DE602005003231T2

DE602005003231T2 - Verfahren zur fernsteuerung von flugzeugsteuerflächen

Info

Publication number: DE602005003231T2
Application number: DE602005003231T
Authority: DE
Inventors: Daniel Hors; Yvon Joncour
Original assignee: Sagem Defense Securite SA
Current assignee: Safran Electronics and Defense SAS
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2025-06-28
Also published as: US7669805B2; FR2872306B1; ATE377555T1; CA2572077A1; US20090189024A1; EP1768900B1; DE602005003231D1; FR2872306A1; CA2572077C; WO2006010841A1; EP1768900A1

Description

Diese Erfindung betrifft den Bereich der Fernsteuerung der Steuerflächen eines Luftfahrzeugs wie Flugzeug, Hubschrauber, ... und sie betrifft genauer gesagt die Verbesserungen, die an diesen Vorrichtungen vorgenommen wurden, welche gemeinhin als Besenstil bezeichnet werden und für die Steuerung der Verzerrungs- (Rollneigung) und/oder Tiefensteuerflächen (Längsschwingung) vorgesehen sind. Sie betrifft noch genauer Verbesserungen, die insbesondere aber nicht ausschließlich für Systeme angewandt werden, deren Hebel eine geringe Abmessung aufweist (Miniknüppel) und strukturell mit einer Armlehne verbunden ist, um mit dem auf der Armlehne ruhenden Arm betätigt zu werden, indem einzig das Handgelenk bewegt wird.
Eine erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung umfasst ein Betätigungselement (Griff, Pedal), das geeignet ist, um eine Achse beidseitig von einer Nullposition zu schwenken und eine Änderung des Tragwerks des Luftfahrzeugs in der Verzerrung und/oder in der Tiefe zu steuern, und zu diesem Zweck kann dasselbige um zwei grundsätzlich rechtwinklige Achsen (kardanmäßige Montage) schwenken. Die Steuerungssysteme mechanischer oder hydraulischer Art erzeugen strukturbedingt Widerstandskräfte, die vom Piloten bei Bewegung des Hebels wahrgenommen werden. Bei elektrischen oder elektronischen Steuerungssystemen hingegen treten keine Gegenkräfte auf, die natürlich verursacht werden, so dass es erforderlich ist, ein Zusatzsystem hinzuzufügen, das mit der Hauptsteuerung verbunden und geeignet ist, eine Widerstandskraft zu erzeugen, die für den Benutzer in Abhängigkeit von der Winkelbewegung des Betätigungselements wahrnehmbar ist.
In bestimmten Fällen ist es erforderlich, eine Widerstandskraft einzuplanen, deren Stärke in Abhängigkeit von der Position des Betätigungselements schwankt: Beispielsweise kann der Wunsch bestehen, eine Widerstandskraft im Verhältnis zur Winkelbewegung des Betätigungselements über den größten Teil seines Hubs aber mit einer Widerstandskraft, die in der unmittelbaren Umgebung der Endstellung derart am höchsten ist, zu erzeugen, dass der Pilot die Näherung der Endstellung „spürt". Eine derartige Steuerung mit variabler und stufenweiser Widerstandskraft kann eine Anwendung insbesondere für die Steuerung von Tiefensteuerflächen fin den. Ferner kann der Wunsch bestehen, ungleiche Kräfte in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Steuerungselements zu haben.
Die Druckschrift US 2 695 145 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Präambel nach Anspruch 1.
Die Erfindung hat eine verbesserte Vorrichtung zum Gegenstand, die besser geeignet und insbesondere kompakter ist als die gegenwärtigen Vorrichtungen mit unterschiedlichen und/oder asymmetrischen Antwortbögen, wobei diese Verbesserungen eine bevorzugte – wenn auch nicht ausschließliche – Anwendungsform in Ministeuerungshebeln und insbesondere für die Steuerung der Tiefensteuerflächen finden können.
