DE249702C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei Schraubenfliegern trifft der nach vorwärts schlagende Flügel der Hubschrauben die Luft mit einer relativen Geschwindigkeit, welche um die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Schraube vergrößert ist; dagegen ist die relative Geschwindigkeit des nach rückwärts schlagenden Flügels um die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Schraube vermindert. Bei zwei übereinander angeordneten und sich entgegengesetzt drehenden Schrauben A und B halten sich die beiden einseitigen Hebekräfte Pe und Pb das Gleichgewicht.

Hierbei entstehen jedoch innerhalb des Systems bedeutende Spannungen, während in dem Lager L Klemmkräfte auftreten.

Dieser Übelstand wird gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die an und für sich starren Schraubenflügel voneinander unabhängig mittels Gelenke schwingbar gelagert sind, welche zur Schraubenflügelmittellinie derart schräg gestellt sind, daß die Gelenkdrehachse mit letzterer, von der Mittellinie des Schraubenflügels gegen die Vorderkante zu gedacht, einen spitzen Winkel bildet.

Die beiden Schraubenflügel nehmen dann während der Drehung der Schraube, voneinander unabhängig, eine Gleichgewichtslage ein, in der sich der Flügel unter einem gewissen Erhebungswinkel y zur Drehungsebene E-E der Schraube einstellt, dessen Größe einerseits durch die auf die Flügel nach oben wirkende Reaktionskraft und andererseits durch die in radialer Richtung wirkende Zentrifugalkraft bestimmt wird. Die durch die Schrauben erzeugten Hebekräfte Pa und Pb greifen nun an den Gelenken α bzw. b in der Nähe der Achse an, so daß die die Klemmung des Lagers L bewirkenden Momente dieser Kräfte gänzlich aufgehoben oder so weit vermindert werden können, daß sie praktisch nicht mehr in Betracht kommen.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht im folgenden.

Wenn sich die Schraube in ihrer Drehungsebene auch geradlinig fortbewegt, so erreicht während einer Umdrehung eines Flügels die auf denselben wirkende Reaktionskraft ein Maximum und ein Minimum, je nachdem der Flügel mit Bezug auf die geradlinige Fortbewegung der Schraube voreilt oder nacheilt. Infolgedessen wird der Flügel in dem ersteren Falle einen größeren Erhebungswinkel y mit der Drehungsebene E-E einschließen als im letzteren Falle, d. h. der Schraubenflügel wird während seiner Umdrehung eine Schwingung um die Zapfen α ausführen. Diese Flügelschläge bewirken nun eine teilweise Verringerung der erwähnten Ungleichmäßigkeit, indem der relative Einfallswinkel der Luft bei dem steigenden Flügel abnimmt, beim niedergehenden Flügel zunimmt.

Für diese Anordnung der Schraubenflügel

kommt bei übereinander gelagerten Doppelschrauben noch der Umstand in Betracht, daß die beiden an den Gelenken auftretenden resultierenden Hebekräfte Ra und Rb mit Bezug auf den Schwerpunkt G des zu hebenden Systems ungleich große Drehmomente ergeben, sich also nicht im Gleichgewicht halten, so daß, falls der Schwerpunkt nicht entsprechend seitlich verschoben wird, ein Kippen

ίο des Flugapparates eintreten muß. Dieser Übelstand wird gemäß vorliegender Erfindung teilweise dadurch behoben, daß die Gelenke a der Flügel der unteren Schraube A in einem entsprechend größerem Abstande D von der Achse der Schraube liegen als der Abstand d der Gelenke der Flügel der oberen Schraube B. Selbstverständlich kann der Abstand d auch gleich Null sein.

