DE2421627A1 - Flugzeug-faltpropeller - Google Patents

Description

• Flugzeug-Faltpropeller Die Erfindung betrifft einen Plugeeug-Faltpropeller bei dem sich die beiden Blatthälften im Ruhezustand zur Längsrichtung der Propeller-Antriebswelle hin einfalten.
• Derartige Faltpropeller sind insbesondere im Zusammenhang mit Motorseglern, also mit Segelfhgzeugen die zum Start, jedoch auch zur Reise, einen Hilfsmotor einschalten können, bekannt geworden.
• Bei diesen bekannten Faltpropellnrn sind die einzelnen Blatthälften um eine bei der Blattwurzel angeordnete querliegende Achse zu verschwenken. Ein Federzug sorgt in Ruhestellung dafür, daß die beiden Blatthälften um diese Achse etwa parallel zur Antriebsachse liegend ausgerichtet werden. Im Arbeitszustand werden die Blatthälften entgegen der Federkraft durch die Fliehkraft sowie die am Propeller angreifenden iuftkräfte bis zu einem Anschlag, der die Verschwenkbewegung der beiden Blatthälften bei einer senkrecht auf der Antriebswelle stehenden Ebene begrenzen, aufgerichtet.
• Zweck der Konstruktion ist es den Luftwiderstand des stehenden Propellers auszuschalten und damit dem Segelflugzeug nahezu glei9hgute Gleiteigenschaften zu geben wie einem Segelflugzeug ohne diesen Hilfsantrieb. Hierzu gibt es allerdings noch weitere Möglichkeiten wie Motor in Rumpfnase, Fest- oder Segelstellungspropeller; Motor im Rumpfmittelteil, Propeller über Fernantrieb im Flügel oder im Leitwerk; Antrieb einschliessiöh Propeller an einem im Rumpf voll versenkbaren Träger; ummantelte Luftschraube im Leitwerksträger; Nurflügel mit Druckschraube.
• Die Unterbringung des Motores in der Rumpfnase hat sehr große Vorteile, insbesondere hinsichtlich seiner raummäßigen'Unterbringung, wie auch seiner Trennung gegen die Zelle durch ein einfaches Brandschott. Allerdings sind die Segelflugleistungen, auch bei Verwendung eines Segelstellungspropellers, nur mäßig.
• Beim Fernantrieb des Propellers und im Rumpfmittelteil angeordnetem Motor treten regelmäßig Übertragungs- und Schwingungsprobleme, jedochsauch Kühlprobleme auf.
• Die Lösung den Antrieb auf einen in den Rumpf einziehbaren Träger aufzusetzen hat schon zu beachtlichen Konstruktionen geführt, da hierbei, bei eingefahrenem Antrieb, sehr gute Segeleingenschaften erzielt werden. Allerdings entstehen große konstruktive und platzmäßige Probleme; außerdem können in aller Regel nur kleine Buftschrauben mit schlechtem Wirkungsgrad verwendet werden, so daß die Motorflugleistungen im allgemeinen recht bescheiden sind.
• Sowohl die Motorflug- wie auch die Segelflugeigenschaften eines mit einer ummantelten im Leitwerksträger angeordneten Luftschraube, müssen als unzureichend bezeichnet werden, wenn nicht große konstruktive Aufwendungen zum Abdecken des Lufteinlasses in Segelstellung beziehungsweise ungehinderten Luftzufuhr beim Motorflug zu der Buftschraube beziehungsweise den Buftschrauben getroffen werden. Im allgemeinen entstehen bei derartigen Konstruktionen auch recht beachtliche Lärmprobleme.
• Die Flugeigenschaften eines Nurflügel-Flugzeuges liegen, zumindest bei den heute bekannten Konstruktionen, deutlich unter denen konventioneller Bauart, so daß sie schon aus diesem Grunde ausscheiden müssen.
• Nach dem Überblick über die gesamten möglichen Konstruktionen erscheint die Anordnung des Motores in der Rumpfnase, also die auch bei konventionellen Motorflugzeugen getroffene Anordnung, am zweckmäßigsten. Es entstehen keine Unterbringungsprobleme, keine Probleme hinsichtlich der Brandabschottung, keine Schwingungs- und keine Kühlprobleme. Allerdings muß bei dieser Anordnung dafür gesorgt werden, daß der schädliche Widerstand des Propellers in der Ruhestellung ausgeschaltet wird, und auch, daß vorhandene Kühlöffnungen für den Motor in Ruhestellung des Motors strömungsgünstig abgedeckt werden.
