JPH0249960B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、デジタル光信号を伝送し、操縦指
令を発生させる縦操機能部と、操縦翼を操作する
サーボユニツトが接続している分岐した光導体か
ら形成されている受動導体系を装備し、デジタル
制御信号を処理し伝送する航空機用の制御信号伝
送装置に関する。

〔従来の技術〕

航空機中でパイロツトから操縦動作を、例えば
方向舵に伝達させるには、線材、棒材、回転軸又
はこれ等の組合せの様な機械装置を用いているこ
とは一般に周知である。使用状態に応じて、これ
等の装置を油圧又は電気駆動で支援している。大
型の航空機では、サーボ制御を行つていることも
周知である。この種の制御を使用している場合、
所定の方向舵間を連結するため、例えば次の操作
手順が必ず規定してある。即ち、 昇降舵を必ず対称に操作する。

方向舵を非対称に操作する。

フラツプを必ず対称に操作する。

従つて、一つの舵が故障した場合、残りの舵
は、場合によつて、操縦性を保つため、使用でき
ないと言う欠点が生じる。軍事用の観点から考慮
すると、前記の機械制御の他の欠点は破損し易さ
から生じる。このため、制御信号を、例えば同軸
ケーブルのような受動的な導体で伝送する電気サ
ーボ制御を用いている。この場合、個々の動作回
路は、駆動部に通じるケーブルを含めて、多重、
例えば四重にしてある。従つて、付属するケーブ
ルの三本が弾丸等で破損しても、動作回路は未だ
機能する。しかし、この考えにも次の弱点があ
る。

−この種の装置は電磁的な妨害場（落雷、短絡）
に対して弱い。

−ネツト化した回路網は遅延時間と反射作用のた
め、結合点で機能回路要素を装備しなくては実
現できない。

−上記作用のため、配線は機能に関連したロープ
の形でしか実現できない。このことは、四重設
計の場合、各駆動部に対して四重ケーブルを設
置することを意味する。

−この方式の配線は、減衰の少ないケーブルを用
いると、重い導体重量になる。

雑誌「エレクトロニーク・プラクシス」
（“Elektronikpraxis”、Vol.11、1979、p.34）か
らデータバス系を構成する光導体を使用し、船、
航空機、あるいは工業プロセスを制御するため、
この導体を導入することは既に公知でいる。デー
タバスとは、狭義には情報を伝送する導体であ
り、この導体には全ての関連部が接続してある。
上記の情報により、この種の系は、星形バスでも
Ｔ字形バスとしても構成できる。星形バスの場合
には、全ての関連部の接続導体は星形結合器に集
中している。Ｔ字形バスの場合には、各関連部は
Ｔ字形結合器を介してデータバスに接続してあ
る。航空機の操縦に光導体を応用することに関し
ては、例えば重量と許容度に対する利点が期待で
きるが、星形バスの設計思想でもＴ字形バズの設
計思想でも各関連部がただ一本の導体を介して残
りの系に接続してあると言う欠点がある。従つ
て、この導体が故障すると、関与している関連部
の機能も故障する結果になる。航空機の操縦で
は、このことは対応する導体が故障した場合、−
第三構成要素を使用していないため、例えば局所
的な故障によつて−ひよつとすると致命的に操縦
機能が故障することを意味する。

〔発明の課題〕

それ故、この発明の課題は航空機用の制御信号
を伝送する装置に対して、遅延効果、反射及び電
磁擾乱場による妨害なしに作動し、制御要素が破
損した場合、予めプログラムしてある新規な制御
を実行させる受動導体回路網を提供することにあ
る。

〔課題を解決する手段〕

上記の課題は、この発明により、光導体１１，
１２が網目状に多重化した一つの回路網を形成し
ている航空機用の制御信号伝送装置によつて解決
されている。

この発明の他の有利な構成は、残りの請求項に
与えてある。

〔作用と効果〕

この発明による装置を用いると、機械、油圧、
電気、又はそれ等を組み合わせた解決等に比べ
て、故障に対して著しく向上した信頼性が達成さ
れる。更に、この発明に基づき、一定の危険な状
況の下で操縦翼が新たな傾きの組合せを行うこと
ができる。従つて、舵が故障した場合、航空機の
操縦性を確保できる。

特許請求の範囲第１１項による構成は、特に有
利である。この構成によつて、装置のエネルギ供
給を装置の信頼性の程度に対して残りの構成要素
と同じ水準に向上させてある。

〔実施例〕

以下に、模式図に基づきこの発明を詳細に説明
する。

第１図には、航空機Ｆ用の制御信号の伝送装置
が示してある。この航空機Ｆには、通常の操縦
翼、即ち二つの昇降舵１，１′と、一つの方向舵
２と、二つの緩速補助翼３，３′と、二つの急速
補助翼４，４′と、離着陸フラツプ５，５′と、前
縁フラツプ６，６′と尾翼７とがある。その中で
も、航空機Ｆには駆動装置８，８′及び操縦機能
部９が配設してある。この場合、この模式図には
操縦桿９ａとペダルが示してある。制御信号を伝
送する伝送系には、主として複数の信号プロセツ
サ１０と誘導体１１と横導体１２から形成されて
いる光導体の多重回路網がある。この回路網は、
アドレス指定できるサーボユニツト１４に接続さ
れている。この場合、結合点１３は、例えば星形
又はＴ字形結合器にした公知の分岐から形成され
ている。操縦機能部９は、操縦指令に相当するデ
ジタル光信号を出力するように構成されている。
この回路網の周辺に配設したサーボユニツト１４
は、入力した光信号を制御運動に変換する装置を
作動させる。更に、このユニツトには、例えば操
縦翼の瞬間位置を検出し、これに対応する光信号
を縦導体１１に出力する装置がある。信号プロセ
ツサ１０と縦導体１１を介して接続してある周辺
機器との間のデータ交信は周期的に行われる。即
ち、信号プロセツサ１０は一定の呼掛周期でアド
レス指定した情報信号を、例えばサーボユニツト
１４に出力する。このサーボユニツトは、上記の
信号を再びアドレス指定した情報信号を用いて応
答する。ここで行うデータ交信は、一定の語長の
電文で規定されている。これ等の電文は、デジタ
ル周波数変調にして搬送周波数に載せてある。そ
の場合、光信号は最終的に搬送周波数に応じた振
幅変調を受けている。従つて、外部侵入光に対し
て非常に高い信頼性を得ることができる。伝送路
を網目状にしているので、信号が信号プロセツサ
１０かる多数の経路をたどり上記のサーボユニツ
ト１４に達し、系の信頼性を更に向上させる。図
示した系は三重にして形成してある。即ち、胴
体、主翼及び頁翼には、対応した横導体１２を有
する三本の縦導体１１が配設してあり、方向舵、
操縦翼等あたり三個のサーボユニツト１４があ
る。信号プロセツサ１０には、全装置の主制御回
路がある。このユニツトも信頼性を向上させるた
め三重に構成されている。