Zu diesem Zweck geht die Erfindung auf eine Fernsteuerungsvorrichtung von Luftfahrzeugsteuerflächen ein, wobei diese Vorrichtung ein Betätigungselement umfasst, die geeignet ist, um eine Achse zu schwenken, wobei eine Drehwelle koaxial zu dieser Achse mitgenommen wird, die erfindungsgemäß angeordnet und dadurch gekennzeichnet wird, dass sie umfasst:

– einen ersten feststehenden Finger parallel zu dieser Welle, der im Radialabstand zu dieser Welle gehalten wird,
– einen zweiten Finger, der mit dieser Drehwelle verbunden ist und parallel zu dieser und im Radialabstand zu dieser gehalten wird,
– eine erste Platte, die im Radialabstand von dieser Welle gehalten wird und sich seitlich zu den zwei Fingern auf einer Seite derselbigen erstreckt und derart, dass eine koaxiale Drehung um die Welle möglich ist,
– eine zweite Platte, die im Radialabstand von dieser Welle gehalten wird und sich seitlich zu den zwei Fingern auf der Seite derselbigen erstreckt, die der ersten Platte gegenüberliegt, und derart, dass eine koaxiale Drehung um die Welle möglich ist,
– zumindest eine dritte Platte, die im Radialabstand von dieser Welle gehalten wird und sich seitlich zur zweiten Platte und im Winkelabstand von derselbigen erstreckt und derart, dass eine koaxiale Drehung um die Welle möglich ist,
– eine erste Feder, die zwischen der ersten und der zweiten Platte angeordnet ist, und
– eine zweite Feder, die zwischen der ersten und der dritten Platte angeordnet ist,

Dank dieser Anordnung kann diese Vorrichtung mehrere funktionale Stellungen einnehmen, nämlich:

– eine Nullposition, die bei Abwesenheit einer auf das Betätigungselement ausgeübten Kraft belegt wird, für die der mobile Finger nach dem feststehenden Finger ausgerichtet ist, die erste und die zweite Platte in seitlicher Abstützung gegen die beiden ausgerichteten Finger unter der Einwirkung der ersten Feder beidseitig von denselbigen gehalten werden und die dritte Platte von der zweiten Platte entfernt gehalten wird, wobei die zweite Feder nicht vorgespannt ist,
– eine Schwenkposition in eine erste Richtung ab der Nullposition mit einem variablem Winkel, für die der zweite mobile Finger in Bezug zum ersten feststehenden Finger an der Seite der zweiten Platte mitgenommen wird und dieselbige mitnimmt, wobei sie der Rückstellkraft der ersten Feder ausgesetzt ist, die zwischen dieser ersten und der zweiten Platte angeordnet ist, dann immer in dieselbe Richtung mit einem variablen Winkel mit der zweiten Platte schwenkt, die an der dritten Platte anliegt und dieselbige mitnimmt, wobei sie der zusätzlichen Rückstellkraft der zweiten Feder ausgesetzt ist, und
– eine Schwenkposition in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur vorherigen Richtung ab der Nullposition mit einem variablen Winkel, für die der zweite mobile Finger in Bezug zum ersten feststehenden Finger an der Seite der ersten Platte mitgenommen wird und dieselbige mitnimmt, wobei sie der Rückstellkraft der ersten Feder zwischen dieser ersten und der zweiten Platte ausgesetzt ist, dann immer in dieselbe Richtung mit einem variablen Winkel mit der dritten Plat te schwenkt, die an der zweiten Platte anliegt, wobei sie den kumulierten Rückstellkräften der ersten und zweiten Feder ausgesetzt ist.

So ermöglichen die erfindungsgemäßen Vorrichtungen, dass der Bediener physisch das Ankommen des Betätigungselements in den vorbestimmten Winkelpositionen verspürt, wobei die Anzahl der somit erkennbaren Schwellenwerte im Übrigen beliebig sein kann und eine geeignete Anzahl von mit Federn zurückgenommenen Platten einzuplanen ist.
