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Beanspruchungsmesser für Flugzeuge.
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Diese ist naturgemäss praktisch nicht ausführbar.
Erfindungsgemäss wird die Beanspruchung nicht an der tatsächlich in den Konstruktionsteilen des. Tragwerkes auftretenden Materialspannungen gemessen, sondern es wird auf sie aus der ihr proportionalen Hubkraft geschlossen, welche der Gesamtkraft"das Gleichgewicht hält.
Unter dieser Bezeichnung soll die "scheinbare Schwere", die Resultierende aus den beiden an den
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welche seitens der vorbeiströmenden Luft auf die Tragfläche einwirken, werden nur die auf der Tragnfehenebene senkrecht stehenden Komponenten in den angedeuteten Fällen eine beträchtliche
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greifen und daher kaum jemals gefährlich werden.
Die Beanspruchungen der einzelnen Bauteile des Flugzeugtragwerkes sind verschieden bei verschiedenem Flugzustand, und zwar sind sie relativ zueinander verschieden hoch bei verschiedenen Anstellwinkeln und entsprechenden Fluggeschwindigkeiten. Bei ein und demselben
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denn der Auftrieb wird grösser als das Gewicht. Es krümmt sich die Flugbahn und damit im Zusammenhange treten Zentrifugalkräfte auf. Diese setzen sich (scheinbar) mit der Schwerkraft zusammen. Ihrer Resultierenden muss nun die grössere Luftkraft (Hubkraft) das Gleichgewicht halten ; ihr müssen die proportional gestiegenen inneren Materialspannungen, die Beanspruchungen, entsprechen.
Bei anderen Anstellwinkeln tritt dieselbe Erscheinung ein, nur mit der Modifikation,
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Anstellwinkel berechnet, welcher für das betreffende Konstruktionselement den ungünstigsten Belastungsfall darstellt.
Daher ist die Anzeige der Resultierenden aus Schwerkraft und Zentrifugalkraft, die "scheinbare Schwerer nach welche sich der Beanspruchungsmesser einstellt, in der Tat insofern ein Mass
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momentanen Beanspruchung des unter obiger Voraussetzung am ungünstigsten belasteten Elementes zu derjenigen ungünstigsten bei normalem horizontalem Geradeausflug angegeben wird, während alle übrigen Bauteile des Tragwerkes relativ weniger hoch beansprucht werden.
Der Beanspruchungsmesser setzt naturgemäss eine Bruchprobenuntersuchung der Flugzeugtype voraus. Ist diese vorhanden, so bietet er viel wertvollere Angaben, als sie etwa durch Deformations- messung umständlich erreicht werden könnten, die doch immer auf die beobachteten speziellen Bauteile in ihrer Geltung beschränkt bleiben. Der Beanspruchungsmesser beruht nun im wesentlichen in einem federnd aufgehängten 1Iassensystem. dessen Schwerpunkt in der Richtung einer geraden Linie eine Bewegungsfreiheit hat. Diese 1iIessrichtung" wird bei der Montage des Instrumentes senkrecht zur Tragflächenebene orientiert.
Damit das Massensystem des Instrumentes densclben Beschleunigungen unterliegt,
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die für die Tragflächenbeanspruchung des Flugzeuges durch Trägheitskräfte massgebend sind, wird der Beanspruchungsmesser in der Nähe des Flugzeugschwerpunktes untergebracht. Dann ist die in die Messrichtung fallende Komponente von Gewicht und Trägheitskraft des im Instrument verwendeten Massensystems im Gleichgewicht mit der Messfederspannung und andrerseits besteht
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heitskraft des ganzen Flugzeuges mit der gefährlichen Komponente der Luftteaktionskraft.
Es seuil daher die letztere zur Messfedetapannung im konstanten Verhältnis der Massen von Flugzeug und Messsystem und kann also durch die Federspannung gemessen werden.
In diesem Sinne tat, das Zjigerwerk und die Skala so eingerichtet, dass durch die Fedel- deformation der Grad der gefährlichen Beanspruchung, und zwar in Vielfachen der Normalbeanspruchung, welche im beschleunigungsfreien Fluge der Gewichtskomponente allein entspricht, oder in Teilen der verbleibenden Bruchsicherheit angezeigt wird.
Durch Verseilung der Skala des Instrumentes oder durch Regelung der Spannung bzw. Ver-
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falls von zwei exzentrisch belasteten, hintereinander gelagerten Scheiben gebildet sind, von denen die gauss-le einen mit Zeigermarke versehenen Ausschnitt besitzt., hinter welchem die auf der zweicen Scheibe angeordnete Skala erscheint.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführungsform Ver- anschaulicht, und zwar zeigen :
Fig. i denselben in Vorderansicht und
Fig. 2 im Vertikalschnitt.
