweiten Druckfeder 140 anliegt, um den Rücksetzkolben (und die Spindel) nach links zu drängen, und eine zweite, mit dem geregelten Druck in der Leitung 144 über das Einlaßport 146 kommunizierende Fläche 142.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, bewirken Änderungen der mit einer Änderung der Drehzahi der Fliehkraftgewichte 100 einhergehenden Zentrifugalkraft, daß die Fliehkraftgewichte verschwenkt werden, soo daß dadurch die Enden der Schenkel 104 durch Verschwenken verlagert werden. Wenn die Motordrehzahl ansteigt (was die Neigung in Richtung Überdrehzahl anzeigt), schwenken die Schenkel nach außen und bewegen die Spindel nach rechts, um dadurch Schmierdruck zu dem Schaltsystem zu leiten. Wenn die Motordrehzahl abnimmt, bewegt sich die Spindel aufgrund der ersten Druckfeder nach links, um dadurch geregelten Druck zu dem Schaltsystem zu leiten.

Schaltsystem

Das Schaltsystem 30 enthält ein Minimumauswahlventil 152, ein Ventil 154, ein Freigabesolenoid 156, ein Bodenbetrieb-Solenoid 158, ein Schwachneigungs-Sperrventil 160 und eine Rückkopplungsverbindung 162.
Das Minimumauswahlventil 152 (vergleiche Fig. 2) enthält ein erstes Kugelventilelement 164, welches über eine Stange 166 mit einem zweiten Kugelventilelement 168 verbunden ist und sich in einem Raum 170 innerhalb des Gehäuses 22 befindet. Der Raum definiert einen ersten Einlaß 172, der mit der Leitung 118 über eine Leitung 174 in Verbindung steht, einen zweiten Einlaß 176, der mit der Leitung 87 über eine Leitung 178 in Verbindung steht, einen Auslaß 180, der mit dem Freigabeventil 154 über eine Leitung 182 in Verbindung steht, einen ersten Ventilsitz 184 zur Aufnahme des ersten Ventilelements und einen zweiten Ventilsitz 186 zur Aufnahme des zweiten Kugelventilelements.
Das Ventil 154 hat ein erstes Einlaßport 200, welches mit der Leitung 118 in Verbindung steht, ein zweites Einlaßport 202, das mit der Leitung 182 verbunden ist, ein drittes Port 208, das mit dem Ablaufdruck in Verbindung steht, ein viertes Port 206, das mit der Leitung 144 in Verbindung steht, ein fünftes Port 204, das mit der Leitung 42 verbunden ist, und eine Spindel 188. Die Spindel besitzt einen ersten Bund 219 zum Dosieren von hydraulischem Druck aus der Leitung 118 in die Leitung 42, und einen zweiten Bund 221 zum Dosieren von hydraulischem Druck aus der Leitung 182 in die Leitung 42.
Das Freigabesolenoid 156 ist über einen Stab 214 mit einem Kugelventil 212 verbunden. Das Kugelventil befindet sich in einer Kammer 216, die ein Einlaßport 218, das über die Leitung 118 mit dem geregelten Druck in Verbindung steht, und ein mit der Leitung 144 verbundenes Auslaßport aufweist. Der Freigabesolenoid ist in der aktivierten Position dargestellt. Ein Ausfall oder eine Deaktivierung des Solenoids bewegt den Stab und das Kugelventil nach unten, so daß geregelter Druck zu dem Rücksetzkolben und zu der Spindel 188 gelangen kann.
Das Bodenbetriebs-Solenoid 158 ist über einen Stab 224 mit einem Kugelventil 222 verbunden. Das Kugelventil befindet sich in einer Kammer mit einem ersten Port 226, das mit der Leitung 87 verbunden ist, einem zweiten Port 230, das mit einer Leitung 232 verbunden ist, und einem dritten Port 234, das über die Leitung 236 mit der Leitung 42 verbunden ist.
Das Schwachsteigungs-Sperrventil 160 besteht aus einem in einer Kammer 240 aufgenommenen Kugelventil 238. Die Kugel steht über einen Stab 242 mit einer Steuerkurve 244 in Verbindung. Die Steuerkurve ist über ein Gestänge 246 mit dem Kolben 38 verbunden, um mit ihm eine translatorische Bewegung zu vollziehen. Die Längsbewegung des Kolbens in Richtung auf geringe Steigung dreht die Steuerkurve 244, was das Kugelventil 234 öffnet und ermöglicht, daß Hydraulikfluid von der ersten Seite 40 des Kolbens durch ihn hindurch, über Leitungen 42, 236 und 232 zum Ablauf strömt, so daß geregelter Druck auf der zweiten Seite des Kolbens den Kolben in Richtung höherer Steigung nach rechts treibt. An dem Gestänge 246 ist ein Resolver 248 befestigt, um die Position des Kolbens 38 (und damit die Stellung der Blätter 14) zu der elektronischen Steuerung 20 zu übertragen, wodurch eine Regelschleife geschlossen wird.