Aus praktischer Sicht ist es zur Auslegung einer kompakteren Vorrichtung vorteilhaft, dass die beiden Federn insbesondere schraubenförmige Torsionsfedern sind, die koaxial um die Welle angeordnet werden. Ebenfalls mit dem Ziel der Ausführung einer kompakten Vorrichtung ist es interessant, dass eine der beiden Schraubenfedern in der anderen angeordnet ist.
Besteht der Wunsch, im ersten Bewegungsbereich des Betätigungselements eine asymmetrische Widerstandskraft in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Betätigungselements zu haben, kann vorgesehen werden, dass die erste Feder aus zwei in Reihe angeordneten Federn ausgebildet wird, wobei eine der Federn zwischen dem festen Finger und der ersten Platte und die andere zwischen dem festen Finger und der zweiten Platte angeordnet wird, und dass die beiden in Reihe angeordneten Federn jeweils unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.
Wie den vorstehenden Ausführungen zu entnehmen ist, finden die erfindungsgemäßen Bestimmungen eine interessante Anwendung im Fall, dass das Betätigungselement ein Hebel oder ein Griff ist, der manuell betätigt wird, und insbesondere ein Miniknüppel und vor allem, wenn er funktional mit der Steuerung der Tiefensteuerflächen verbunden ist.
Die Struktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung bietet ferner diesen ergänzenden Vorzug, durch eine Motorisierung des festen Fingers eine aktive Funktion des Betätigungselements zuzulassen, das im automatischen Steuerungsmodus den Entwicklungen des vom Rechner oder vom Pilot gesteuerten Luftschiffs folgen kann (Fall eines Betätigungselements des Copiloten). Zu diesem Zweck wird vorgesehen, dass die Vorrichtung motorisierte Mittel mit funktionaler Bewegung in Verbindung mit dem festen Finger hat, die geeignet sind, die Position des festen Fingers zu ändern.
Die Erfindung ist beim Lesen der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung bestimmter bevorzugter Ausführungsformen besser verständlich, die einzig als keineswegs beschränkendes Beispiel zu verstehen sind. In dieser Beschreibung wird auf die Zeichnungen in der Anlage Bezug genommen, wobei:
1 eine sehr schematische Darstellung in der Perspektive einer erfindungsgemäß angeordneten Vorrichtung ist,
2 eine Draufsicht der Vorrichtung nach 1 ist, die in einer ersten Funktionsposition dargestellt wird,
2A und 2B vereinbarte Ansichten entsprechend 2 sind, die jeweils zwei andere Funktionspositionen darstellen, die mit zwei Bewegungen des Betätigungselements in dieselbe Richtung erlangt werden,
2C und 2D vereinfache Ansichten entsprechend 2 sind, die jeweils noch zwei andere Funktionspositionen darstellen, welche für zwei Bewegungen in dieselbe Richtung entgegengesetzt zur Richtung nach 2A, 2B des Betätigungselements erlangt werden,
3 eine Ansicht entsprechend 1 ist, die eine motorisierte Ausführungsvariante darstellt,
4A und 4B graphische Darstellungen der Antwortbögen sind, die ggf. mit unterschiedlichen Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlangt werden,
5 eine Draufsicht entsprechend 2 ist, die eine mögliche Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt, und
6 eine graphische Darstellung des Antwortbogens ist, der ggf. mit der Vorrichtung nach 5 erlangt wird.
