DE273033C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Es. sind bereits Stabilisierungsvorrichtungen für Flugzeuge bekannt, bei denen von einem Gleichgewichtskontakt ein elektrischer Strom geschaltet wird, der eine zum Verstellen der Stabilisierungsflächen dienende Druckluftanlage regelt. Ebenso ist es auch schon bekannt, zum Verstellen der Stabilisierungsflächen Fühlflächen zu benutzen, welche sich bei plötzlichen Windstößen oder Geschwindigkeitsänderungen entsprechend verstellen.

Von den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art unterscheidet sich der Gegenstand der Erfindung dadurch, daß der Zylinder der durch Druckluft gesteuerten und die Stabilisierungsflächen verstellenden Regelkolben mit einer Reihe von Auslässen versehen ist, die mittels in- entsprechender Anzahl angeordneter Elektromagnete je nach dem Grade der Flugzeugneigung geöffnet oder geschlossen gehalten werden und hierdurch eine kürzere oder längere Verschiebung des betreffenden Regelkolbens zulassen. Es wird hierdurch der Vorteil erreicht, daß die Wirkung der Stabilisierungsvorrichtung innerhalb ziemlich enger Grenzen abhängig ist von dem Grade der Flugzeugneigung.

Ferner zeichnet sich der Erfindungsgegenstand noch dadurch aus, daß die Stabilisierung infolge gleichzeitiger Anwendung zweier Quecksilberschwinghebel sowie verschiedener Fühlflächen sowohl bei Neigungsänderungen des Flugzeuges, bei seitlichen Windstößen wie auch bei Änderung der Geschwindigkeit erfolgt.

Auf den Zeichnungen ist die Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine in der linken Hälfte teilweise geschnittene Seitenansicht des Quecksilberschwinghebels sowie der zugehörigen Einrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie I-I der Fig. i,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer der beiden seitlichen Fühlflächen,

Fig. 4 eine zum Teil im Schnitt dargestellte Seitenansicht der vorderen Fühlfläche, und

Fig. 5 ein Schaltungsschema.

Die Grundvorrichtung besteht aus einem Metallzylinder 1, in welchem sich zwei Kolben 2 entgegen einer zwischen ihnen angeordneten Feder 3 von je einem Zylinderende bis zur Zylindermitte bewegen können. Auf dem Zylinder sind paarweise vier Elektromagnete 4, 5, 6, 7 befestigt sowie eine mit Quecksilber gefüllte U-förmige Röhre 8, die an beiden Seiten mit vier in verschiedener Höhe liegenden Kontakten 9, 10, 11, 12 versehen ist. An den beiden Zylinderdeckeln sind zwei Hähne 13 und 14 oder sonstige Absperrorgane angeordnet, deren Küken mittels je eines Hebels gedreht werden, auf dessen einem Ende sich die mit den Elektromagneten 4, 5 bzw. 6, 7 zusammenwirkenden Elektromagnetanker 15 bzw. 16 befinden, und auf deren anderes Ende je eine Feder 17 bzw. 18 derart wirkt, daß die Anker 15, 16 für gewöhnlich, d. h. bei nichterregten Magneten, von diesen abgezogen werden.

Der Zylinder 1 ist auf dem Flugzeug mittels eines Böckchens 19 (Fig. 2) befestigt, welches eine größere Anzahl paarweise angeordneter kleiner Elektromagnete 20, 21, 22, 23, 24, 25 trägt. Unten besitzt der Zylinder Lageraugen, an denen je ein doppelarmiger Hebel 26 ge-

lagert ist. Jeder dieser Hebel trägt an einem Ende einen Anker 27, der über den Polen je eines der Elektromagnetpaare 20 bzw. 25 liegt, und am anderen Ende einen Pfropfen 28, der eine entsprechend gestaltete Öffnung 29, 30 31, 32, 33 bzw. 34 des Zylinders 1 abschließt. Die die Anker tragenden Hebelenden werden durch je eine Feder 35, welche an einem seitlichen Anguß des Zylinders befestigt ist, einstellbar gegen das zugehörige Elektromagnetpaar gedrückt.