• Prinzipiell wäre eine Verminderung des Widerstandes der durch den stehenden Propeller hervorgerufen wird dadurch zu erreichen, daß ein Faltpropeller Anwendung findet der sich in Ruhestellung durch eine Federmechanik automatisch zusammenfaltet. Derartige Propeller wurden bisher allerdings noch nicht als Zugpropeller eingesetzt, sondern lediglich als Druckpropeller, wobei sich die beiden Blatthälften bei Stellstand des Propellers in Richtung der das Flugzeug umströmenden Luft strömung zusammenfalten. Ein Zusammenfalten nach vorne, wie dies evtl. bei einem an der Rumpfnase angeordneten Propeller denkbar wäre ist ausgeschlossen, da in dieser Richtung die Propeller-Vortriebskräfte wirken. Einem automatischen Zusammenfalten bei auslaufendem Motor in Richtung der Luftströmung, also in Richtung der Rumpfnase, steht aber die Rumpfnase im Wege. Der Einsatz bekannter Faltpropeller ist dadurch nicht möglich.
• Um trotzdem diesen aerodynamisch günstigen Faltpropeller einsetzen zu können und dadurch, bei Stillstand des Motores, sehr gute Segelflugeigenschaften derartiger Flugzeuge zu erhalten, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die beiden Blatthälften an eine willkürlich bedienbare, verriegelbare Einstellmechanik angelenkt und in Propeller-Ruhestellung in entsprechend geformte Öffnungen des Rumpfes einschwenkbar sind.
• Nicht mehr also wie bei den bekannten Faltpropellern wird das Zusammenfalten durch eine Federmechanik erreicht die bei Stillstand des Triebwerkes automatisch die beiden Blatthälften zusammenfaltet, sondern beide Blatthälften sind an einer Einstellmechanik angebracht, die willkürlich, bei Bedienung durch den Piloten, entweder die Blatthälften ausfährt und in dieser Stellung verriegelt, oder die Blatthälften zurückschwenkt bis sie in Öffnungen des Rumpfes verschwinden und damit keinen Widerstand mehr erzeugen.
• Damit verhält sich ein derartiger in Arbeitsstellung befindlicher Propeller wie ein normaler starrer Propeller, das heißt, es ist möglich den Motor am Propeller anzuwerfen oder ihn auch durch Stürzen des Flugzeugs und die hierdurch am Propeller angreifenden Luftkräfte anzuwerfen. Selbstverständlich können dann auch noch, in an sich bekannter Weise, die Öffnungen in die die Blatthälften in Ruhestellung des Triebwerkes eingefahren werden, abgedeckt werden, wobei zweckmäßigerweise diese Öffnungen gleichzeitig die Kühlluft-Einlaßöffnungen für die Motorkühlluft sind. Bei einem derart willkürlich bedienbaren und einziehbaren Faltpropeller ergeben sich, da ein großer Propellerdurchmesser bei einer geringen Motordrehzahl gewählt werden kann, zusammen mit einer nahezu beliebig großen Auspuffanlage nicht nur geringe Lärmprobleme, sondern auch sÆr gute Motorflugleistungen; außerdem ist die Kühlung des Antriebsmotores durch seine Anordnung in der Rumpfnase mit Sicherheit gewährleistet. Trotzdem sind die Segelflugleistungen eines derartigen Flugzeuges nur geringfügig schlechter als die eines gleichwertigen Flugzeuges ohne Hilfsmotor, da der schädliche Widerstand des Triebwerkes mit Propeller nahezu vollkommen ausgeschaltet wird; lediglich dürfte der Widerstand des Rumpfes etwas höher sein als beim Flugzeug ohne Hilfsantrieb, da der Rumpf infolge des unvermeidlichen Spaltes zwischen den Abdeckverkleidungen höchstwahrscheinlich voll turbulent umströmt wird.
• An die Konstruktion der willkürlich bedienbaren, verriegelbaren Einstellmechanik sind folgende Anforderungen zu stellen: Die Mechanik sollte eine Feststellung der Blätter im entfalteten Zustand ermöglichen, die nicht über das Bedienungsgestänge wirkt; Die Feststellung der Blätter im gefalteten Zustand hingegen darf über das Bedienungsgestänge erfolgen; Die Feststellung der entfalteten Propellerblätter muß so gestaltet sein, daß sie weder durch Schwingungen in der Nabe, durch Schwingungen des Blattes, noch durch Fliehkräfte geöffnet werden kann; Die Bedienung der Einstellmechanik sollte entweder über in der Propellernabe unterzubringende Hilfstriebe oder über eine in den Pilotenraum führende Bedien-Stoßstange erfolgen.
• Diese Forderungen werden in erfindungsgemäßer Weise erfüllt durch eine Einstellmechanik die durch je einen Kniehebel für jede Blatthälfte gebildet ist, der einerseits am Blatt mit Abstand von dessen Schwenklagerung und andererseits an einem Steg angelenkt ist, wobei der Steg gegen Federkaft bis zur Strecklage des Kniehebels verschiebbar ist. Die Kniehebel können hierbei durch eine Stoßstange vom Pilotenraum aus bedient werden, oder auch über einen Servomotor.
• Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt und zwar zeigen: Fig. 1 eine Anordnungsskizze für den Antrieb in der Rumpfnase mit Propeller in Arbeitsstellung, Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die Kontur der Rumpfnase und Fig. 3 einseitig eine Einstellmechanik in Längsschnitt.
• In der Rumpfnase 1 eines Segelflugzeuges ist ein Antriebsmotor 2 wie Fig. 1 zeigt, eingebaut. Durch die als Hohlwelle ausgeführte Antriebswelle 3 des Propellers 4 führt eine Bedien-Stoßstange 5 in den Pilotenraum. Seitlich der Rumpfnase sind zwei Taschen 6, 7 vorgesehen die an ihrem hinteren Ende zu Kühlluftöffnungen 8, 9 führen. Zwischen dem Antriebsaggregat und dem Pilotenraum ist ein Brandschott 10 eingefügt.
• Die Propellernabe, die durch einen Spinner 11 abgedeckt ist, ist in Fig. 3 nochmals in einem einseitigen Schnitt dargestellt. Eine Blatthälfte des Propeller 4 ist um einen Zapfen 12 verschwenkbar gelagert. Fest mit dem Propellerblatt verbunden ist ein Flansch 13 an dem drehbar das dem Propellerblatt 4 zugehörige Teilstück 14 eines Kniehebels angelenkt ist. Das jenseitige Teilstück 15 des Kniehebels ist an einem Steg 16 verschwenkbar gelagert. Mit ihm verbunden ist ein Gabelstück 17 das über eine Bilfs-Stoßstange 18 mit der Bedien-Stoßstange 5 verbunden ist. Die Bedien-Stoßstange 5 ist in einer Abschlussplatte 19 in einem Schiebelager 20 geführt; nicht eingezeichnet ist ein Drucklager das die Drehbewegung der Bedien-Stoßstange 5 beim Betrieb des Motores übernimmt.
• Der Steg 16 wird durch eine Peder 22, die in einer Federhülse 21 untergebracht ist, mittels eines Bolzens 23 auf den oberen Abschluß der Federhülse 21 gedrückt. Der Druck kann durch eine Bolzenmutter 24 eingestellt werden. Am jenseitigen Ende ist auf den Bolzen 23 eine Justiermutter 25 aufgeschraubt, die den Verschiebeweg des Bolzens 23 und damit auch des Steges 16 begrenzt. An der ederhülse 21 ist ein Anschlag 26 angeschweisst, an den das Gelenk 27 zwischen den beiden Kniegelenkt-Teilstücken 14, 15, im ausgefahrenen Zustand der Propellerblätter 4, anschlägt.
• Fig. 3 zeigt die Propellerbläter 4 in ausgefahrenem, verriegelten Arbeitszustand. Hierzu wurde die Bedien-Stoßstange 5 in den Pilotenraum gezogen, nahm hierbei, über die Hilfs-Stoßstange 18, das Gabelstück 17 und auch das Teilstück 15 des Kniegelenks mit, so daß das Kniegelenkrüber seinen oberen Totpunkt unter Abheben des Steges 16 von der Pederhülse 21 in die gezeichnete verkniete Lage geführt wurde. Damit ist nicht *das Propellerblatt 4 eindeutig verriegelt, sondern es können auch geringfügige Auslenkungen des Propellerblattes 4 durch die Peder 22 aufgenommen werden. Zu starke Schwingungen werden hierbei durch die Jutiermutter 25, die gerade nur das Abheben des Steges 16 von der Führungshülse 21 zum Verknien des Kniegelenks zulässt, begrenzt.
• Hervorzuheben an der Konstruktion ist, daß die Verknieungskraft, also die Verriegelung der Propellerblätter 4, exakt durch die Bolzen.
• mutter 24 eingestellt werden kann, und daß außerdem Lagerspiel keinen Einfluss auf die Sicherheit der Verknieung hat, da ein derartiges Spiel durch die Pederkraft immer ausgeschaltet wird.
• Zum Falten der Propellerblätter 4 wird die Bedien-Stoßstange 5 nach vorne geschoben, wodurch die Verknieung aufgehoben wird und die Propellerblätter 4 zum Rumpf hin verschwenkt werden. Diese Verschwenkbewegung ist so lange fortzusetzen, bis die Propeller blätter 4 in den Taschen 6, 7 der Rumpfnase 1 liegen und hierbei auch die Kühlluftöffnungen 8, 9 abgedeckt haben. Um eine noch weitergehende Verminderung des Widerstandes beziehungsweise der durch die in den Taschen 6, 7 eingelegten Propellerblätter 4 hervorgerufenen Turbulenz zu erreichen, können die Taschen 6, 7 wie auch die Kühlluftöffnungen 8, 9 noch in an sich bekannter Weise durch Abdeckklappen abgedeckt werden. Die Betätigung dieser Klappen kann hierbei durchaus mit der Bewegung der Bedien-Stoßstange 5 gekoppelt sein.