Nach 1 und 2, auf die eingangs Bezug genommen werden soll, werden die Bestandteile einer Basisstruktur einer Fernersteuerungsvorrichtung sehr schematisch dargestellt, die erfindungsgemäß angeordnet ist. Insbesondere soll jedoch darauf verwiesen werden, dass der Fernsteuerteil im eigentlichen Sinne nicht in den Anwendungsbereich der Erfindung fällt und folglich nicht dargestellt wurde, und einzig die von der Erfindung betroffenen Elemente oder Teile illustriert wurden, nämlich die Elemente oder Teile, die einer Kraftwiedergabe entspricht, wenn der Bediener (der Pilot des Luftfahrzeugs) den Steuerungshebel im Winkel bewegt, um auf die Verzerrung des Tragwerks des Luftfahrzeugs einzuwirken, sofern diese Steuerung keine eigene Gegenkraft aufweist (beispielsweise Fall einer elektrischen Steuerung).
Unter diesen Bedingungen kann der Pilot über den Steuerungshebel 1 verfügen, der nach einer bevorzugten Anwendung der Erfindung ein „Miniknüppel" ist und betätigt wird, während der Vorderarm des Piloten auf einer (nicht dargestellten) Armlehne aufliegt, in deren unmittelbarer Nachbarschaft oder in die der Hebel 1 montiert wird. Der Hebel 1 dreht um eine Achse 2, wobei er eine koaxiale Welle 3 dieser Achse 2 mitnimmt. Die Welle 3 steuert in geeigneter und für den Fachmann bekannter Weise die Bewegung der mobilen Tiefenelemente des Tragwerks fern. Dieselbe Welle 3 oder eine andere Welle, die von ihr in Drehung abhängt (zum Beispiel eine Getriebekupplung), wird einstückig mit einem koaxialen Flansch 4 ausgeführt, der beispielsweise in seinem Umfang oder in der Nachbarschaft seines Umfangs einen Antriebsfinger 5 aufnimmt, welcher parallel zur Welle 3 ist und im Radialabstand von derselbigen gestützt wird.
Ein fester Teil des Gestells, der in Form eines festen Flansches 6 dargestellt wird, stützt das Ende der Welle 3 in einem Lager 7 und stützt gleichzeitig einen festen Finger 8, der sich parallel zur Welle 3 erstreckt. In der bevorzugten Ausführungsform nach 1 und 2 ist der Finger 8 gegenüber und in der Verlängerung des mobilen Fingers 5 angeordnet, wenn sich die Vorrichtung in Nullposition nach 1 befindet, auf die weiter unten eingegangen wird.
Eine erste Platte 9 wird im Radialabstand von dieser Welle 3 gestützt, wobei sie längs zu den beiden Fingern 5 und 8 auf einer Seite derselbigen angeordnet wird und sich derart erstreckt, dass sie über dieselbigen überlappt, und sie wird ferner derart gestützt, dass sie koaxial um die Welle 3 drehen kann. In der nach 1 illustrierten Position dreht die Platte 9 ihren Rand in Richtung der Ränder gegenüber den beiden Fingern 5 und 8, die angepasst ist, um die genannten Ränder der Finger zu berühren. Nach einer einfachen Ausführungsform befinden sich die Ränder der beiden Finger 5 und 8, die auf die Seite der Platte 9 gedreht sind, derart in gegenseitiger Ausrichtung, dass der entsprechende Rand der Platte 9 ein leicht gerader Rand ist. Die Platte 9 kann zur Drehung um die Welle 3 im Abstand zu derselbigen in jeder gewünschten Art und Weise gestützt werden (Gleitschiene, um die Welle 3 gelenkiger Dreharm, ...).
Eine zweite Platte 10 wird im Radialabstand von der genannten Welle 3 gestützt, indem sie sich seitlich zu den beiden Fingern 8,5 auf der Seite derselbigen entgegen der ersten Platte 9 derart erstreckt, dass sie koaxial um die Welle 3 drehen kann. In der Praxis kann die zweite Platte 10 der ersten Platte 9 gleichen und wie die erste Platte 9 auf der anderen Seite der Finger 5 und 8 angeordnet und montiert werden.