Arbeitsweise

Von der elektronischen Steuerung 20 wird direkt eine Normalsteigungs- Änderungsiogik und -planung gesteuert. Während des Flugbetriebs wählt die elektronische Steuerung die optimale Propeller-UPM aus und steuert die Propellerblattsteigung über das elektronische Steuersystem 26. Von der elektronischen Steuerung wird außerdem durch Vorspannen der Propellersteigung eine Synchron-Phaseneinstellung ermöglicht. Außerdem wird von der elektronischen Steuerung die direkte Blattsteigungssteuerung für die Steigungsumkehr sowie für den Bodenbetrieb als eine Funktion eines vom Piloten gesteuerten Leistungshebels (nicht dargestellt) geregelt. Für eine solche Bodensteuerung wird das Bodenbetriebs-Solenoid 158 entregt, um das Schwachsteigungs-Sperrventil 160 zu sperren, damit kein Fluid durch das Schwachsteigungs-Sperrventil strömt, wenn sich die Blätter in Richtung sehr geringer Steigung oder in Richtung umgekehrter Steigung bewegen. Um noch weiter zu gehen, erregt die elektronische Steuerung das Segelstellungs-Solenoid 41 (das Segelstellungs-Solenoid kann auch über eine andere, nicht dargestellte Schaltung pilotseitig aktiviert werden).
Im Normalbetrieb sendet die elektronische Steuerung 20 ein Signal an den Drehinomentmotor 50, um die Blattsteigung zu ändern. Der Drehmomentmotor bewegt die Klappe 48 in Richtung auf die Düse 54 oder von dieser fort, um dadurch den Druck in der Leitung 56 zu erhöhen oder zu verringern. Als Ergebnis der Druckänderungen in der Leitung vollzieht die Spindel 70 einen Hub und dosiert damit geregelten Druck oder Ablaufdruck (der als Hydrauliksignal wirkt) in die Leitung 87. In dem mechanischen Steuersystem wird das Freigabesolenoid 156 erregt, so daß der Rücksetzkolben von der zweiten Druckfeder nach links gedrängt wird (d. h., es wird geregelter Druck nicht zur Anlage an der zweiten Fläche 142 des Rücksetzkolbens 134 gebracht). Relativ hoher Druck wird von der Spindel 120 über die Leitung 118 zu dem Schaltsystem 30 geleitet.
Das Minimumauswahlventil 152 vergleicht den Fluiddruck in der Leitung 118 über die Leitung 174 mit dem Fluiddruck in der Leitung 87 über die Leitung 178. Im Normalbetrieb bewirkt der relativ hohe Druck in der Leitung 118, daß das erste Ventilelement 164 des Schaltventils auf dem ersten Ventilsitz 184 ruht. Als Ergebnis gelangt der von dem Servoventil 42 dosierte Fluiddruck über Leitungen 87, 178, 182 und 42 zu dem Kolben 38. Wie oben angemerkt, stellt die translatorische Bewegung des Kolbens die Steigung der Propellerblätter über die Kugelspindel, das Drehmomentrohr und das Steigungsänderungssystem ein.
Wenn das elektronische Steuersystem ausfällt, während ein relativ hohes Drucksignal zu dem Kolben geleitet wird (d. h., wenn die Klappe 48 gegen die Düse 54 gelegt ist), haben die Propellerblätter 14 die Neigung, sich in Richtung geringer Steigung zu verstellen. Die Verstellung in Richtung geringer Steigung kann die Ursache dafür sein, daß die Propellerblätter (und damit der Motor) zu hohe Drehzahl erreichen. Die Motordrehhahl wird über das Zahnrad 106 erfaßt, dessen erstärkte Drehung bewirkt, daß die Fliehkraftgewichte 100 sich radial nach außen verschwenken und dadurch die Spindel 120 durch die Schenkel 104 nach rechts