DE19543302A1

DE19543302A1 - Control device for aircraft and airships

Info

Publication number: DE19543302A1
Application number: DE19543302A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Med Schubert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1997-05-22

Abstract

The control device has conical or wedge-shaped bodies (6) at the tail for load-dependent control, with the tip or sharp edge against the slipstream. These bodies or aerodynamic auxiliary bodies (7) attached to them have devices for control of the aircraft. These consist of variably operated shafts (10,11) and appropriately dimensioned rudder and elevator (8,9). The control bodies, rudders and elevators are made of stainless or other steel sheet, aluminium, plastic and a durable adhesive.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Steuerung von Luftfahrzeugen.The invention relates to a device for the control of Aircraft.

Um die jeden belastenden Flugzeugabstürze zu vermeiden, sind die Steuerungsvorrichtungen zu verbessern (Verlust der Kontrolle als wichtigste Unfallursache, Blick durch die Wirtschaft, 6. November 1995). In der Patentanmeldung beim Deutschen Patentamt 195 07 069.0 wurden für Fälle des unvermeidbaren Absturzes Vorrichtungen auch in Verwendung von großdimensionierten Fallschirmen an Flugzeugen, besonders im Bereich des vorderen Teils zur Vermeidung des Rammstoßes dargetan.In order to avoid the plane crashes that are a burden for everyone to improve the control devices (loss of control as the main cause of the accident, view through the economy, November 6th 1995). In the patent application to the German Patent Office 195 07 069.0 were used for cases of inevitable crash devices too using large-sized parachutes on aircraft, especially in the area of the front part to avoid the Demonstrated ram impact.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Flugsicherheit von vornherein über eine leistungsfähigere Flugzeugsteuerung zu verbessern, die zugleich der Stabilisation der Flugeigenschaften in der Luft dient.The invention has for its object the flight safety from the outset via a more powerful aircraft control improve that at the same time stabilizing the flight characteristics serves in the air.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen, der Zeichnung und deren Beschreibung zu entnehmen.This task is performed by a generic device the characterizing features of claim 1 solved. The Another embodiment of the invention is the dependent claims Drawing and their description can be found.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Flugzeugleitwerk am Heck nach hinten versetzt/be festigt ist, so daß für reaktive Flugzeugbewegungen im Luftraum bzw. die Steuerung stets reichlich Fahrwindandruck auf das Höhen- und Seitenruder vorhanden ist. Die hierfür erforderlichen Bauelemen te bestehen in einem axial nach hinten gesetztem Holm/Gestänge, einem mit der Spitze daran ebenfalls axial gesetztem Konus, einer weiteren Verlängerung durch einen dem Durchmesser nach angepaßtem Zylinder oder einem hohlen Kubus. Im Zylinder oder Kubus sind die variabel für die Steuerung drehbaren Wellen vorhanden zur jeweiligen und sicheren wirksamen Steuerung für Höhen- und Seitenänderungen im Flug oder bei der störungsfreien Erdberührung Ruderflossen und durch Scharnier bewegliche Ruder scheinen bei herkömmlichen Flugzeugen ziemlich kurz und zu dicht am Heck be festigt; es ergibt sich dabei nur ein kurzer Hebel des Leitwerkes zum Schwerpunkt des Flugzeuges für die wirksame Flugzeugsteuerung.The advantages achieved with the invention are in particular in that the aircraft tail is set at the rear / be is consolidated, so that for reactive aircraft movements in airspace or the control always plenty of driving wind pressure on the altitude and Rudder is present. The construction elements required for this te consist of an axially rearward-arranged spar / linkage, a cone also axially placed with the tip on it, a further extension by a diameter adapted cylinder or a hollow cube. In the cylinder or cube the rotatable shafts for the control are available for the respective and safe effective control for altitude and Side changes in flight or in the trouble-free contact with the earth Rudder fins and oars movable by hinge appear at conventional aircraft are quite short and too close to the tail consolidates; this results in only a short lever of the tail unit to the focus of the aircraft for effective aircraft control.