第２図には、混合器１５と三つの情報系１６，
１７，１８から成る信号プロセツサ１０の回路が
示してある。三重に構成した光導体１９を経由し
て、混合器１５は光導体製の一次回路網２０に接
続されている。混合器１５の三つの出力端は、そ
れぞれ情報ユニツト１６〜１８の一つに接続され
ている。更に、各ユニツト１６〜１８にはそれぞ
れ三本の接続光導体１６ａ〜１８ａがあり、これ
等の導体は、縦導体１１と横導体１２から成る回
路網２４に接続している。混合器１５は、例えば
操縦桿から入力されるデジタル光信号を処理し
て、別な情報を論理的に評価して、前記光信号を
情報系１６〜１８に更に伝送する任務を受け持つ
ている。混合器１５に、例えば所定の目標高度に
相当する信号と高度計２２から出力された実測高
度に相当する信号が導入されると、この混合器１
５は目標高度を設定するために使用する差信号を
形成し、この差信号を情報系１６〜１８を介して
回路網２４に入力する。昇降舵のサーボユニツト
14.01にアドレス指定した電文をこのユニツから
受け取り、それに応じた舵の傾きに置き換え、航
空機をパイロツトの関与なしに所定の飛行高度に
戻す。同様に、航空装置２３から出力される航
路・実測値を混合器１５によつて所定の航路・目
標値と比較する。この時生じる差信号は、補助翼
２のサーボユニツト14.02の補助翼２のサーボユ
ニツト14.03と14.04にアドレス指定した制御指令
に変換され、情報系１６〜１８を介し、更に回路
網２４を介して、前記サーボユニツトに導入され
る。これ等のサーボユニツトは、必要な航路補正
を与える補助翼の傾きをもつて応答する。一次回
路網２０を介して混合器１５に接続する図示して
いない表示・操作装置は、弾常のシンボルを用い
て目頻値と実測値をグラフ表示するために使用さ
れる。この装置を手動操作に切換えると、混合器
による目頻値と実測値の比較は行われなくなり、
一次回路２０を経由して入力される制御指令は対
応する電文にして上記サーボユニツトに導入され
る。一次回路２０には、制御指令を出力する制御
機能部９、例えば操縦桿、ペダル、操縦輪等が三
重に構成した光導体を介して接続されている。前
記の経過では、情報系１６〜１８の使命は、混合
器１５内を従来するデータ交信を一定の周期で制
御し、それに応じて、アドレス指定された指令又
は呼掛電文を準備している。

第３図には、信号発振器として機能する操縦桿
９ａの位置感知用の光電装置２５の原理図が示し
てある。この装置は、主として受光ダイオード２
６を内部に設けた円弧状の固定部２５ａから成
り、これ等のダイオードはそれぞれ符号化マトリ
ツクス２７の入力端に接続されている。固定部２
５ａには、その内側に一定点２８の回りで回転す
るセグメント部分２９が対向させて配設してあ
り、この一定点２８は固定部２５ａの内側輪郭の
中心と一致し、回転部２９の一領域が固定部２５
ａと共に中心２８を有する円弧状の間〓を形成す
る。回転部２９の円弧状の縁面には、発光ダイオ
ード３０が配設してあり、これ等のダイオードか
ら出射した光はダイオード２６によつて直接受光
される。発光ダイオード３０は、機上回路網から
電流の供給を受けている切換マトリツクス３１に
接続している。しかし、三個のバツフアーバツテ
リー３２，３３，３４が配設してある。切換マト
リツクス３１は所定のパターンにした電気パルス
を出力し、それによつて発光ダイオード３０は一
定のデジタル光パルスを出射する。可動部２９
は、一定の関係を保つて操縦桿９ａの運動に追従
するように操縦桿に接続されている。この場合、
受光ダイオード２６は操縦桿の各位置に対応する
受信号を受け取る。この光信号は、符号化マトリ
ツクス２７によつてデジタル光信号に変換され、
混合器１５により連続的に呼掛される。機上回路
網に依存するダイオードの電源が故障すると、そ
れに応じたエネルギは、バツフアーバツテリー３
２〜３４から供給される。湾曲の一単位当たりよ
り多いダイオードを取付ければ、信号発生器はよ
り高精度で動作する。可動部２９を公多の方式の
変換歯車で駆動すると、更に精度が向上する。論
理回路により、三個の発光ダイオード３０が動作
中に故障した時でも、符号化マトリツクスにより
読み取ることはまだ正確である。この発明によれ
ば、ペダル、操縦論等のような他の操縦機能にも
前記方式の光電装置２５を装備できる。発光及び
受光ダイオードを入れ換えると、光電装置２５の
他の変形種を与える。