Eine dritte Platte 11 wird im Radialabstand von der besagten Welle 3 gestützt, indem sie seitlich zur zweiten Platte 10 gegenüber den Fingern 5,8 angeordnet und in Ruhestellung nach 1 von der zweiten Platte in einem vorbestimmten Winkelabstand a abgespreizt wird. Die dritte Platte 11 wird darüber hinaus derart gestützt, dass sie koaxial um die Welle 3 drehen kann.
Eine erste Mitnahmefeder 12 wird auf der ersten und auf der zweiten Platte 9 und 10 und eine zweite Mitnahmefeder 13 wird auf der ersten und dritten Platte 9 und 11 befestigt (in 1 und 2 wurden die beiden Mitnahmefedern 12 und 13 jeweils in Form von zwei Spiralfedern mit Quererweiterung schematisiert).
In Ermangelung einer Kraftausübung auf den Hebel 1 befindet sich die Vorrichtung in Ruhestellung oder in Nullposition, die mit O gekennzeichnet und in 1 und 2 illustriert wird. In dieser Position wird die erste Feder 12 derart vorgespannt, dass sie die erste und die zweite Platte zueinander mitnimmt, indem sie gegen die Finger 5 und 8 beidseitig von denselbigen gedrückt werden. Die zweite Feder 13 wird hingegen nicht vorgespannt, so dass die dritte Platte 11 quer von der zweiten Platte 10 in einem Winkelabstand a abgespreizt bleibt.
Wird der Hebel 1 beispielsweise bei einem Winkel α kleiner als der Winkelabstand a wie oben nach rechts gedreht (D auf 1, 2, 2A und 2B), wird der mobile und einstückig mit dem Flansch 4, der wiederum mit der Welle 3 einstückig ist, ausgeführte Finger 5 quer zur Achse 2 verschoben; er nimmt die erste Platte 9 mit und spreizt dieselbige vom festen Finger 8 entgegen der Mitnahmekraft der ersten Feder 12 ab, während die zweite Platte 10 in Berührung mit dem festen Finger 8 verbleibt (2A). Gleichzeitig nimmt die erste Platte 9 die dritte Platte 11 über die Feder 10 mit, aber in Ermangelung der Vorspannung derselbigen erfolgt die Mitnahme der dritten Platte 11 ohne Änderung der Querspreizung zwischen der ersten und der dritten Platte 9 und 11, wie aus 2A ersichtlich wird.
Die Bewegung der ersten Platte 9 wird hingegen unter der Mitnahmewirkung von Finger 5 fortgesetzt (wobei der Winkel α größer als der Abstand a ist), die dritte Platte 11 kommt letztendlich mit der zweiten Platte 10 in Berührung und verbleibt im Anschlag gegen dieselbige. Zu diesem Zeitpunkt beginnt die Dehnung der zweiten Feder 13, und die Bewegung der ersten Platte 9 erfolgt entgegen der kumulierten Mitnahmekraft der beiden Federn 12 und 13.
Wird der Hebel 1 nun bei einem Winkel α kleiner als der Abstand a nach links gedreht (G auf 1, 2, 2C und 2D), wird der mobile Finger 5 durch den Flansch 4 bewegt, ohne die erste Platte 9 mitzunehmen, die gegen den festen Finger 8 blockiert bleibt, aber durch Mitnahme der zweiten Platte 10 entgegen der Mitnahmekraft der ersten Feder 12, solange die Amplitude des Bewegungsverlaufs von Finger 5 kleiner als a bleibt (2C); zu diesem Zeitpunkt kommt die zweite Platte 10 mit der dritten Platte 11 in Berührung und anschließend (α > a) nimmt der Finger 5 die Gesamtheit der zweiten und dritten Platte 10 und 11 entgegen der kumulierten Mitnahmekraft der ersten und zweiten Feder 12 und 13 mit.