Das nach hinten axial herausgerückte Leitwerk mit Konus und nach geschaltetem Zylinder trägt zudem grundsätzlich zur Stabilisation des Fluges bei, was auch für Krisensituationen angenommen werden kann. Aber selbst ein solches verbessertes Leitwerk wird bei extremen Wetter- oder sonstigen Verhältnissen nicht immer Abstürze verhindern können.The tail unit with cone and axially moved out towards the rear switched cylinder also generally contributes to stabilization of the flight, which is also assumed for crisis situations can. But even such an improved tail unit is used extreme weather or other conditions not always crashes can prevent.

Auf den Luftstoß/blast auf Flugzeuge sei hingewiesen, der besonders gefährlich sein dürfte, wenn er von hinten das Flugzeug, an seiner Schwachstelle für Auftrieb und Steuerung - fast immer für den Piloten unerkennbar - schlagartig trifft. Flugzeugabsturz ist be schrieben worden (in dem oben bereits genannten Bericht im Blick durch die Wirtschaft, 6. November 1995) als ein Flugzeug einem anderen größeren folgte. Starker Sog/mitgerissene Luftströmung kommt als Unfallursache in Betracht in MinderungThe air blast / blast on airplanes is particularly noteworthy dangerous if he is behind the plane on his Weak point for buoyancy and control - almost always for the Unrecognizable pilots - suddenly hits. Airplane crash is over have been written (in view in the report mentioned above by the economy, November 6, 1995) as a plane one other larger followed. Strong suction / entrained air flow is considered as the cause of the accident

a) the buoyancy of the following aircraft
b) at the same time in severe impairment of the probably insufficiently powerful control / control device.

Auf die Wirksamkeit des Höhenruders kommt es besonders an. Die Doppelung des Höhenruders wird in Verbindung/Funktion mit dem konischen Körper dargetan. Diese Höhenruder erhalten nun hinter dem Konus sehr reichlich Fahrwind, entsprechend Andruck für die sichere reaktive Steuerung, so daß auch noch bei geringer Flug geschwindigkeit die Kontrolle über das Luftfahrzeug möglich ist.The effectiveness of the elevator is particularly important. The Duplication of the elevator is in connection / function with the conical body demonstrated. These elevators now get behind the cone very abundant driving wind, corresponding pressure for the safe reactive control, so that even at low flight speed control of the aircraft is possible.

Zur Fahrwindaufnahme rücken ggf. die beiden Höhenruder, wie in Fig. 1 und 2, seitlich auseinander, oder die einheitlichen entsprechend größeren Höhenruder befinden sich je (gedoppelt) an der oberen und zugleich unteren hinteren Kante des vorgeschalteten keilförmigen Körpers, der die Flugzeugsteuerung, entsprechend die Kontrolle über das Luftfahrzeug sehr wahrscheinlich auch bei dem Start und der Landung sicherer macht.For driving wind receiving back, if necessary, the two elevators as shown in Fig. 1 and 2, the side apart, or the uniform correspondingly larger elevators are each (doubled) to the upper and also the lower rear edge of the upstream wedge-shaped body, the aircraft control which, according to control of the aircraft is very likely to be safer also during takeoff and landing.