第４図には、力シユミレーター３５のブロツク
回路図が示してある。舵の力をシユミレートする
この種の装置は、それ自体公知で、多くの場合、
真に複雑な機械的な伝達装置に基礎を置いてい
る。ここに示した装置は、電磁的に動作し、光導
体を介して制御される。力シユミレーター３５
は、主として制御ユニツト３６と、電子シユミレ
ーターユニツト３７と、電動モータ３８から構成
されている。前記混合器１５は、光導体を経由し
て力シユミレーター３５にアドレス指定した飛行
速度に相当する信号を出力する。これ等の信号を
制御ユニツト３６により選択的に受取り、電気デ
ジタル信号として電子シユミレーターユニツト３
７に更に導入する。このシユミレーターユニツト
は、航空機に関し固定プログラムされた機能方程
式に基づき、飛行速度と舵の傾きに応じて、所定
の電気出力をモータ３８に出力する。このモータ
は、静止状態で軸３８ａを介して対応するトルク
M_dを伝達し、このトルクは、例えば直接操縦桿
９ａに作用し、舵の力にうまく対応して、パイロ
ツトに感知できる力を与える。シユミレーターユ
ニツト３７に記憶させたプログラムに基づき、操
縦桿９ａがニユートラル位置を通り過ぎると、ト
ルクの向きは逆転する。飛行速度に応じて混合器
１５に入力される信号を、例えば図示していない
ピトー管の測定結果によりアナログ・デジタル変
換器を介して導き、アドレス指定できる制御装置
を介してデジタル光信号にして一次回路２０に供
給する。

第５図には、三つの中央演算ユニツト４１，４
２，４３と共に、それぞれ一つの操縦桿９ａに付
属する二つの接続ユニツト３９，４０を有する混
合器１５の内部回路が示してある。これ等の演算
ユニツトには、それぞれ一つの記憶器４４，４
５，４６が配設してある。更に、混合器１５には
制御指令を出力する各機能に対して図示していな
い接続ユニツトがある。混合器１５には、その
外、記憶器当たり垂直基準回路４７，４８，４９
と水平基準回路５０，５１，５２がある。操縦桿
９ａと力シユミレーター３５を接続するため光導
体が使用されている。混合器１５の個々の機能ユ
ニツトは、第５図に対応して電気導線により互い
に接続されている。情報系１６〜１８との接続
は、同じ様に電気導線を介して行われる。例え
ば、操縦桿９ａから出力される符号化した信号は
主として増幅器と符号変換器から成る接続ユニツ
ト３９に達する。ここでは、前記信号を増幅し又
は符号化し、中央演算ユニツト４１，４２，４３
に接続してある混合器内部のデータバスに供給す
る。接続ユニツト内の優先回路は、優先が手動に
よるまで保持されている限り、操縦桿９ａの信号
が操縦桿に接続されていて、操縦桿の操作を行
う。記憶器４４，４５，４６では、基準回路４７
〜４９と５０〜５２から出力される航空機の実測
位置に相当するデータを記憶し、演算ユニツト４
１〜４３を介して互いに比較する。この場合、多
数の演算処理ユニツト４１〜４３で一致している
データを正しいものと認める。外れた情報を有す
る演算ユニツトは誤りと見做し、混合器内部のデ
ータバスを介して阻止する。上記の動作は、特別
な誤り符号信号によつて行われる。演算ユニツト
４１〜４３は、前記の自動飛行操縦に必要な操作
を実施するユニツトでもある。対応するプロセツ
サは、例えばPDP11／70の記号で知られている。
第１図に対応して、全体の装置は三つの信号プロ
セツサ１０及び三つの混合器１５を使用し、この
ことが信頼性を向上させている。

第６図には、プロセツサ１０の内部に第２図に
よる三重に構成した情報ユニツト１６，１７，１
８を配設しているような、光電情報系のブロツク
回路図が示してある。図示した系には、三個の記
憶器５６，５７，５８、三個の符号変調器５９，
６０，６１、三個の復調復号器６２，６３，６
４、三個の伝送器６５，６６，６７と互いに接続
している三個の受信器６８，６９，７０を有する
三個のプロセツサ５３，５４，５５がある。伝送
器６５〜６７の主要部は、それぞれ光信号を回路
網２４に出力するレーザーダイオードである。受
信器は、それぞれ実質上一個のシリコンフオトト
ランジスタから形成され、このトランジスタは回
路網２４を経由して入力した光信号に対する受光
素子として働き、光信号を再び気電信号に変換す
る。図示した情報系は、信頼度を向上させるた
め、並列回路で動作する三個の分岐から成る。動
作を説明するため、先ず左側の分岐のみ、つまり
記憶器５６、符号変調器５９、復調復号器６２、
伝送器６５と受信器６８を有するプロセツサ５３
から成る分岐を考える。この回路は、回路網２４
と記憶器１５間のデータ交信を制御し、プロセツ
サ５３中の発振器は、クロツク発生器として機能
する。混合器１５からプロセツサ５３に達する電
気信号は、符号変調器５９に導入される。符号化
部分の内部では、データ電文をプロセツサに関係
する構造から周辺に関係する言語及びアドレス構
造に変換する。次いで、この電文は変調部を通
り、ここでこの電文を周波数の高い搬送波に周波
数変調して載せる。次いで、対応する純粋なデー
タの内容を中間段で復調により元に戻し、振幅変
調により一定の他の搬送波に載せず。この様にし
て生じた信号を伝送器６５中で増幅し、レーザー
ダイオードに供給する。このレーザーダイオード
は、ダイオード電流に似た光信号を回路網２４に
出力する。逆方向では、回路網２４を経由して入
つて来る光信号を受信器６８で受信し、組み込ん
であるフオトトランジスタで振幅変調電気信号に
変換する。この信号は、次いで復調復号器６２に
達する。この復調信号器の出力端には、プロセツ
サに関係する構造のデータ電文があり、この電文
はプロセツサ５３によつて再び演算処理される。
系の他の二つの分岐は、同じ周期で同じ作用を行
い、同期パルスがプロセツサ５３のクロツク発振
器から出力する。このクロツク発振器が故障する
と、図示した左側の分岐が自動的に停止し、隣の
クロツク発振器が同期を制御する。第２図の情報
系１７と１８は、通常はプロセツサ５３により同
期されている。対応する同期パルスは、回路網２
４を経由して出力される。