Der Antwortbogen 14 dieser Anordnung lässt sich wie in 4A darstellen (Kraft in den Ordinaten und Winkelbewegungen α des Hebels 1 in der Abszisse). Dieser Antwortbogen 14 ist in Bezug zum Ursprung O symmetrisch, und jeder Halbbogen 14_d und 14_g weist zwei Geradenabschnitte 14¹ und 14² mit unterschiedlichen Neigungen auf, die jeweils der Mitnahmekraft der ersten Feder 10 allein und den kumulierten Mitnahmekräften der ersten und zweiten Feder 11 und 13 entsprechen.
In 2A bis 2D (sowie weiter unten in 5) werden die Winkelbewegungen des mobilen Fingers 5 und der Platten 9 bis 11 mit linearen Bewegungen gleichgestellt.
Eine ganz besondere, wenn auch nicht ausschließliche Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend der Beschreibung betrifft die Tiefensteuerung des Tragwerks eines Luftfahrzeugs mit Hilfe eines Hebels in der Form eines „Miniknüppels", wobei diese Steuerung durch die Bewegung des Miniknüppels im Winkel in einer nahezu vertikalen Ebene merklich quer zur Achse 2, das heißt in 1 und 2 von links nach rechts oder umgekehrt, erreicht wird. Im Fall eines Miniknüppels, wobei der Vorderarm auf einer Armstütze aufliegt, werden die vorgenannten Bewegungen des Miniknüppels durch Vor- und Rückbewegungen oder umgekehrt des Handgelenks erreicht.
Es wird verständlich, dass die erfindungsgemäße Anordnung die Möglichkeit bietet, Antwortbögen in allen gewünschten Formen auszuführen, d. h. nicht nur Antwortbögen mit geradlinigen Abschnitten nach 4A sondern auch, sofern dies für spezifische Anwendungen erforderlich ist, Antwortbögen mit Mehrfachabschnitten, wobei die Anzahl der Platten über die dritte Platte 11 hinaus geht oder auch der Antwortbögen zumindest teilweise bei Schwankung des Formschnitts nach 4C mit dem Antwortbogen 14' erhöht wird, bei dem jeder Halbbogen 14_d' und 14_g' einen Bogenabschnitt aufweist, den ein geradliniger Abschnitt oder ggf. ebenfalls gebogener Abschnitt folgt. Der Fachmann kennt die Art und Weise der Erlangung derartiger Antwortbögen durch Strukturverbindung von Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten bei Einsatz von Federn mit nicht konstanten Kennlinien, ... .
Ein asymmetrischer Antwortbogen kann auf Wunsch erlangt werden, indem die Vorrichtung nach 1 und 2 im Hinblick auf die durch die erste Feder 12 entwickelte Mitnahmekraft asymmetrisch gemacht wird. Zu diesem Zweck und nach 5 lässt sich die erste Feder 12 in zwei Federn zerlegen, nämlich eine Feder 12a, die zwischen die erste Platte 9 und den festen Finger 8 gelegt wird, und eine Feder 12b, die zwischen die zweite Platte 10 und den festen Finger 8 gelegt wird, wobei die beiden Federn 12a und 12b unterschiedliche Federkonstanten aufweisen. Die Funktionsweise der Vorrichtung gleicht der Funktionsweise, die weiter oben beschrieben wurde, es sei denn, dass die bei der Bewegung des Hebels 1 angetroffene Widerstandskraft sich in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung beidseitig von der Nullposition O verändert. Der entsprechende Antwortbogen 14'' nimmt folglich die Form nach 6 mit den Abschnitten 14_d ¹'' und 14_g ¹'' an, die unterschiedliche Neigungen aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Federn 12 und 13 in Form von Torsionsfedern und vorzugsweise in Form von Spiralfedern ausgeführt, die die Welle 3 koaxial zu derselbigen umgeben. Um einen kompakten Bausatz auszubilden, ist es interessant, dass sich eine der Spiralfedern in der anderen befindet.