Die Hähne 13 und 14 sind durch Zwischenleitungen mit einem Druckluftbehälter verbunden, in welchem mittels eines Rückschlagventils der gewünschte Innendruck dauernd aufrechterhalten wird.

Die vorstehend beschriebene Grundvorrichtung, bei der jedoch die Röhren mit den Quecksilberkontakten auch getrennt von den Zylindem untergebracht sein können, muß auf jedem Flugzeug zweimal angeordnet sein, und zwar ist die zur Erhaltung der Ouerstabilität dienende Quecksilberröhre quer zur Fahrtrichtung des Flugzeuges eingestellt, während die zur Erhaltung der Längsstabilität dienende Vorrichtung in der Richtung der Flugzeuglängsachse angeordnet ist. Je nach Bedarf kann hierbei die Längsstabilisierungsvorrichtung derart eingestellt werden, daß die wagerechte Lage der Röhre entweder der wagerechten Lage oder einer vorgeschriebenen Neigung des Flugzeuges gegenüber der wagerechten Lage entspricht.

Die Kontakte 9 bis 12 liegen, wie erwähnt,.

in verschiedenen Höhen über dem Quecksilberspiegel, und zwar entspricht die Reihenfolge, in der sie zur Wirkung kommen, ihrer Bezifferung. Mit der Elektrizitätsquelle, z. B. dem Akkumulator 36, sind die Kontakte und die Elektromagnete in folgender Weise zusammengeschaltet :

Mit dem einen Pol der Elektrizitätsquelle ist das in der Röhre befindliche Quecksilber, mit dem anderen Pol je ein Wicklungsende der großen und der kleinen Elektromagnetpaare verbunden. Das andere Wicklungsende der großen Elektromagnetpaare 4, 5 bzw. 6, 7 ist mit den auf der nämlichen Seite liegenden, am tiefsten angeordneten, d. h. der Quecksilberoberfläche bei deren normaler Lage am nächsten befindlichen Kontakten 9, 9 verbunden. Die Wicklung des kleinen Elektromagnetpaares 20 ist an den Kontakt 10, die des Elektromagnetpaares 21 an den Kontakt 11, die des Elektromagnetpaares 22 an den Kontakt 12 angeschlossen, während links in gleicher Weise die Kontakte 10, 11, 12 mit den kleinen Elektromagnetpaaren 23, 24 bzw. 25 verbunden sind. Der Druck der Federn 35 auf die Enden der Hebel 26 ist so berechnet, daß er etwas kleiner ist als der Druck, den die in den Zylinder eingelassene Preßluft auf den Bodenquerschnitt des zugehörigen Pfropfens 28 ausübt. Infolgedessen ist die Preßluft für gewöhnlich imstande, den Pfropfen von seinem Sitz ein wenig abzudrücken und ins Freie zu entweichen.

Die Einrichtung wirkt nun in folgender Weise:

Wenn sowohl die Längs- als auch die Querachse des Flugzeuges wagerecht liegen, so berührt das Quecksilber keinen der Kontakte 9 bis 12. Der Strom ist also ausgeschaltet, die Hähne 13 und 14 sind geschlossen und die Vorrichtung befindet sich, im Zustand der Ruhe. Sinkt das Flugzeug nunmehr beispielsweise auf der rechten Seite (Fig. 1), so kommt der Kontakt 9 mit dem Quecksilberspiegel in Berührung und schließt infolgedessen den Stromkreis des Elektromagnetpaares 4, 5, das nunmehr seinen Anker 15 anzieht. Dabei öffnet sich der Hahn 13, und der Kolben 2 bewegt sich unter der Einwirkung der einströmenden Preßluft nach links, wobei die zugehörige Kolbenstange die zur Erhaltung der seitlichen Gleichgewichtslage dienende Stabilisierungsfläche 37 verstellt. Sobald der Kolben 2 die erste Öffnung 29 überschritten hat, bleibt er stehen, indem die Preßluftmenge, welche beim Fehlen dieser Öffnung 29 den Kolben weitertreiben würde, durch die von dem abgedrückten Pfropfen 28 freigegebene Öffnung 29 entweicht. In dieser Lage bleibt der Kolben so lange stehen, als der Kontakt 9 in das Quecksilber eingetaucht ist, d. h. solange die eingetretene Abweichung von der seitlichen Gleichgewichtslage fortbesteht. Gelangt das Flugzeug unter der Einwirkung des verstellten Organs in seine frühere Lage zurück, so wird der Strom durch das Austauchen des Kontaktes 9 wieder ausgeschaltet und der Anker 15 durch die Feder 17 wieder abgezogen. Hierdurch sperrt der Hahn 13 der Preßluft den ferneren Eintritt, öffnet hingegen der hinter dem Kolben 2 befindlichen Preßluft -den Weg ins Freie, so daß die Feder 3 den Kolben 2 und damit das zur Aufrechterhaltung der seitliehen Gleichgewichtslage dienende Organ in die Anfangslage zurückzubringen vermag.

