-
Vorrichtung zur Steuerung von Flächenflugzeugen des Enten-
-
oder Tandemtyps
Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Steuern von Flächenflugzeugen des Enten- oder Tandemtyps mit
mindestens je einer vor und hinter dem Flugzeug-Schwerpunkt angeordneten, dauernd
Auftrieb annähernd in Richtung der Hochachse des Flugzeugs liefernden Tragfläche,
wobei der Abstand des Flugzeug-Schwerpunkts gegenüber mindestens einer der Tragflächen
veränderbar ist.
-
Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern von Flächenflugzeugen
des Enten- oder Tandemtyps bekannt (US-PS 4,010,920). Hierbei wird der Abstand mindestens
einer Tragfläche gegenüber dem Flugzeug-Schwerpunkt dadurch verändert, dass diese
Tragfläche vom Flugzeug-Schwerpunkt weg oder zu diesem hin verschoben wird. Eine
solche Vorrichtung erlaubt somit die Steuerung der Bewegung des Flugzeugs um seine
Querachse.
-
Bei kleineren und leichter gebauten Flächenflugzeugen, insbesondere
bei motor losen Flächenflugzeugen, stellt die beweglich angeordnete Tragfläche eine
verhältnismässig aufwendige und auch das Gesamtgewicht des Flugzeugs ungünstig beeinflussende
Lösung dar. Bei solchen Flugzeugen ist es deshalb vorteilhafter, nicht eine Tragfläche
beweglich gegenüber dem Flugzeugrumpf anzuordnen, sondern umgekehrt den Abstand
des Flugzeug-Schwerpunkts von dieser Fläche durch Verschiebung der Lage des Flugzeug-Schwerpunkts
zu ändern. Eine solche Lösung bietet sich insbesondere bei den erwähnten Leichtflugzeugen
an, da bei diesen das Gewicht des Piloten einen verhältnismässig grossen Anteil
des Fluggewichts ausmacht, so dass dann eine Aenderung der Lage des Flugzeug-Schwerpunkts
erreicht wird, wenn der Abstand des Schwerpunkts des Piloten gegenüber dieser Tragfläche
verändert wird. Solche, als motorlose Flächenflugzeuge gebaute Flugzeuge sind bekannt
und werden als Drachen, Deltaflügler oder Hängegleiter bezeichnet. Diese bestehen
praktisch nur aus
dem Tragwerk und einer Einrichtung zur Aufnahme
des Piloten, während der Rumpf, das Leit- und Steuerwerk sowie das Fahrwerk weitgehend
entfallen. Der Pilot hat somit das Flugzeug ohne irgendwelche weitere Hilfsmittel
durch Laufen zu starten, während das Landen ebenfalls auf den Füssen erfolgt. Die
Steuerung eines solchen Flugzeugs um die verschiedenen Flugzeugachsen erfolgt dadurch,
dass der Pilot sein Gewicht entsprechend zu verlegen hat; die Steuerbarkeit ist
jedoch sehr beschränkt.
-
Ausser der beschränkten Steuerbarkeit sind auch die Flugleistungen
eines solchen Flugzeugs oder Gleiters beschränkt. Es können praktisch nur Gleitflüge
einem Hang entlang ausgeführt werden, da der Gleitwinkel mit etwa 1:5 bis 1:10 verhältnismässig
ungünstig ist. Zudem bietet der Pilot praktisch seine gesamte Körperfläche dar,
so dass auch der Luftwiderstand entsprechend gross ist. Der Einsatz solcher Flugzeuge
kann zudem bei grösseren Windgeschwindigkeiten mit erheblichen Unfallgefahren verbunden
sein, so dass schon bei verhältnismässig kleinen Windeschwindigkeiten der Einsatz
solcher Flugzeuge einzustellen ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung der genannten
Mängel an den bekannten motor losen Flächenflugzeugen eine Vorrichtung der eingangs
erwähnten Art so zu gestalten, dass eine wesentliche Verbesserung der Flugleistungen
erreicht wird.
-
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass als Seitenstabilisator
zwei V-förmig angeordnete flächenförmige, profilierte Streben vorgesehen sind, die
als Abstützung der - in Flugrichtung gesehen - hinter und über dem Schwerpunkt des
Flugzeugs angeordneten Tragfläche an dem Flugzeugrumpf dienen.
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Figuren der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht von hinten eines motorlosen Entenflugzeugs,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Entenflugzeugs nach Fig. 1 während der Startphase,
Fig. 3 eine Seitenansicht wie in Fig. 2, jedoch unmittelbar nach der Startphase
und Fig. 4 eine teilsweise Seitenansicht wie in Fig. 2, jedoch während des Gleitens.
-
Die Erfindung geht von der Ueberlegung aus, dass sie besonders günstig
bei einem Flächenflugzeug des Ententyps anwendbar ist.