Die dargestellte Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht es, eine motorisierte Ausführung ins Auge zu fassen, die mehr Sicherheit bietet. Eine direkte Motorisierung des Betätigungselements 1 kann nicht zufrieden stellend sein, da sie in der Lage sein müsste, die Vorspannkräfte der Feder zu überwinden und im Übrigen bei Ausfall des Motors wie „Verladung" (der Motor arbeitet willkürlich) nicht sicher wäre. Eine interessante Lösung besteht hingegen in der Verschiebung des Nullpositionsbezugs, anders gesagt, in der Motorisierung von Bezugsfinger 8 in Position. Zu diesem Zweck kann entsprechend der Darstellung nach 3 die Ausbildung eines Flansches 6 in mobiler Form, der also um die Welle 3 schwankt, ins Auge gefasst werden. Ein Ausführungsbeispiel kann nach 3 in der Ausführung von Bewegungsmitteln 15 bestehen, um den Flansch 6 zu bewegen, wobei diese Bewegungsmittel 15 einen Motor 16 umfassen können, der eine Endlosschraube 17 antreibt, die in einen gezahnten Rand 18 des Flansches greift, der koaxial zur Welle 3 abgerundet ist, wobei der Finger 8 einstückig mit dem Flansch 6 ausgebildet wird. Nach Wunsch wird eine Positionswinkelsonde 19, die funktional mit der Welle 3 verbunden ist (beispielsweise Keil auf Welle 3), in einen Nachlaufkreis eingeschlossen.
Eine derartige Anordnung mit motorisiertem Finger 8 verursacht durch die Bewegung des Positionsbezugs eine Aktivierung des Betätigungselements 1 und ermöglicht folglich eine aktive Funktion dieses Elements 1, das im automatischen Steuerungsmodus (oder zweiter Hebel unbenutzt) den Entwicklungen des vom Rechner oder Piloten gesteuerten Luftfahrzeugs folgen kann. Eine derartige Struktur ist sicher, da bei Ausfall wie „Verladung" (willkürlicher Betrieb des Motors) eine Wiederaufnahme durch das Kraftgesetz der Federn ermöglicht wird und der Pilot den aufgrund des Motors ungewollten Bewegungen entgegenwirken kann.
Der vorstehenden Beschreibung ist eindeutig zu entnehmen, dass das Betätigungselement insbesondere in der Art eines Miniknüppels nach einer bevorzugten Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Hebel oder Griff 1 ist, der manuell zu betätigen ist, insbesondere in der Art eines Miniknüppels, der durch die Bewegung des Griffs nach vorn oder hinten ab einer zentralen Nullposition zur Steuerung der Tiefensteuerflächen des Luftfahrzeugtragwerks betätigt wird. Es versteht sich von selbst, dass eine derartige Vorrichtung für andere Steuerungen beispielsweise für die Steuerung der Verzerrungssteuerflächen eines Luftfahrzeugtragwerks genutzt werden kann.