第７図には、例えば機械部分と電気部分を有す
る昇降舵１を操作するサーボユニツト１４のブロ
ツク回路図が示してある。機械部分は、主として
駆動シリンダ７１、連接棒７２及び二個のサーボ
弁７３から成る。電子部分には、二個のサーボ増
幅器７９と８０、プロセツサユニツト８１、変調
器８２、復調器８３、伝送器８４、受信器８５、
位置変換器８８、記憶器７８及び電源８８があ
る。これ等は互いに接続されている。これ等の機
能ユニツトは、主として集積回路で形成され、駆
動シリンダ７１のケースにある電子回路室に配設
しておくと有利である。このようにして、電子部
分を装備した駆動シリンダ７１は、新しい様式の
まとまつたサーボユニツト１４を形成し、このサ
ーボユニツトには油圧の加圧導管７４，７５と戻
り導管７６，７７の外に、電流供給用の接続端子
８９と二個の光導体接続端子９０，９１がある。
光導体１１を経由して入力し、情報系１６，１
７，１８から駆動シリンダ７１にアドレス指定さ
れた光信号は、受信器８５により電気信号に変換
され、復調器８３に導入される。前記復調器は、
この信号から元のデータ電文を引出し、組み込ん
である復号器を制御するプロセツサユニツト８１
にこの電文を入力する。前記復号器は、電文を固
有の呼掛サイクルに変換し、内部データバスに繋
ぐ。記憶器８７には、駆動シリンダ７１の可能な
種々の操作プログラムが収納される。サーボ弁７
３を電気制御させるサーボ増幅器７９と８０を制
御するため、この電文に基づき一定のプログラム
が記憶器８７から呼出される。この弁は、連接棒
７２が昇降舵１（図示せず）に呼出したプログラ
ムに一致する運動の始動を与えるように、作動油
の出入りを制御する。記憶器８７は、半導体又は
磁気バルブ記憶器として形成できる。アドレス指
定できるプログラムは、急速、緩速及び線型、非
線型の舵の傾きを与える関数にして記憶してあ
る。記憶した関数により、種々の制御条件を満足
させることができる。例えば、舵の傾きを個々の
飛行速度に合わせることができる。更に、所定の
非常用プログラムを備え、大切な舵の故障を補償
できる。例えば、補助翼３の故障を昇降舵に非対
称な傾きを与えて平衡をとるか、方向舵２の故障
を、意図した曲がりの内側にある補助翼３と４又
は３′と４′を傾向きに傾けることによつて平衡と
することも考えられる。この発明に基づく他の新
規な可能性は、例えば主翼に作用する片側の横風
が片側の補助翼を急激に傾けて補償される点にあ
る。これに対して、負荷の加わるところに最も近
い補助翼を作動させる。この種の作用は、例えば
翼に設けた通常の方式の加速度計の信号により導
入される。前記の例は、ただ対応したプログラム
の場合に、この装置を用いて有利な作用を及ぼす
ものを示したものである。駆動発生器７８は、連
接棒７２の各々の位置に対応した信号をアナロ
グ・デジタル変換器である位置変換器８６に向け
て出力する。このの変換器から出力した信号は、
プロセツサユニツト８１に入力され、ここでこの
ユニツトが実施するプログラムを制御するのに援
用される。更に、呼掛当たり対応するデータ電文
が順次変調器８２、伝送器８４及び光導体１１，
１２を経由して情報系１６，１７，１８に達し、
サーボユニツト１４の動作を制御する。

記憶器８７は、上記の事項により、駆動シリン
ダ７１（又は、例えば電気サーボモータ）によつ
て行われる種々の操作プログラムを有し、同時に
位置検出器、即ち駆動発生器７８から出力される
信号に基づきシリンダを監視するために使用され
ている。この種の記憶器は、「知能記憶器」とも
言われる。プロセツサユニツト８１としては、よ
く知られた装置、インテル（INTEL）社の8080
を使用できる。

第８図には、表示操作装置９２のブロツク回路
図が示してある。この装置には、演算ユニツト９
３、電子画像ユニツト９４、画像スクリーン９
５、キーボード９５ａ、符号器９６、伝送器９
７、復号器９８と受信器９９がある。伝送器９７
と受信器９９は、光導体を介して一次回路網２０
に接続されている。例えばASCI・コード（情報
交換用アメリカ標準コード）により動作するアル
フアーニユメリツクキーボード９５ａを介して、
動作データを一次回路網２０に入力する。

一定の動作様式に対して、それに応じた記号を
付した選択キーを用いる。ここでは、例えば手動
制御（MANOP）、半自動制御（SEMOP）又は
自動制御（AUTOP）のような基本動作様式を選
択できる。この場合、演算ユニツトには、キー９
５ａの出力信号が呼掛したデータ電文の形で符号
器９６及び伝送器９７を介して光導体を経由して
混合器１５に達するように信号処理する使命があ
る。スクリーン９５は、電子画像ユニツト９４を
介して演算ユニツト９３に接続している。画像ユ
ニツト９４には、通常の画像表示用に使用されて
いるような信号発生器と符号変換マトリツクスが
ある。この種の回路は、Klein、
“Mikrocomputersysteme”、Francis Verlag、
Munchen、1979、2Auf.S.32から公知である。ス
クリーン９５は、半導体画像スクリーンとして形
成され、航空機Ｆの実際の位置を表示するため、
及び実施した制御の補正を表示するために使用さ
れる。画像ユニツト９４の信号発生器は、ここで
は位置と航路の情報をシンボリツク表示する処理
のため、ASCIコードによるアルフアーニユーメ
リク記号を作成するために使用される。符号変換
マトリツクスは、画像スクリーン９５の点マトリ
ツクス場を制御するので、信号発生器の符号内に
あるデジタル信号を対応する表示に変換する。全
体の配置は、三個の前記表示操作装置９２を使用
できる。その際、表示した図形と行つた操作処置
は、通常それぞれ操作員の異なつた使命のため全
く異なつたものである。この場合でも、図示した
回路をそれに応じてプログラムして変更できる。

