DE2114459A1

DE2114459A1 - Vorrichtung zur Lagerung von Rudern und Wölbungsklappen von Flugzeugen

Info

Publication number: DE2114459A1
Application number: DE19712114459
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-25
Filing date: 1971-03-25
Publication date: 1972-09-28
Also published as: DE2114459C3; DE2114459B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung von Rudern und Wölbungsklappen von Flugzeugen mit einer Abdeckung des zwischen Ruder und zugehöriger Flosse bzw. Flügel bestehenden Spaltes, die tangential an Flosse und Ruder anschließt.
Zur Vereinfachung wird im folgenden nur von der Lagerung eines Ruders in einer Ruderflosse gesprochen, wobei als Leitwerk die Gesamtheit von Ruder und Flosse bezeichnet wird. Für die Lagerung von Querrudern und Wölbungsklappen in einem Flügel, für welche die Erfindung besonders geeignet ist, gilt sinngemäß das gleiche.
Bei einer bekannten Ausführung einer solchen Vorrichtung zur Lagerung von Ruder ist gemäß Fig. 1 das Ruder 2 um eine feste Achse 3 der Flosse 1 drehbar gelagert. Der dabei entstehende Spalt zwischen Ruder und Flosse wird ohne zusätzliche Vorrichtung von Luft durchströmt, was sehr viel schädlichen Widerstand mit sich bringt und die Ruderwirksamkeit vermindert. Aufgrund dieser bekannten Tatsache wird der Spalt bei leistungsfähigen Flugzeugen häufig mit einem weichen luftdichten Band 4 verklebt. Dies bringt schon nachweislich Vorteile, ist aber immer noch eine sehr unbefriedigende Lösung, da das aufgeklebte Band immer Ecken und Falten bilden muß, wenn sich das Ruder bewegt. Für den Fall einer nahe an der Leitwerksoberfläche liegenden Drehachse ist der Bereich der Abdeckung für verschieden Ruderstellungen in Fig. 2 a, b, c vergrößert dargestellt. Da die Abdecklänge bei verschiedenen Ruderstellungen unterschiedlich ist, muß das Abdeckband in der untersten Ruderstellung a) gerade straff sein, wobei in der Außenkontur Ecken entstehen. Zu der nicht ausgeschlagenen Stellung b wirft das Band schon Falten, die sich in der nach oben ausgeschlagenen Stellung c noch verstärken. Die günstigste aber selten angewandte Möglichkeit ist diejenige, bei welcher die Ruderdrehachse genau in der Flügeloberseite liegt. Die Lagerung, die natürlich nicht über die ganze Länge des Ruders geht, sondern auf einzelne Stellen beschränkt bleibt, ragt dann wohl über die Kontur hinaus, das Abdeckband kann dann aber ohne große Falten die entstehende scharfe Ecke zwischen Ruder tnd Flosse überdecken. Auch dabei entsteht aber noch schädlicher Widerstand und verminderte Ruderwirksamkeit.
Aus diesem Grund ist schon seit Jahrzehnten immer wieder versucht worden, vor allem bei Segelflugzeugen, die Flossen bzw. Flügeloberseite durchgehend elastisch auszubilden und den hinteren Teil des Leitwerks elastisch zu verformen, wobei nur auf der Unterseite ein Spalt entsteht.
Allen diesen Lösungen gemeinsam war die Tatsache, daß infolge der am verformbaren Flossenteil auftretenden Luftkräfte und -Momente die elastische Flossenoberseite starke Druckkräfte übertragen mußte.-Dadurch mußte sie entsprechend stark gestaltet werden und erforderte hohe Kräfte zur Verformung. Aus diesem Grund hat sich bisher keine solche Lösung durchgesetzt.
Nicht gelöst war bisher die Aufgabe, ein Ruder so zu lagern, daß die Abdeckung des Schlitzes elastisch, also ohne Ecken und Falten, erfolgen kann, ohne daß jedoch diese Abdeckung zur ffbertragung von Kräften herangezogen werden muß.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Lagervorrichtung für das Ruder gelöst, durch welche das Ruder so geführt wird, daß'die Abdeckung bei jeder Ruderstellung gleiche Länge und über diese Länge annähernd konstante Krummung haben kann. Der Querschnitt durch die Abdeckung ist also immer annähernd ein Kreisbogen bzw. ein Geradenstück konstanter Länge. Die Abdeckung muß dabei nur ihre eigene Form einhalten, wobei sie in Ruder und Flosse verklebt sein darf. Sie muß außer den Kräften, die sie in ihrer eigenen Form halten, keinerlei andere Kräfte übertragen. Dadurch kann sie sehr dünn ausgeführt werden und es sind keine wesentlichen kräfte erforderlich, um sie zu verformen.
Eine'Bewegung des Ruders, die dem Erfindungsgedanken in einer gewissen idealen leiste entsprechen würde, ist dadurch zu beschreiben und auch sehr einfach formelmäßig zu erfassen, daß man von der Abdeckung verlangt, sie soll tangential in Plosse und Ruder übergehen und bei gleicher Länge jeweils genau konstante Krümmung über diese Länge haben. Für diese Idealbewegung ist die Bahn jedes Ruderpunktes ohne Schwierigkeiten zu errechnen. Allerdings ist bisher keine Vorrichtung bekannt, mit welcher diese Idealbewegung auf einfache Weise realisiert werden kann. Eine sehr gute Annäherung an die Idealbewegung erhält man erfindungsgemäß, indem man gemaß Fig. 3 a die Lagerung mit Hilfe von zwei jeweils von verschiedenen Lagerpunkten 7 und 8 des Ruders zu zwei verschiedenen Lagerpunkt-en 5 und 6 der Flosse führenden Schwingen 9 und 10 als sog. Viergelenkbogen ausbildet, wobei die Lagerpunkte 5 und 6 der Flosse die zur nichtausgeschlagenen Stellung des Ruders gehörenden Erümmungsmittelpunkte der Bahnen sind, welche die Lagerpunkte 7 und 8 des Ruders bei der Bewegung mit exakt konstanter Krümmung der Abdeckung beschreiben.
Die Berechnung der bei der Idealbewegung entstehenden Bahnen zweier verschiedener Ruderpunkte 7 und 8 sowie die Ermittlung der Erümmungsmittelpunkte dieser beiden Bahnen an denjenigen Bahnpunkten, die zum nichtausgeschlagenen Ruder gehören, erfolgt mit bekannten Methoden. Man verbindet dann die ausgewählten Ruderpunkte 7 und 8 durch zwei Schwingen 9 und 10 mit den zugehörigen Krümmungsmittelpunkten 5 und 6, die dadurch Lagerpunkte in der Flosse werden. Damit erhält man insgesamt einen Viergelenkbogen, bei welchem das Ruder gleichzeitig die Verbindung zweier Gelenke darstellt. Die damit erreichte Lagerung des Ruders 2 ergibt eine Ruderbeegung, bei welcher die Abdeckung konstante Länge und annähernd konstante Krümmung haben kann, ohne daß sie Kräfte iibertragen muß.
Ein Beispiel eines solchen Viergelenkbogens ist im Unteranspruch 3 beschrieben.
Es zeigt sich, daß die in Fig. 3 b und c beschriebene erfindungsgemäße Ruderbewegung sich nur wenig von der Bewegung bei der Lagerung in einer festen Achse unterscheidet. Alle Antriebe dieses Ruders können damit in konventioneller Weise durchgeführt werden. Man muß lediglich anstelle der üblichen Lagerung mit fester Achse vorfertigbare Viergelenkbogen benützen und kann den Ruderspalt elastisch verschließen.