drücken. Dann dosiert die Spindelfluid mit relativ geringem Schmierdruck zu dem Minimumauswahlventil 142 über die Leitung 118 und die Leitung 174. Das Mihimumauswahlventil vergleicht den relativ hohen Druck in der Leitung 47 mit dem relativ geringen Druck in der Leitung 118, was das Minimumauswahlventil nach links umschaltet und dadurch das zweite Ventilelement 168 in dem zweiten Ventilsitz 186 zur Anlage bringt. Als Ergebnis wird Fluiddruck von dem mechanischen Steuersystem über Leitungen zu dem Kolben geleitet. Wenn außerdem Übergangsbedingungen veranlassen, daß sich die Propellerblätter in Richtung geringer Steigung verstellen, reagiert das Schaltsystem ebenfalls, indem in der oben beschriebenen Weise auf das mechanische Steuersystem umgeschaltet wird.
Wenn die elektronische Steuerung einen Ausfall in dem elektronischen Steuersystem oder dergleichen feststellt, oder wenn die elektronische Steuerung Leistung verliert, wird das Freigabesolenoid 156 entregt, was den Stab und das Kugelventil nach unten bewegt, wodurch ermöglicht wird, daß geregelter Druck zu dem Rücksetzkolben und zu der Spindel 188 gelangt. Der geregelte Druck gelangt über das vierte Port 206 zu dem Ventil 154 und stellt die Spindel 148 nach links um. Der zweite Bund 221 sperrt den Strom von dem Minimumauswahlventil 152 aus der Leitung 182 (was effektiv das Minimumauswahlventil sperrt). Der erste Bund bewegt sich nach links und ermöglicht dem mechanischen Steuer system, die Steigung der Propellerblätter über die Leitungen 118 und 42 sowie die Ports 200 und 204 zu regulieren.
Der geregelte Druck gelangt außerdem auf die zweite Fläche 142 des Rücksetzkolbens 134, um dadurch den Rücksetzkolben nach rechts zu stellen, damit relativ geringer Schmierdruck zu dem Kolben 38 geleitet wird, was dem Kolben 38 gestattet, sich in Richtung relativ hoher Steigung zu bewegen. Das mechanische Steuersystem stellt die Steigung der Propellerblätter bei 95 % der Nenndrehzahl ein.
Wenn im Stand der Technik die elektronische Steuerung versagt oder Leistung verliert, würde ein dadurch gesendetes Signal relativ niedrigen Drucks verursachen, daß sich die Propellerblätter in die Segelstellung bewegen. Bei der vorliegenden Erfindung gestattet das Schaltsystem, daß die Blätter bei Erhalt eines Signals niedrigen Drucks aus der elektronischen Steuerung durch das mechanische Zusatzsystem beherrscht wird, wodurch eine Segelstellung des Propellersystems vermieden wird. Dieser Propeller kann dann dazu beitragen, das Flugzeug mit Leistung zu versorgen, was, wie man sich vorstellen kann, ein Schlüsselmerkmal für die Sicherheit ist. Ein auf Segelstellung gestellter Propeller kann ein Flugzug nicht mit Leistung versorgen. Durch Verwendung eines Schalters wie das Freigabeventil 154 oder das Freigabesolenoid zum Sperren des Minimumauswahlventils 152 gewährleistet das Schaltsystem, daß das mechanische Steuersystem die Blattsteigung bei gewissen Ausfallarten steuert, wie oben ausgeführt ist. Durch Rücksetzen des mechanischen Steuersystems auf eine geringere Motordrehzahl für den Fall eines Versagens des elektronischen Steuersystems schafft das mechanische Steuersystem für Passagiere des Flugzeugs einen sichereren, ruhigeren und vibrationsarmeren Flug.