第９図には、この装置の有意義な構成が生じる
対話装置１００のブロツク回路図が示してある。
この対話装置１００は、マイクロフオンに接続し
た会話分析ユニツト１０１と、スピーカーに接続
した会話・合成装置１０２とから構成されてい
る。対話装置１００は、第８図の表示操作装置９
２の演算ユニツト９３と交信し、前記の装置と操
作員の対話を行わせる。この場合、マイクロフオ
ンを介して言語で入力するコード語を言語分析ユ
ニツトでこのユニツトに記憶させた音節評価に基
づき認識し、対応したデジタルテレグラムにして
演算ユニツト９３に入力する。このこは、所謂
PROM言語復号器（PROM＝プログラムリード
オンリー記憶器）を用いて行なえる。逆に操作員
に対して重要な情報をスピーカーを介して出力で
きる。この場合、言語合成はユニツト１０２内で
PROM言語復号器により行われる。前記言語復
号器は演算ユニツト９３から出力した電文を解読
して、記憶した音節評価に基づきそれに応じた出
力言語に合成し、この音声周波数信号を図示して
いない出力増幅器を介してスピーカーに出力す
る。この種の言語符号器又は復号器はそれ自体公
知で、例えば雑誌「エレクトロニーク」
（Elektronik）1980、14巻、54頁以降に応用例と
して記載されている。

前記の装置本体では、この発明による光導体技
術、マイクロプロセツサを基礎にしたデジタル技
術、論理回路による欠点の自動認識・除去の応用
により著しい信頼性の向上が達成される。この装
置を通常の方式のエネルギ供給源で駆動する場
合、達成される信頼性は大幅に減少する。従つ
て、この発明の考えを進めると、装置のエネルギ
供給が等価なエネルギ供給装置によつて行われ
る。

第１０図には、これに応じてエネルギ供給装置
の原理回路が示してある。制御信号を伝送する航
空機側の装置は、四つの異なるエネルギ源から供
給を受けている。即ち、エネルギ源とは、航空機
駆動装置８、補助タービン１１２、電池１２８又
は順行タービン１２０である。

エンジンナセル１０３の内部には、発電機１０
４と油圧ポンプ１０５とが駆動装置の軸に連結し
ている。サーボユニツト14.09又は14.10の油圧供
給は加圧導管１０７と戻し導管１０８を経由して
行われる。発電機１０４の電気出力は、加圧導管
１０７の金属円管が同時に電気エネルギ導線とし
て使用されるように、加圧導管に接続してある。
発電機の反対の電極は、グランドラインに接続し
てある。測定・切換ユニツト１０６は、一方で発
電機１０４とポンプ１０５に、他方で並列接続し
た三個の伝送ユニツト１１０を介して回路網２４
に接続してある。補助タービン１１２は、別な発
電機１１３と別な油圧ポンプ１１４に連結してい
る。発電機１１３の入力端は導線１１７を経由し
て加圧導管１１８に接続しているので、ここでも
加圧導管１１８は同時に電気エネルギ導線として
使用される。戻しは、導線１１６を介して行われ
る。電気の戻りは、グランドラインを介して行わ
れる。測定・切換ユニツト１１５は、一方で補助
タービン１１２、発電機１１３とポンプ１１４
に、また他方で伝送ユニツト１１０を介して回路
網２４に接続している。別なエネルギ源として
（機上）バツテリー１２８が使用できる。このバ
ツテリー１２８は、油圧ポンプ１３０に連結した
電気モータ１２９に給電している。バツテリー導
線１３３は、ここでも加圧導管１３２に接続し、
これを同時に電源導線として使用している。電気
の戻りは、グランドラインを経由して行われる。
油圧の戻りは、導管１３４で行う。測定・切換ユ
ニツト１３１は、一方で電気モータ１２９、ポン
プ１３０と開閉器１３６に、また他方で伝送ユニ
ツト１１０を介して回路網２４に接続されてい
る。別なエネルギ源として、順行タービン１２０
が設けてあり、これは相対風中で集合装置１１９
と共に順行モータ１２３により駆動できる。集合
装置１１９は発電機１２１と油圧ポンプ１２２か
ら成り、発電機の出力導線１２６は加圧導管１２
５に接続してあり、この導管が電源導線としても
動作している。油圧の戻りは、導管１２７を経由
して行われる。電気の戻りは、グラランドライン
を介して行われる。