Claims (9)

Patentansprüche

1.)Flugzeug-Paltpropeller bei dem sich die beiden Blatthälften im Ruhezustand zur Längsrichtung der Propeller-Antriebswelle hin einfalten, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Blatthälften (4) an eine willkürlich bedienbare, verriegelbare Einstellmechanik angelenkt und in Propeller-Ruhestellung in entsprechend geformte Taschen (6, 7) des Rumpfes einschwenkbar sind.

2. Flugzeug-Faltpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (6, 7) abdeckbar sind.

3. Plugzeug-Faltprop eller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (6, 7) die Kühlluft-Einlassöffnungen (8, 9) sind.

4. Flugzeug-Faltpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmechanik je ein Kniehebel (14, 15) für jede Blatthälfte (4) ist, der einerseits am Propellerblatt (4) mit Abstand von dessen Schwenklagerung (12) und andererseits an einem Steg (16) angelenkt ist, wobei der Steg (16) gegen Federkraft (22) bis zur Strecklage des Kniehebels (14, 15) verschiebbar ist.

5. Flugzeug-Faltpropeller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (14, 15) durch eine in den Pilotenraum führende Bedien-Stoßstange (5) manuell verschwenkbar sind.

6. Flugzeug-Faltpropeller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (14, 15) über einen Spindeltrieb durch einen in der Propellernabe untergebrachten Servomotor verschwenkbar sind.

7. Slugzeug-Faltpropeller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (14, 15) über einen Hydraulikantrieb verschwenkbar sind.

8. Flugzeug-Faltpropeller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeweg des Steges (16) mittels einer Justiermutter (25) justierbar ist.

9. FlugzeugFttpropeller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknieungskraft durch Vorspannen einer Feder (22) mittels einer Bolzenmutter (24) einstellbar ist.