-
Das in den Figuren dargestellte Flugzeug weist einen Rumpf 1 zur Aufnahme
des Piloten 2 auf. Am Rumpf 1 ist eine vordere Tragfläche 3 mittels eines in den
Rumpf 1 übergehenden Arms 4 nicht bewegbar abgestützt. Die Tragfläche 3 liegt -
in Flugrichtung gesehen - vor dem Flugzeug-Schwerpunkt 5, 5', während eine weitere
Tragfläche 6 - in Flugrichtung gesehen - hinter dem Flugzeug-Schwerpunkt 5, 5' angeordnet
ist. Die hintere Tragfläche 6 ist durch zwei V-förmig angeordnete profilierte Streben
7 am hinteren Teil des Flugzeugrumpfs 1 abgestützt. Wesentlich ist, dass die Streben
7 eine verhältnismässig grosse Profiltiefe aufweisen, etwa entsprechend der Flügeltiefe
der hinteren Tragfläche 6. Durch diese von den Streben 7 gebildeten Flächen wird
eine gute Kursstabilität des Flugzeugs gewährleistet. Da es im Hinblick auf eine
gute Längsstabilität erwünscht ist, die hintere Tragfläche 6 wesentlich oberhalb
der vorderen Tragfläche 3 anzuordnen, ergibt sich für die Streben 7 eine Doppelfunktion,
nämlich
eine Tragfunktion zur Abstützung der hinteren Tragfläche 6 einerseits und einer
Seitenstabilitätsfunktion andererseits. Zudem übernehmen die Streben 7 mit ihrem
Auftrieb einen Teil des Fluggewichts.
-
Um den Luftwiderstand des Piloten 2 zu verringern, ist es zweckmässig,
wie dies in den Figuren dargestellt ist, den Piloten 2 in liegender Stellung im
Flugzeugrumpf 1 unterzubringen. Eine sitzende Lage ist ebenfalls möglich.
-
Um auf ein Höhenruder verzichten zu können, wird der Pilot 2 im Flugzeugrumpf
1 längsbeweglich gelagert, damit durch Verschieben seines Gewichts das Steuern des
Flugzeugs um die Querachse erreicht werden kann. Durch Verschiebung des Gewichts
des Piloten 2 wird eine Verlagerung des Gesamt-Schwerpunkts innerhalb eines durch
die beiden Extremlagen 5, 5' bezeichneten Bereichs erreicht, der für die Bewegung
des Flugzeugs um die Querachse erforderlich ist. Damit der Pilot 2 sich leicht in
Längsrichtung des Flugzeugrumpfs 1 bewegen kann, wird ein an einer Drehachse 8 schwenkbares
Lagerbrett 12 vorgesehen, wobei die Drehachse 8 längs des Flugzeugrumpfs 1 innerhalb
eines Bereichs auf zwei Schienen (durch Pfeile dargestellt) verschiebbar ist, der
durch die beiden, in Fig. 3 und 4 dargestellten Extremlagen 8 und 8' gegeben ist.
-
Da zur Erreichung höherer Flugleistungen grössere Spannweiten erforderlich
sind, ist aus Sicherheitsgründen eine Quersteuerung in Form von Querrudern 9 vorgesehen,
die an den Enden der hinteren Tragfläche 6 angeordnet sind und die manuell vom Piloten
2 betätigt werden. Dies kann zweckmässig durch eine beidseits längs des Rumpfes
1 angeordnete Griffeinrichtung 13 erreicht werden, die zudem dem Piloten 2 dazu
dient, sein auf der verschiebbaren Drehachse gelagertes Gewicht in Flugrichtung
vorwärts oder rückwärts zu bewegen, um damit die Flugzeugbewegungen um die Querachse
durchzuführen.
-
Durch die liegende Stellung des Piloten erreicht man einen kleinen
Rumpfquerschnitt, und dementsprechend eine genügende Länge für die V-förmig, etwa
in 30° geneigten Streben 7. Dadurch ergibt sich sowohl eine genügende Seitenstabilität
und gleichzeitig wird die aus Gründen der Längsstabilität beim Ententyp erwünschte
Hochlage der hinteren Tragfläche 6 erreicht.
-
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Start trägt der Pilot 2 mit Hilfe
einer nicht dargestellten Abstützung das Flugzeug, wobei er in einer im Rumpfboden
1 angeordneten Oeffnung steht, die durch Klappen 10 verschliessbar ist. Ebenso wird
ein Teil der Kabinenhaube 11 weggeklappt. Der Pilot 2 beginnt nun auf einem leicht
geneigten Hang zu laufen, bis er die Abhebegeschwindigkeit des Flugzeugs erreicht.
Dann zieht er seine Beine ein und verstaut sie im hinteren Teil des Rumpfes (Fig.
3) und schliesst die Bodenöffnung durch die Klappen 10 und die Abdeckung 11. Während
des Starts und der in Fig. 3 bezeichneten Lage verändert sich die Lage des Schwerpunkts
5 praktisch nicht, da die Bewegung des Piloten 2 um die Drehachse 8 erfolgt, welche
etwa der Lage des Schwerpunkts des Piloten 2 entspricht.
-
Für den weiteren Flug kann der Pilot 2 sich mittels der Griffeinrichtung
13 in Längsrichtung des Flugzeugs verschieben und die Quersteuerung betätigen. Die
Seitenstabilität wird durch die Streben 7 gewährleistet.
-
Durch die Kombination der durch die Streben 7 bewirkten Seitenstabilität
mit dem Ententyp einerseits und in Verbindung mit der feinfühligen Steuerungsmöglichkeit
um die Querachse und Längsachse andererseits erreicht man eine hervorragende Steuerbarkeit
des beschriebenen Gleiters nach dem Ententyp. Durch die V-förmige Anordnung der
Streben 7 spart man das Seitenruder und das entsprechende Gewicht sowie etwas Gewicht
an der hinteren Tragfläche 6 durch Verminderung der freitragenden Flügelbreite.
-
Zudem verbessert sich das Verhältnis der tragenden zur gesamten
benetzten
Fläche, welche Zahl als kennzeichnend für die aerodynamische Güte eines Flugzeugs
gilt.
-
Leerseite