任意の位置に配設した検査ユニツト１３５は、
光繊維回路網２４に接続しているので、この回路
網は前記測定・切換ユニツトとデジタル交信す
る。通常の乱れのない運転では、電気及び油圧の
動力源は、ナセル１０３内に設けた発電機１０４
とポンプ１０５により供給される。この場合、検
査ユニツト１３５により、電気、温度、圧力等の
ような発電機及びポンプのその時の代表的な運転
データが測定・切換ユニツト１０６にアドレス指
定したデジタル電文により呼掛され、検査ユニツ
ト１３５内に記憶した規定値と比較される。駆動
装置が故障すると、この故障を検査ユニツトによ
り直ちに認識し、記憶した優先リストに従つて、
最も近い次のエネルギ源、例えば補助タービンが
接続される。測定・切換ユニツト１１５にアドレ
ス指定したデジタル光信号は、回路網２４を経由
して伝送ユニツト１１０に達し、電気信号に変換
され、識別されて、正しいアドレスの結果として
測定・切換ユニツト１１５に更に導入される。こ
のユニツトは、受け取つた電文により補助タービ
ンに繋がり、呼掛により対応する運転データを検
査ユニツト１３５に返す。補助タービンが故障す
ると、このことが検査ユニツト１３５により直ち
に識別され、例えば順行タービン１２０が最も近
いエネルギ源として接続される。検査ユニツト１
３５から出力した対応する信号は、回路網２４と
伝送ユニツト１１０を経由して測定・切換ユニツ
ト１２４に達し、このユニツトはそれに応じた切
換過程を開始する。順行タービン１２０が故障す
ると、同様にバツテリー１２８をエネルギ源とし
て援用する。例えば、制御装置の比較的大きい電
力消費を考慮すると、航空機の主要な系への給電
はこのバツテリーで短時間しか保証できない。し
かし、この数分間が決定的であることに注意すべ
きである。この種の装置では、当然24Vのバツテ
リー電圧を図示していない変換器によつて通常の
電源115V／400Hzに変換する。多段エンジンの航
空機では、全てのエンジンに発電機とポンプが装
備してある。ここでは、駆動装置８が故障する
と、補助タービン１１２を繋ぐ前に、制御装置の
給電のために、先ず他の駆動装置４８が援用され
る。

第１１図には、第１０図の検査ユニツト１３５
の内部原理回路が示してある。このユニツトは、
それぞれ記憶器１４０，１４１，１４２を有する
三個の中央演算ユニツト１３７，１３８と１３９
から成る。中央演算ユニツト１３７，１３８と１
３９は、それぞれ光電情報系１４７，１４８と１
４９を介して回路網２４に接続してある。二個の
MP（マイクロプロセツサ）選択器１４５，１４
６は、共通のデータ導線１５１を介して演算ユニ
ツト１３７，１３８，１３９に接続してある。警
告データ用の外部記憶器１５０は、例えば演算ユ
ニツト１３７に接続できる。光電情報系１４７，
１４８，１４９は回路網２４に接続してあるの
で、検査ユニツト１３５は回路網２４に接続され
ている全系の全ての機能ユニツトとデータ交信で
きる。検査ユニツト１３５は、次の様に動作す
る。三個の演算ユニツト１３７，１３８，１３９
が二つのMP選択器１４３，１４４で監視され、
その際MP選択器１４３は、通常演算ユニツト１
３７と共に呼掛周期決定回路として動作する。全
ての演算ユニツト１３７〜１３９のMP選択器１
４３が同時の呼掛周期を受け取ると、検査ユニツ
トは正常である。一つの演算ユニツトの呼掛周期
が、他の二つの演算ユニツトの呼掛周期と一致し
ていないと、この演算ユニツトは二つのMP選択
器１４３，１４４を経由して遮断される。これ等
のMP選択器１４３，１４４は、相互に同じ情報
状態を検査する。この場合、不一致が生じると、
両方の選択器のどちらかが欠陥を有するとして遮
断されるまで、順次演算ユニツトの一つがMP選
択器の検査を引き受ける。かくして、検査ユニツ
ト１３５内部の信頼性が検査すべき個々の回路の
個別信頼性よりも高くなることを保証している。
検査ユニツト１３５は、エネルギ供給装置の各機
能ユニツトをこのユニツトに付属するキーアドレ
スで問い合わせる。これに基づき、応答するユニ
ツトは検査ユニツト１３５にアドレス指定したデ
ータ電文を出力する。この電文には、運転データ
が符号化した形にしてあり、更にこのユニツトの
アドレスが入れてある。検査ユニツトの内部に
は、突き止めたデータが解析プログラムにより、
記憶器１４０，１４１，１４２内に納めた設定値
と比較される。この様にして、問題とするユニツ
トが正常かどうか突き止める。このユニツトが異
常の時、このユニツトは検査ユニツト１３５から
切り離され、前記リストに後続する機能を引き受
けるユニツトに繋ぐ。これに対応する切換指令
は、アドレス指定したデジタル光電文の形にして
当該ユニツトに到達する。この場合、検査ユニツ
ト１３５に往き来するデータの交信は、一定の周
期で光電情報系１４７，１４８，１４９により制
御される。指令電文又は呼掛電文は前記の系を介
して対応するアドレスが準備してある。

第１２図には、第１０図の測定・切換ユニツト
１１５の内部原理回路図が示してある。このユニ
ツトは、Ａ／Ｄ変換器１５２と切換ユニツト１５
７から成る。ここでは、内部回路を有する伝送ユ
ニツト１１０も示してあるので効果的である。こ
の伝送ユニツトは符号器１５３、伝送器１５４、
受信器１５５、復号器１５６とから成り、これ等
は回路図に示してあるように、相互に連結してい
る。測定・切換ユニツト１１５の動作様式は、補
助タービン１１２の例で説明する。補助タービン
１１２が動作しているとき、センサ１５８によ
り、例えば発電機１１３の出力電圧を測定し、対
応したアナログ信号の形でＡ／Ｄ変換器１５２に
入力する。この変換器は、対応するデジタル信号
を作成し、これを符号器１５３に送る。この符号
器１５３は前記信号に検査ユニツト１３５のアド
レスを割当て、これで内容としては充分となつた
電文を伝送器１５４に更に伝送する。対応するア
ドレス指定した検査ユニツト１３５の呼掛電文が
受信器１５５と復号器１５６を介して入力される
と、横結合１６０によつてこの電文を伝送器１５
４にのみ送ることが保証される。伝送器１５４と
受信器１５５は、光導体１６１と１６２を介して
回路網２４に接続してあり、対応する電文をデジ
タル光信号の形にして交信する。別なセンサによ
り、例えばタービン回転数、発電機の電流、油圧
のような他の量も測定でき、この検査ユニツト１
３５に送ることができる。検査ユニツト１３５に
より補助タービンの欠陥が検出されると、回路網
２４を介して切換ユニツト１５７にアドレス指定
した電文が遮断指令と共に受信器１５５を経由し
て到達し、この電文を復号器１５６を用いて識別
して読み取る。これに基づき、復号器は対応する
信号を切換ユニツト１５７に送る。電文の内容に
応じて、切換ユニツト１５７は補助タービン１１
２、発電機１１３、ポンプ１１４を備えた航空機
の全ての動作結合を切り離す。この場合、例えば
発電機１１３を遮断させる開閉器１５９を設置し
てもよい。