Es zeigenShow it

Fig. 1 den Längsschnitt durch das Leitwerk 1 eines Luftfahrzeuges 2, die axiale feste Verbindung des Leitwerkes 1 über einen Holm 3 und Gestänge 4 mit dem Heck des Flugzeuges 2, den gegen den Fahrwind gerichteten in der Regel hohlen Konus 6, den zylindrischen oder kubischen hohlen Leitwerkkörper 7, der ebenfalls axial an der Basis des Konus 6 befestigt ist, innen im Leitwerkkörper 7 die für die Flugzeugsteuerung variabel und wirksam bedienbaren Wellen 10 und 11 für die Steuerruder 8 und 9, wobei diese Ruder 8, 9 nicht wie üblich den Flossen dicht am Heck dem Flugzeug aufsitzen, sondern außen und mit Abstand zueinander dicht an der Oberfläche des vom Fahrwind in stärkerem Maße umwehten Leitwerkkörpers 7 betätigt, je in die richtige/geeignete Stellung für die Flugzeug steuerung gebracht werden, die Fahrwindsammelplatte 10 je an der Außenkante der Steuerruder 8, 9 als weiteres Mittel, um "Toträume" für die Flugzeugsteuerung/Versagen der Steuerung nicht aufkommen zu lassen, die hintere gebogene aerodynamische Abdeckung des hohlen, Wellen 10, 11 und anderes enthaltenden Leitwerkkörpers 7, eine der unendlich vielen Kursänderungen des Flugzeuges 2 ist als Pfeil dargestellt. Fig. 1 shows the longitudinal section through the tail unit 1 of an aircraft 2 , the axially fixed connection of the tail unit 1 via a spar 3 and linkage 4 to the rear of the aircraft 2 , the generally hollow cone 6 directed against the driving wind, the cylindrical or cubic hollow tail unit 7 , which is also axially attached to the base of the cone 6 , inside the tail unit 7, the shafts 10 and 11, which can be variably and effectively operated for the aircraft control, for the rudders 8 and 9 , these rudders 8, 9 not the fins as usual Sit close to the tail of the aircraft, but outside and at a distance from each other close to the surface of the tail unit 7 , which is blown by the driving wind, depending on the correct / suitable position for the aircraft control, the driving wind collecting plate 10 on the outer edge of the Rudder 8 , 9 as a further means to avoid "dead spaces" for aircraft control / control failure let, the rear curved aerodynamic cover of the hollow, waves 10 , 11 and other containing tail unit 7 , one of the infinite number of course changes of the aircraft 2 is shown as an arrow.

Fig. 2 den "senkrechten" Querschnitt durch das Flugzeug-Leitwerk 1, 2, den axial-zentralen hohlen Leitwerkkörper 7, die darin vor handenen Wellen 10 und 11 für die variable Bedienung der Steuer ruder 8 und 9, Übertragungsvorrichtungen der variablen Steuerkräfte 5a und 5b, die Kantenansicht der Steuerruder 8 und 9, die je an der Außenkante der Steuerruder 8, 9 zum Einfangen von Fahrwindkräften geeigneten und angebrachten Begrenzungsplatten 10, die ver schiedenen Steuerruderausschwenkmöglichkeiten der Steuerruder 8 und 9, Pfeile! Fig. 2 shows the "vertical" cross section through the aircraft tail unit 1 , 2 , the axially-central hollow tail unit 7 , which in front of existing shafts 10 and 11 for the variable operation of the rudder 8 and 9 , transmission devices of the variable control forces 5 a and 5 b, the edge view of the rudder 8 and 9 , the appropriate on the outer edge of the rudder 8 , 9 for capturing driving wind forces and attached limit plates 10 , the ver different rudder pivoting possibilities of the rudder 8 and 9 , arrows!

Fig. 3 den Blick von oben auf das Flugzeugheck 2 mit dem nach hinten verlängerten Holm 3, daran axial und symmetrisch befestigt der bei "Normalflug" horizontal gestellte, mit der scharfen Kante nach vorn, gegen den Fahrwind gestellte konische Körper 6, über den vermehrt Fahrwind auf das Höhenruder 8 gelangt, das dazwischengesetzte Scharnier 10a und die seitlichen Fahrwindbegren zungsleiste 20. Fig. 3 the view from above of the aircraft tail 2 with the rearward elongated spar 3 , axially and symmetrically fastened to it the conical body 6 placed horizontally during "normal flight", with the sharp edge facing forward, against the driving wind, over which increases Driving wind reaches the elevator 8 , the intermediate hinge 10 a and the side Fahrwindbegren limitation bar 20th

Fig. 4 die zu Fig. 3 korrespondierende Seitenansicht mit dem Flugzeugheck 2 und den axialen Holm 3, das hinten am Konus 6 gedoppelte Höhenruder 8, 8′, 8a, welches bei dieser Kon stellation auf den Flug stabilisierende Wirkung hat, die Position des angewinkelten Steuerruders 8 weist auf die Einleitung des Fluges in größere Höhen hin (Pfeil). Fig. 4, the side view corresponding to Fig. 3 with the aircraft tail 2 and the axial spar 3 , the double on the cone 6 elevator 8 , 8 ', 8 a, which in this constellation on the flight has a stabilizing effect, the position of angled rudder 8 indicates the initiation of flight to higher altitudes (arrow).