Diese Ausgleichung der Kippmomente gilt jedoch nur für bestimmte Verhältnisse und kann nur als grober Ausgleich betrachtet werden, welcher je nach Änderung der Fortbewegungsgeschwindigkeit oder bei auftretenden Windstößen usw. einer weiteren Verbesserung bedarf. Letztere kann gemäß der Erfindung nun dadurch erreicht werden, daß die beiden Schrauben, oder nur eine derselben, in Fig. ι z. B. die Schraube B, durch Vermittlung eines Kugel- oder Kreuzgelenkes g mit der Welle h der Schraube verbunden ist. Das Gelenk g ist mit einem die freie Drehung der Schraube gestattenden Stellhebel i verbunden, mittels dessen die Lage der 'Drehungsebene der Schraube B mit Bezug auf die Drehungsebene der Schraube A nach Belieben eingestellt werden kann. Mit der Änderung der Drehungsebene der Schraube B wird aber auch die Richtung der resultierenden Hebekraft Rb dieser Schraube mit Bezug auf die Richtung der resultierenden Hebekraft Ra der anderen Schraube A geändert, so daß erreicht werden kann, daß die Richtung der Resultante dieser beiden Kräfte Ra, Rb durch den Schwerpunkt geht oder aber in jede beliebige Richtung auch schief gestellt werden kann, um eine nach einer beliebigen Richtung gerichtete wagerechte Kraftkomponente zu erhalten, so daß diese Einrichtung gleichzeitig zur Lenkung des Flugapparates dienen kann.

Dadurch endlich, daß die Gelenke α der Schraubenflügel derart unter einem Winkel ζ (Fig. 2) zur Mittellinie des Flügels gestellt werden, daß die Gelenkdrehachse mit letzterer (von der Mittellinie des Schraubenflügels gegen die Vorderkante zu gedacht) einen spitzen Winkel bildet, werden nachstehende Vorteile erzielt.

Eine Erwägung zeigt, daß wenn der Schraubenflügel im gestreckten Zustande einen gewissen Steigungswinkel χ (Fig. 3) besitzt und der Flügel in der Richtung des Pfeiles f der Fig. 3 um das Gelenk α gedreht, also in Fig. 2 aus der Ebene des Papiers herausgehoben wird, sich der Steigungswinkel χ allmählich verkleinert, bis er gleich Null wird und bei weiterer Vergrößerung des Winkels y sogar einen negativen Wert, also eine zur ursprünglichen entgegengesetzte Richtung annimmt.

Da der voreilende Flügel sich, wie mit Bezug auf Fig. ι erläutert wurde, auf einen größeren Erhebungswinkel y einstellt als der nacheilende Flügel, so wird bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Anordnung der voreilende Flügel mit einem geringeren und der nacheilende Flügel mit einem größeren Steigurigswinkel χ arbeiten. Derart kann durch den größeren Steigungswinkel des nacheilenden Flügels selbst die kleinere relative Einfallsgeschwindigkeit der Luft an diesem Flügel zu stärkerer Wirkung gelangen, während die größere relative Einfallsgeschwindigkeit des anderen Flügels unter einem kleineren Einfallswinkel wirkt und derart eine verringerte Wirkung ausübt. Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Schrägstellung der Gelenke besteht darin, daß plötzliche Windstöße den Schraubenflieger nicht in die Luft heben, wie es bei unveränderten Steigungswinkeln infolge der mit der Relativgeschwindigkeit quadratisch zunehmenden Flügelhebekräfte geschieht.

Diese Anordnung gleicht nun aber nicht nur die Ungleichmäßigkeit der lotrechten Komponenten der Reaktionskraft, sondern in noch vollkommenerem Maße die Ungleichmäßigkeit der horizontalen Komponenten der Reaktionskräfte aus, so daß das Auftreten von Klemmungen in den Lagern durch ungleiche Tangentialkräfte fast gänzlich vermieden wird.

Claims (3)

Patent-An Sprüche:

1. Schraubenflügelanordnung für Luftschraubenpaare mit sich einander entgegengesetzt drehenden, übereinander angeordneten Schrauben, welche zur Erzeugung eines in der Achsenrichtung der Schraube gerichteten Auftriebes bei einer senkrecht zur Achsenrichtung der Schraube gerichteten Fortbewegung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die an und für sich starren Schraubenflügel voneinander unabhängig mittels Gelenke schwingbar gelagert sind, welche zur Schraubenflügelmittellinie derart schräg gestellt sind, daß die Gelenkdrehachse mit letzterer (von der Mittellinie des Schraubenflügels gegen die Vorderkante zu gedacht) einen spitzen Winkel bildet:

2. Schraubenflügelanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die

Gelenke der tiefer liegenden Schraube in einer größeren Entfernung von der Schraubenachse angeordnet sind als die oberen Gelenke.

3. Doppelluftschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Gelenke tragende Nabenteil mittels eines Kugel- oder Kreuzgelenkes mit der Schraubenwelle verbunden ist, so daß bei Verstellung der Drehungsebene die Flügel sich allmählich in die neue Drehungsebene einstellen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.