第１３図には、光繊維回路網２４の一部に接続
した回路網解析器１６３が示してある。この解析
器には、それぞれ多数の光繊維出力端１６４と入
力端１６５がある。光導体１６７を検査するた
め、結合点１６８が検査導体１６６を経由して光
繊維出力端１６４の一つに接続されている。更
に、結合点１６９は別な検査導体１７０を経由し
て光繊維入力端１６５の一つに接続されている。
回路網解析器１６３から出射し、結合点１６８に
導入された光信号により、結合点１６９を出て、
検査導体１７０を介して回路解析器に導入される
光信号が正常又は異常な光導体に相当するかどう
かを確認する。これには、回路網２４が動作信号
に対しては非常に低いが、検査信号に対して大き
い減衰を有し、確実に測定できる減衰が一定の結
合点から他方の結合点に導入される光導体中で生
じる必要がある。かくして、他の結合点を介して
導入される隣の導体の擾乱効果を無くすことがで
きる。動作信号及び検査信号に対して異なる回路
網２４の減衰は、例えば両方の信号方式に対して
異なる色、即ち動作信号には赤色を、また検査信
号には緑色を用いることによつて達成できる。必
要な場合には、回路網の減衰の色依存性は、光導
体の材料を着色して向上させることができる。

第１４図には、第１３図の回路網解析器１６３
の内部原理回路図が示してある。回路網解析器１
６３は、一方で変調器１７２、伝送切換回路１７
３と伝送器１７４を経由して、また他方で復調器
１７５と受信切換回路１７６、受信器１７７を経
由して光繊維回路網２４に接続されているマイク
ロプロセツサ１７１から成る。伝送切換回路１７
３と受信切換回路１７６の間には、横導体があ
り、この導体側はマイクロプロセツサ１７１に接
続されている。伝送器１７４には、結合点を伝送
器１７４に接続したのと同じ多数の光繊維出力端
がある。出力端には、緑色を出射するレーザーダ
イオードが装着してある。これに対応して、受信
器１７７にも、結合点が受信器に接続したのと同
じ多数の光繊維入力端がある。受信素子として
は、ここでは検査信号の色領域のみで動作する光
ダイオード又は光トランジスタが装備してある。
回路網２４を検査するため、マイクロプロセツサ
１７１により制御されて、伝送切換回路１７３に
よつて所定のレーザーダイオードが接続され、こ
のダイオードの光に一定の周波数と振幅の振幅変
調を加える。この場合、対応する変調ダイオード
電流は変調器１７２により出力される。この光信
号は、レーザーダイオードに接続されている（第
１３図参照）。同時に、受信切換回路１７６によ
り同じ受信素子が復調器１７５に接続してある。
前記受信素子は、検査すべき直線光導体１６７に
属する。この場合、この受信素子は光信号を対応
する電気信号に変換する。復調器１７５の内部で
は、電気信号から変調信号を元に戻し、図示して
いないＡ／Ｄ変換器に供給する。この変換器は、
信号電圧に相当するデジタル信号をマイクロプロ
セツサ１７１に出力する。このプロセツサは、回
路網２４に関連した分枝（光導体１６７）に対し
て測定した電圧を記憶し、この電圧値を分枝に対
して同じように記憶した目標値と比較する。検査
信号と変調はその振幅を一定に維持してあるの
で、回路網２４の検査分枝に欠陥があるときの
み、目標値と実施値に差が生じる。マイクロプロ
セツサ１７１は、伝送切換回路１７３と受信切換
回路１７６により行われる全ての切換過程を制御
する。この場合、このプロセツサは内部プログラ
ムに従い回路網２４の全ての分枝に対する個々の
検査回路を定め、回路網２４の個々の状態に対応
するデータを検査ユニツト１３５の演算ユニツト
の一つに送る。信頼性を高めるため、前記の回路
網解析器１６３は三個並列に接続できる。このた
め、位置１７８に対応する接続端がそれぞれ検査
ユニツト１３５の各一個の演算ユニツト１３７，
１３８，１３９に接続されていなくてはならな
い。回路網解析器は、検査ユニツト１３５の内部
構成要素として形成すると効果的である。

先に述べた配置の場合、網目状にした光導体回
路網２０と２４を介して交信される光信号は、説
明した変調方式に限定するものでなく、むしろ使
用状態に応じて、パルス周波数変調（PFM）又
はパルス符号変調（PCM）のような別の変調方
式も可能である。