Fig. 5 den Seitenblick auf das Leitwerk mit nach unten ausge fahrenem Steuerruder 8a′, um den zugleich stabilisierten Tief flug einzuleiten, bei großer potentieller Energie kann dabei auch das obere Höhenruder 8′ - kompensierende Bremswirkung erbringend - ausgefahren sein bei weit überwiegender Wirkung des "unteren" Steuerruders 8a für den Tiefflug, ggf. die sichere Landung. Fig. 5 the side view of the empennage with downward control rudder 8 a 'to initiate the simultaneously stabilized deep flight, with great potential energy, the upper elevator 8 ' - compensating braking effect - can be extended with the predominant effect of "lower" rudder 8 a for low-altitude flight, possibly a safe landing.

Claims

1. Device for the control of aircraft, characterized in that
that conical or wedge-shaped bodies ( 6 ) are provided, in particular at the rear of aircraft ( 2 ) for powerful control, axially, with the tip or the sharp edge against the driving wind,
that these conical bodies ( 6 ) themselves or by means of additional aerodynamic bodies ( 7 ) have devices ( 5 a, 5 b) required for controlling the aircraft, such as variably actuatable shafts ( 10 , 11 ) and adequately dimensioned elevators and rudder ( 8 , 9 , 20 ),
that by more wind / pressure on the rudders ( 8 , 9 , 20 ) of the tail unit, the effectiveness of the control of the aircraft ( 2 ) is improved not only during flight, but also during takeoff and landing.

2. Device for the control of aircraft according to claim 1, characterized in that the konus- or keilför shaped body ( 6 ) and additional devices especially at the rear ( 2 ) of aircraft ( 3 , 7 , 10 , 10 a, 11 , 5 a, 5 b) also the rudder ( 8 , 9 , 20 ) made of stainless steel / sheet steel, aluminum, plastic, durable composite and others.

3. Device for the control of aircraft according to claim 1 and 2, characterized in that the cone ( 6 ) and Zusatzvorrich lines such as the downstream cylinder ( 7 ) are hollow.

4. Device for the control of aircraft according to patent claims 1-3, characterized in that the tail unit ( 1 ) is not too close axially to improve flow at the rear ( 2 ) of the aircraft, for this purpose with spar ( 3 ) and others, permanent Linkage is attached to the aircraft ( 2 ).

5. Device for the control of aircraft according to patent claims 1-4, characterized in that additional devices with side boundaries ( 20 ) of the rudder ( 8 , 9 ) are present in order to generate as much driving wind as possible for pressing the aircraft control onto the rudder ( 8 , 9 ) to lead / let act.

6. Device for the control of aircraft according to claim 1-5, characterized in that at least two, also separate rudder ( 8 , 8 a) are available for the important Höhensteu, which can be operated comparatively effectively by the pilot using different controlled power transmission ( 5 a, 5 b) mechanically pneumatic, hydraulic, electronic or by other technical means.

7. Device for the control of aircraft according to patent claim 1-6, characterized in that the elevator ( 8 , 8 a) for an aircraft ( 2 ) depending on the trailing edge ( 21 ) of the cone ( 6 ), that is one above the other Hinges ( 10 a) for variable driving wind loading for aircraft control are attached.

8. A device for the control of aircraft according to patent applica demanding 1-7, characterized in that the extended to a large extent at the stern of the aircraft (2), elevators (8, 8a) are in the air or on the airfield for braking the speed .