In dieser Weise spielen sich die Vorgänge jedoch nur dann ab, wenn der Ausschlag der seitlichen Abweichung von der Mittellage nur klein war. Bei größerer Abweichung gelangt auch der Kontakt 10 mit dem Quecksilber in Berührung, so daß nunmehr außer dem großen Elektromagnetpaar 4, 5 auch noch das erste, 20, der kleinen Elektromagnetpaare in den Stromkreis eingeschlossen wird und seinen Anker 27 anzieht. Infolgedessen tritt zu der Kraft der Feder 35 noch die Kraft der erregten Elektromagnete 20 hinzu, so daß. der zugehörige Pfropfen 28 durch die innen wirkende Preßluft nicht wie zuvor von seiner Öffnung 29 abgedrückt wird. Die einströmende Preßluft kann

daher nicht durch diese Öffnung entweichen, treibt vielmehr den Kolben bis zur Öffnung 30 weiter. Dort bleibt der Kolben 2 stehen, da der dort befindliche Pfropfen 28 abgedrückt wird und die überschüssige Preßluft entweichen läßt.

Bei noch größerem seitlichen Ausschlag des Flugzeuges geschieht dasselbe mit den Kontakten 9, 10 und 11, den Elektromagneten 4, 5 20 und 21, den Öffnungen 29 und 30, die geschlossen bleiben, und der Öffnung 31, die durch den abgedrückten Pfropfen 28 freigegeben wird. Bei noch stärkerem seitlichen Ausschlag werden alle vier Kontakte 9 bis 12 geschlossen, die Elektromagnete 4, 5, 20, 21 und 22 erregt, und der Kolben 2 legt den ganzen Weg bis zu der in der Mitte des Zylinders 1 vorgesehenen, stets offen bleibenden Öffnung 38 zurück.

Bei Neigungen nach der linken Seite, ferner bei Neigungen nach vorn und hinten spielen sich die entsprechenden Vorgänge mit den auf der anderen Seite der Quecksilberröhre befindlichen Kontakten sowie mit den Kontakten der zweiten Quecksilberröhre ab. In allen Fällen entspricht das Maß der Verstellung des zur Zurückführung des Flugzeuges in seine Stabilitätslage dienenden Organs dem zurückgelegten Kolbenweg..

Die Vorrichtung ist um so empfindlicher, je größer die Anzahl der Kontakte und der Luftauslaßöffnungen gewählt wird.

In der Praxis gibt es jedoch noch eine andere Gruppe von Gleichgewichtsstörungen, nämlich Störungen durch seitliche Windstöße und Geschwindigkeitsänderungen. Die zur Behebung derartiger Störungen dienenden Vorrichtungen sind in den Fig. 3 und 4 dargestellt, und zwar zeigt die Fig. 3 eine der Fühlfiächen zum Auffangen seitlicher Windstöße, und Fig. 4 die gegenüber Geschwindigkeitsänderungen des Flugzeuges empfindliche Fühlfläche.