測定・切換ユニツト１１５，１３１，１２４を
用いてデジタル交信する検査ユニツト１３５によ
るこの発明の監視及び制御は、例示したエネルギ
供給装置に限定するものでなく、例えば制御信号
を周辺ユニツトに伝送する装置を装備した航空機
の場合に拡張できる。特に、例えば舵が故障した
場合、個々の非常事態に関連し、検査ユニツト１
３５の記憶器の特別な非常プログラムを使用でき
る。この発明の最大の意義は、極度に高い信頼性
を要する設備と系にこの発明を利用できる点にあ
る。これには、例えば宇宙飛行物体の制御、原子
力発電所のプロセス制御、病院、特に手術室又は
集中看護室への電源供給設備等が属する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による航空機用の装置の外
観図。第２図は、主制御回路の回路図。第３図
は、操縦桿の位置走査用の光装置の模式図。第４
図は、力シユミレーシヨンのブロツク回路図。第
５図は、混合ユニツトの回路図。第６図は、光電
情報系のブロツク回路図。第７図は、サーボユニ
ツトのブロツク回路図。第８図は、表示・操作装
置の模式図。第９図は、対話装置のブロツク回路
図。第１０図は、この発明によるエネルギ供給装
置の内部原理回路図。第１１図は、第１０図の検
査ユニツトの内部原理回路図。第１２図は、第１
０図の測定・切換ユニツト及び伝送ユニツトの内
部原理回路図。第１３図は、回路網の一部を取り
付けた回路網解析器の模式図。第１４図は、第１
３図の回路網解析器の内部原理回路図。 図中引用記号：１，２，３，４，５……操縦
翼、９……操縦機能、１０……信号プロセツサ、
１１，１２……光導体、１４……サーボユニツ
ト、１５……混合器、１６，１７，１８……情報
系、２４……回路網。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デジタル光信号を伝送し、操縦指令を発生さ
   せる操縦機能部と、操縦翼を操作するサーボユニ
   ツトが接続している分岐した光導体から形成され
   ている受動導体系を装備し、デジタル制御信号を
   処理し伝送する航空機用の制御信号伝送装置にお
   いて、光導体１１，１２は網目状に多重化した一
   つの回路網を形成していることを特徴とする装
   置。 ２ 操縦翼１，２，３，４，５は、サーボユニツ
   ト１４中の知能記憶器８７と演算ユニツト８１に
   より制御及び操作されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ３ サーボユニツト１４には、呼掛信号に対して
   操縦翼１，２，３，４，５のその時の運動位置に
   対応する信号を出力する位置検出器７８があるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ４ 操縦機能部９と混合器１５の間で信号交信す
   るため、光導体で網目状に形成した操縦室側の一
   次回路網２０が配設してあることを特徴とする特
   許請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に記載の
   装置。 ５ 操縦機能部９には、位置を走査する光電装置
   ２５があり、可動部２９に配設した発光ダイオー
   ド３０と固定部２５ａに配設した受光素子２６と
   が空〓を介して対向又は逆向きに設置してあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいず
   れか１項に記載の装置。 ６ 操縦桿９ａには、電気シユミレーターユニツ
   ト３７でアドレス指定できる力シユミレーター３
   ５があり、電動モータ３８の支柱を操縦桿の枠に
   固定し、このモータの軸３８ａを操縦桿自体に固
   定してあることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜５項のいずれか１項に記載の装置。 ７ 一次回路網２０を経由して混合器に接続して
   いる少なくとも一個の表示・操作ユニツト９２に
   は、スクリーン９５とキーボード９５ａがあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜６項のいず
   れか１項に記載の装置。 ８ 表示・操作ユニツト９２には、言語分析ユニ
   ツト１０１と言語合成ユニツト１０２を有する対
   話装置１００が接続されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜７項のいずれか１項に記載
   の装置。 ９ 情報系１６，１７，１８には、それぞれ少な
   くとも一個の記憶器５６、プロセツサ５３、符号
   変調器５９、復号復調器６２、伝送器６５及び受
   信器６８があることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 １０ 回路網２４と一次回路網２０中に装備した
   全ての光導体、信号プロセツサ１０、混合器１
   ５、情報系１６，１７，１８は全て三重並列に配
   設してあることを特徴とする特許請求の範囲第１
   〜９項のいずれか１項に記載の装置。 １１ 装置のエネルギ供給は、測定・切換ユニツ
   ト１０６，１１５，１２４，１３１を装備した個
   別エネルギ源８，１１２，１２０，１２８を用い
   て行われ、前記測定・切換ユニツトは三個の並列
   伝送ユニツト１１０を介して回路網２４に、また
   この回路網を介して検査ユニツト１３５に接続し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１〜１
   ０項のいずれか１項に記載の装置。 １２ エネルギ源は、航空機の駆動装置８、補助
   タービン１１２、順行タービン１２０又は電気バ
   ツテリー１２８であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１１項記載の装置。 １３ 各伝送ユニツト１１０は、符号器１５３、
   復号器１５６、伝送器１５４、受信器１５５から
   成り、符号器と復号器は共通接続してあり、符号
   器が伝送器に、また復号器が受信器に接続されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１１項又
   は第１２項記載の装置。 １４ 測定・切換ユニツト１０６，１１５，１２
   ４，１３１は、センサ１５８に接続しているアナ
   ログ・デジタル変換器１５２と切換ユニツト１５
   ７とから成り、測定・切換ユニツトは伝送ユニツ
   ト１１０と協働することを特徴とする特許請求の
   範囲第１１〜１３項のいずれか１項に記載の装
   置。 １５ 検査ユニツト１３５は、それぞれ一個の記
   憶器１４０，１４１，１４２を有する三個のプロ
   セツサユニツト１３７，１３８，１３９と、三個
   の光電情報系と、二個のマイクロプロセツサ選択
   器１４５，１４６とから構成されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１１〜１４項のいずれか１
   項に記載の装置。 １６ 検査ユニツト１３５には、警告データ用の
   外部記憶装置１５０が接続できることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１１〜１５項のいずれか１項
   に記載の装置。 １７ 検査ユニツト１３５に対して、回路網２４
   を監視する少なくとも一個の回路網解析器１６３
   が配設してあることを特徴とする特許請求の範囲
   第１１〜１６項のいずれか１項に記載の装置。 １８ 各回路網解析器１６３は、検査ユニツト１
   ３５の一つのプロセツサユニツト１３５，１３
   ８，１３９に接続してあることを特徴とする特許
   請求の範囲第１５項又は第１７項記載の装置。 １９ 各回路網解析器１６３は、例えば緑色の駆
   動信号と異なる、例えば赤色の光信号で動作する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１７〜１８項
   のいずれか１項に記載の装置。 ２０ 検査ユニツト１３５自体は、接続してある
   ユニツトを監視し制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第１５〜１９項のいずれか１項に記載
   の装置。 ２１ 回路網２４の光導体は、光繊維導体から成
   り、着色されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１〜２０項のいずれか１項に記載の装置。