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Flugzeug in Vorderansicht und Seitenansicht dargestellt.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel wird die Messmasse von zwei um den Bolzen 3 drehbar gelagerte Scheiben 1, 2 gebildet, von denen die eine 1 durch das Gewicht 4 die andere 2 durch das Gewicht 5 exzentrisch belastet ist. Die Scheiben 1, 2 sind durch ein Zahngeeriebe 6,7 miteinander zwangläufig verbunden, und zwar steht die Scheibe 1 durch eine Innenverzahnung mit dem Zahnrad 6 und die Scheibe 2 mit dem Zahnrad 7 in Verbindung, deren Grössen derart bemessen sind, dass sich beide Scheiben mit der gleichen Geschwindigkeit drehen, und zwar in entgegengesetzter Richtung. Durch eine schräg verlaufende Feder 8 ist im vorliegenden Falle die
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Durch ein an der Welle des Zahngetriebes 6,7 aufgekeiltes Flügelrad 10 wird eine Dämpfung des Getriebes erzielt.
Die Scheibe 1 ist im vorliegenden Falle mit einem Ausschnitt 11 versehen, der Zeigermarken trägt. Mit der Scheibe 2 ist ein Zifferblatt 12 verbunden, auf welchem eine entsprechende Skaleneinteilung vorgesehen ist, von welcher, je nach der Stellung der Scheiben 1 und 2 zueinander, der eine oder andere Teil durch die das Gehäuse vorne abschliessende Glasplatte o. dgl. sichtbar wird.
Die exzentrischen Belastungen auf den Scheiben 1 und 2 sind so angeordnet, dass bei der Stellung, bei welcher der Zeiger etwa in der Mitte des Skalenbereiches steht, der Schwerpunkt der Scheiben 1 und 2 den grössten Hebelarm in bezug auf die Messrichtung"und gleichzeitig der Hebelarm des Federangriffes ein Maximum erreicht. Hierdurch wird erzielt, dass erstens die Winkelfunktionen, welche in das Moment der Massenkräfte und das der Federkraft eingehen, mit einiger Annäherung dieselben sind, soweit der Federhebelarm klein gegen die Federlänge gesetzt werden kann und dass zweitens die Empfindlichkeit des Instrumentes bei mittlerer Zeigerstellungen am Grössten ist. Dies ist für den praktischen Gebrauch vorteilhaft.
Während vorstehend ein konstruktiv durchgebildetes Instrument beispielsweise beschrieben ist, sollen die nachstehend erläuterten Figuren das Kräftespiel schematisch veranschaulichen.
In der Skizze nach den Fig. 3 und 4 stellt m das Massensystem, f das Federsystem, T die Tragfläche und S eine Schienenführung, welche die Beschränkung der Beweglichkeit auf die Pragflächennormale bewirkt, schematisch dar. Z bedeutet den Zeiger, s die Skala.
In den übrigen Skizzen ist in Fig. 5 schematisch das Instrument in Vorderansicht, in Fig. 6 jas Flugzeug in Vorderansicht und in Fig. 7 das Instrument und in Fig. 8 das Flugzeug in Seitenansicht veranschaulicht.
Das auf das Instrument bzw. as Flugzeug einwirkende Kräftespiel ist aus den Bezeichnungen zu sehen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende :
Das Instrument ist in der Nähe des Flugzeugschwerpunktes so montiert, dass die Bewegungsrichtung des Schwerpunktes der exzentrisch belasteten Scheiben senkrecht zur Tragflächenebene orientiert ist.
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Bei normalem Gcradeausflug weiden die Gewichte in einer der Gravitationskomponente charakteristischen Ruhelage durch die Feder 8 gehalten. Bei einer allfälligen Veränderung dieses Komponentialbetrages und eventuellen Hinzutritt der Komponente einer Trägheitskraft,
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komponenten der sich ändernden Federspannung wiederum das Gleichgewicht hält.
Hierbei erfolgt eine relative Verstellung der beiden Scheiben 1 und 2 zueinander und die
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zur Folge, dass praktisch stets mit statischem Gleichgewicht des Instrumentensystems gerechnet werden kann.
PATENT-ANSPRüCHE :
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der Massenkräfte (Schwerkraft und Trägheitskräfte'infolge Geschwindigkeits-oder Richtungswechsel), die ungefähr normal zur Tragflächenprofllsehne entfallen, zu messen und hierdurch die
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beanspruchung oder in Teilen der verbleibenden Bruchsicherheit erkennen zu können.