Die ersterwähnte Vorrichtung besteht aus einer Fläche 39, welche sich um die in der Fahrtrichtung liegenden wagerechten Zapfen 40 drehen kann. Das Ganze befindet sich oberhalb der Tragfläche, und zwar ist die Vorrichtung auf jeder Seite je einmal in der Weise angeordnet, daß das freie Ende der Fläche 39 nach außen gekehrt ist. Für gewöhnlich werden die Flächen 39 mittels der Regelfedern 41 in der einen Endlage gehalten, indem sie gegen einen Anschlag 42 gezogen werden. Auf der Drehachse jeder Fühlfläche ist eine isolierte Kontaktplatte 43 befestigt, welche mit dem einen Pol der Elektrizitätsquelle 36 in Verbindung steht und mit fest gelagerten Kontakten 44, 45, 46, 47 in Berührung treten kann. Von diesen ist der Kontakt 44 ebenso wie der Kontakt 9 des Quecksilberschwinghebels 8 an das große Elektromagnetpaar 4, 5 (bzw. 6, 7), der Kontakt 45 an das kleine Elektromagnetpaar 20 (bzw. 23), der Kontakt 46 an die Elektromagnete 21 (bzw. 24) und der Kontakt 47 an die Elektromagnete 22 (bzw. 25) angeschlossen. Bei ruhiger Vorwärtsbewegung ist der Stromkreis vollkommen unterbrochen, so daß die Grundvorrichtung, d. h. die beiden Quecksilberschwinghebel 8, allein stabilisierend wirken, indem sie seitlichen Schwankungen und Längsschwankungen entgegenarbeiten. Sobald aber ein seitlicher Windstoß kommt, wird dieser von der auf der entsprechenden Seite befindlichen Fühlfläche 39 abgefangen, und zwar in dem Augenblick, in welchem der Windstoß das Flügelende erreicht. Die Fläche 39 schließt hierbei infolge ihrer Ablenkung den Strom zwischen 'der Kontaktplatte 43 und den Kontakten 44 bzw. 44 und 45 bzw. 44 bis 46 oder 44 bis 47, je nach der Stärke des Windstoßes. Hierbei werden die auf der Gegenseite befindlichen entsprechenden Elektromagnete erregt, was zur Folge hat, daß der auf der Gegenseite befindliche Kolben 2 der Grundvorrichtung die zugehörige Stabilisierungsfläche 37 entsprechend einstellt. Beim Aufhören des Windstoßes wird der Strom selbsttätig ausgeschaltet.

Die gegenüber Geschwindigkeitsänderungen des Flugzeuges empfindliche Vorrichtung, die zur Erzielung eines gestreckten Fluges dient, besteht aus einer an einer rohrförmigen Spindel 48 befestigten Fläche 49. Die Spindel 48 ist in den Augen 50 eines Halters 51 leicht verschiebbar. Der Halter 51 ist so angeordnet, daß die Fläche der Platte 49 für gewöhnlich in einer zur Fortbewegungsrichtung lotrechten Ebene liegt. Auf die Spindel 48 ist eine mittels der Mutter 52 regelbare Feder 53 aufgeschoben. Auf dem einen Ende der Spindel befindet sich eine isolierte Kontaktplatte 54, welche mittels einer Schraubenmutter festgeklemmt ist und ein Schleifstück 55 trägt, das mit den Kontakten 56, 57, 58 und 59 zusammenwirkt. Die genannten Kontakte befinden sich auf einer am Halter 51 befestigten Isolierplatte 60. Die Kontaktplatte 54 ist mit dem einen Pol der Elektrizitätsquelle verbunden, die Kontakte 56 bis 59 hingegen mit den den großen bzw. den kleinen Elektromagnetpaaren zugeordnetenKontakten 9 bis 12 auf demjenigen Ende der zur Erhaltung der Längsstabilität dienenden Quecksilberröhre, welches den Aufstieg des Flugzeuges zu veranlassen vermag.