Claims

Vorrichtung zur Fernsteuerung von Flugzeugsteuerflächen, wobei diese Vorrichtung ein um eine Achse (2) schwenkbares Betätigungselement (1) umfasst, wobei eine Drehwelle (3) mitgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: – einen ersten feststehenden Finger (8) parallel zu dieser Welle (3), der im Radialabstand zu dieser Welle (3) gehalten wird, – einen zweiten Finger (5), der mit dieser Drehwelle (3) verbunden ist und parallel zu dieser und im Radialabstand zu dieser gehalten wird, – eine erste Platte (9), die im Radialabstand von dieser Welle (3) gehalten wird und sich seitlich zu den zwei Fingern (8, 5) auf einer Seite derselbigen erstreckt und derart, dass eine koaxiale Drehung um die Welle (3) möglich ist, – eine zweite Platte (10), die im Radialabstand von dieser Welle (3) gehalten wird und sich seitlich zu den zwei Fingern (8, 5) auf der Seite derselbigen erstreckt, die der ersten Platte (9) gegenüberliegt, und derart, dass eine koaxiale Drehung um die Welle (3) möglich ist, – zumindest eine dritte Platte (11), die im Radialabstand von dieser Welle (3) gehalten wird und sich seitlich zur zweiten Platte (10) und im Winkelabstand (a) von derselbigen erstreckt und derart, dass eine koaxiale Drehung um die Welle (3) möglich ist, – eine erste Feder (12), die zwischen der ersten und der zweiten Platte (9, 10) angeordnet ist, und – eine zweite Feder (13), die zwischen der ersten und der dritten Platte (9, 11) angeordnet ist, so dass die Vorrichtung deswegen in der Lage ist, mehrere Funktionspositionen einzunehmen, nämlich: – eine Nullstellung (O), die bei Abwesenheit einer auf das Betätigungselement (1) ausgeübten Kraft belegt wird, für die der mobile Finger (5) nach dem feststehenden Finger (8) ausgerichtet ist, die erste und die zweite Platte (9, 10) in seitlicher Abstützung gegen die beiden ausgerichteten Finger (8, 5) unter der Einwirkung der ersten Feder (12) beidseitig von denselbigen gehalten werden und die dritte Platte (11) von der zweiten Platte (10) entfernt gehalten wird, wobei die zweite Feder (13) nicht vorgespannt ist, – eine Schwenkstellung in eine erste Richtung (G) ab der Nullstellung mit einem variablem Winkel (α < a), für die der zweite mobile Finger (5) in Bezug zum ersten feststehenden Finger (8) an der Seite der zweiten Platte (10) mitgenommen wird und dieselbige mitnimmt, wobei sie der Rückstellkraft der ersten Feder (12) ausgesetzt ist, die zwischen dieser ersten und der zweiten Platte (9, 10) angeordnet ist, dann immer in dieselbe Richtung mit einem variablen Winkel (α > a) mit der zweiten Platte (10) schwenkt, die an der dritten Platte (11) anliegt und dieselbige mitnimmt, wobei sie der zusätzlichen Rückstellkraft der zweiten Feder (13) ausgesetzt ist, und – eine Schwenkstellung in eine zweite Richtung (D) entgegengesetzt zur vorherigen Richtung ab der Nullstellung mit einem variablem Winkel (α < a), für die der zweite mobile Finger (5) in Bezug zum ersten feststehenden Finger (8) an der Seite der ersten Platte (9) mitgenommen wird und dieselbige mitnimmt, wobei sie der Rückstellkraft der ersten Feder (12) zwischen dieser ersten und der zweiten Platte (9, 10) ausgesetzt ist, dann immer in dieselbe Richtung mit einem variablen Winkel (α > a) mit der dritten Platte (11) schwenkt, die an der zweiten Platte (10) anliegt, wobei sie den kumulierten Rückstellkräften der ersten und zweiten Feder (12, 13) ausgesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Federn (12, 13) koaxial um die Welle (3) angeordnete Torsionsfedern sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Federn (12, 13) Spiralfedern sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der zwei Spiralfedern in der anderen angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feder (12) aus zwei Federn (12a, 12b ) in Reihe gebildet wird, wobei die eine (12a ) zwischen dem feststehenden Finger (8) und der ersten Platte (9) und die andere (12b ) zwischen dem feststehenden Finger (8) und der zweiten Platte (10) angeordnet ist, und dadurch, dass die zwei Federn in Reihe (12a , 12b ) jeweils unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen, weswegen die antagonistische Kraft in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Betätigungselements (1) unterschiedlich ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement ein Knüppel oder Griff (1) ist, der manuell betätigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (1) ein Miniknüppel ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie motorisierte Bewegungsmittel (15) umfasst, die funktional mit dem feststehenden Finger (8) verbunden sind und in der Lage, die Stellung des feststehenden Fingers (8) zu verändern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie funktional mit der Steuerung der Tiefensteuerflächen des Tragwerks des Luftfahrzeugs verbunden ist.