Claims

1. Steigungssteuersystem (10) für ein Propellersystem mit veränderlicher Steigung, welches eine Mehrzahl von Propellerblättern (14) veränderlicher Steigung, die an einer Nabe (12) gelagert sind und einen Steigungsaktuator (32) zum Einstellen der Steigung der Blätter (14) aufweist, wobei das Steigungssteuersystem ein Hauptsteigungssteuersystem (26), das ein erstes Signal einer gegebenen Stärke an den Steigungsaktuator (32) liefert, um die Steigung der Blätter (14) einzustellen, ein Zusatzsteigungssteuersystem (28), das ein zweites Signal gegebener Starke zum Einstellen der Steigung des Blatts (14) und ein Schaltsystem (30) mit einer Einrichtung (152) zum Vergleichen der Stärke des ersten Signals mit der des zweiten Signals und zur Weiterleitung an den Steigungsaktuator (32) desjenigen von dem ersten und dem zweiten Signal, das einen Motor-Überdrehzahlzustand vermeidet, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

das Hauptsteigungssteuersystem (26) elektronisch gesteuert ist;

das Zusatzsteigungssteuersystem (28) mechanisch gesteuert ist und entweder ein zweites Signal gegebener Starke oder ein drittes Signal gegebener Starke liefert, um die Steigung der Blätter einzustellen, wobei das Zusatzsteigungssteuersystem (28) das zweite Signal weiterleitet, wenn das Propellersystem sich einem Überdrehzahlzustand annähert, und das dritte Signal weiterleitet, wenn das Zusatzsteigungssteuersystem (28) eine Hauptsteuerfunktion übernimmt, die Stärke des zweiten Signals die Blattsteigung auf eine gegebene Steigung einstellt, die Starke des dritten Signals die Blattsteigung auf eine geringere Steigung einstellt, als dies das zweite Signal tut, und das Schaltsystem (30) weiterhin eine Einrichtung (154) zum gleichzeitigen Einstellen des mechanischen Steigungssteuersystems (28) zum Weiterleiten des dritten Signals und zum Einstellen des Schaltsystems (30) zum Sperren der Einrichtung (152) für den Vergleich aufweist, so daß das Schaltsystem (30) weder das erste noch das zweite Signal weiterleitet, wenn das elektronisch gesteuerte Hauptsteigungssteuersystem (26) nicht korrekt arbeitet.

2. Steigungssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (154) zum gleichzeitigen Einstellen aufweist:

eine Einrichtung (156) zum gleichzeitigen Zuführen eines Hochdrucktfluids zu dem Schaltsystem (30), um das Schaltsystem (30) zu sperren, sowie zu dem mechanischen Zusatzsteigungssteuersystem (28), um das mechanische Zusatzsteigungssteuersystem (28) zurückzusetzen.

3. Steigungssteuersystem nach Anspruch 2, bei dem die Einrichtung zum gleichzeitigen Zuführen aufweist:

ein Solenoid (156), welches Solenoid das Hochdruckfluid zu dem mechanischen Zusatzsteigungssteuersystem (28) und zu dem Schaltsystem (130) leitet, nachdem das Solenoid (156) entregt ist.

4. Steigungssteuersystem nach Anspruch 3, bei dem die Einrichtung zum gleichzeitigen Einstellen aufweist:

ein Ventil (154) zum Sperren eines Stroms des ersten oder des zweiten Signals von dem Schaltsystem (30) und zum Weiterleiten eines Stroms des dritten Signals zu dem Steigungsaktuator (32), um die Steigung der Propellerblätter (14) bei Empfang des Hochdruckfluids einzustellen.

5. Steigungssteuersystem nach Anspruch 2, bei dem die Einrichtung zum gleichzeitigen Einstellen aufweist:

ein Ventil (54) zum Sperren eines Stroms des ersten oder des zweiten Signals von dem Schaltsystem (30) und zum Weiterleiten eines Stroms des dritten Signals zu dem Steigungsaktuator (32), um die Steigung der Propellerblätter (14) bei Erhalt des Hochdruckfluids einzustellen.