Die beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender Weise:

Wenn das Flugzeug ruht, stößt die Feder 53 die Fläche 49 nach außen, so daß die Kontakte 56 bis 59 geschlossen sind und dementsprechend ■ das Höhensteuer in die dem Abstieg entsprechende Lage eingestellt ist. Setzt sich nun das Flugzeug in Bewegung, so schiebt der Luftdruck die Fläche 49 zurück, und die Kontakte 59, 58, 57, 56 werden in der angegebenen

Reihenfolge geöffnet, wodurch sich das Höhensteuer wagerecht stellt. Hat das Flugzeug die zum Aufstieg erforderliche Normalgeschwindigkeit erreicht, so ist die Platte 49 an den. Halter 51 angedrückt und sämtliche Kontakte 59 bis 56 sind geöffnet. Der Pilot gibt nunmehr dem Höhensteuer die zum Aufstieg ■erforderliche Lage, indem er die Neigung der vor ihm befindlichen, zur Erhaltung der Längsstabilität dienenden Quecksilberröhre ein wenig ändert. Das Flugzeug steigt nunmehr so lange, als der Pilot die eingestellte Quecksilberröhre in ihrer Lage beläßt, wobei die Stabilisierung entsprechend der Lage der Quecksilber-Oberfläche gegenüber dem Flugzeuggestell erfolgt. So oft nun von vorn her ein Windstoß kommt, durch dessen Einwirkung sich die Vorwärtsgeschwindigkeit vermindert, wird die Fläche 49, auf die nunmehr ein kleinerer Gegendruck trifft, von der Feder 53 nach vorn gestoßen und schließt damit die Kontakte 56 bis 59 der Reihe nach entsprechend der Größe des eingetretenen GeschwindigkeitsVerlustes. Dabei wird das Höhensteuer auf »Abstieg« umgestellt, so daß die Geschwindigkeit des Flugzeuges zunimmt. Sobald die Normalgeschwindigkeit wieder erreicht ist, nimmt die Vorrichtung von selbst diejenige Lage ein, bei welcher die Kontakte 56 bis 59 wieder sämtlich geöffnet sind.

Fig. 5 zeigt das Schaltungsschema, und zwar sind hierbei diejenigen Leitungen, welche die Kontakte 56 bis 59 bzw. 44 bis 47 der vorderen bzw. der beiden seitlichen Fühlflächen mit den zugehörigen Elektromagneten der Längs- bzw. der Querstabilisierungsvorrichtung verbinden, gestrichelt gezeichnet, während die von dem positiven Pol des Akkumulators 36 ausgehenden Leitungen punktiert und die von dem negativen Pol ausgehenden strichpunktiert gezeichnet sind. 61, 62 und 63 sind die auf dem von Hand zu verstellenden Ausschalter angeordneten Kontakte, und zwar führt der Kontakt 61 zu der

für die Längsstabilisierung dienenden Vorrichtung, 62 zu der für die Querstabilisierung dienenden Vorrichtung und 63 zu den seitlichen Fühlflächen der Querstabilisierung, die entweder gemeinsam oder wechselweise bedient werden können.

Die beschriebene Schaltungsweise gewährt die Möglichkeit, sämtliche Vorrichtungen oder einzelne von ihnen nach Bedarf auf das rascheste auszuschalten und auf diese Weise den Gesamtapparat lediglich von den durch Hand zu bedienenden Steuervorrichtungen abhängig zu machen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche :

1. Vorrichtung zur selbsttätigen Stabilisierung von Flugzeugen mit Hilfe zweier normal zueinander stehender Quecksilberschwinghebel oder von bei seitlichen Luftstößen sowie bei Änderungen der Geschwindigkeit beeinflußten Fühlflächen, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Führung der die Stabilisierungsflächen, einstellenden, druckluftgesteuerten Regelkolben (2) dienende Zylinder (1) mit einer Reihe von Auslässen (29 bis 34 und 38) versehen ist, die mittels in entsprechender Anzahl angeordneter Elektromagnete je nach dem Grade der Flugzeugneigung geöffnet oder geschlossen gehalten werden können und hierdurch eine kürzere oder längere Verschiebung des betreffenden Regelkolbens zulassen.

2. Vorrichtung zur selbsttätigen Stabilisierung von Flugzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierung infolge gleichzeitiger Anwendung zweier Quecksilberschwinghebel sowie verschiedener Fühlflächen sowohl bei Neigungsänderungen des Flugzeuges, bei seitlichen Windstößen wie auch bei Änderungen der Geschwindigkeit erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.