Claims

PatentansPrüche -

Vorrichtung für eine Lagerung von Rudern und Wölbungsklappen von Flugzeugen mit einer Abdeckung des zwischen Ruder und dazugehöriger Flosse bzw. Flügel bestehenden Spaltes, die tangential an Ruder und Flosse anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung bei jeder Ruderstellung die gleiche Länge und über diese Länge annähernd konstante Krümmung besitzen kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung mit Hilfe von zwei jeweils von verschiedenen Lagerpunkten(7 und 8 des Ruders zu verschiedenen Lagerpunkten 5 und 6 der Flosse führenden Schwingen 9 und id: als sog. Viergelenkbogen ausgebildet ist, wobei die Lagerpunkte 5 und 6 in der Flosse die zur nicht ausgeschlagenen Stellung gehörenden Krümmungsmittelpunkte der Bahnen sind, welche die zugehörigen Lagerpunkte 7 und 8 des Ruders bei der Bewegung mit exakt konstanter Krümmung der Abdeckung beschreiben.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht ausgeschlagenem Ruder die vier Punkte 5,6,7 und 8 des Viergelenkbogens auf einem rechtwinklig gleichseitigen Dreieck liegen, wobei der Flossenlagerpunkt 5 der Schwinge 9 in der Mitte der in dieser Stellung geradlinigen Abdeckung liegt, der Ruderlagerpunkt 7 der Schwinge 9 auf dem zugehörigen Lot auf der Abdeckung in einer Entfernung von 30 bzw. 40 der Abdecklänge, die Schwinge 10 unter 45° gegen die erste nach vorn geneigt ist, ihr Ruderlagerpunkt 8 ungefähr gleich weit weg von der Abdeckung ist wie der Ruderlagerpunkt der ersten Schwinge und der Abstand der beiden Flossenlagerpunkte 5 und 6 möglichst genau 9,50 ffi bzw. 9,95 % der Abdecklänge beträgt.

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