DE310170C

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Publication number: DE310170C
Application number: DENDAT310170D
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Description

Lanerei

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 28. MÄRZ 1922

R EICH S PATE NTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 77h GRUPPE Anton Flettner in Berlin.

Hilfssteuereinrichtung für Luft- oder Wasserfahrzeuge. Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. September 1917 ab.

Bei kompensierten Steuerflächen, wie sie bei Luft- oder Wasserfahrzeugen Verwendung finden, besteht die Schwierigkeit, daß bei einer Verstellung der Steuerfläche der Druckmittelpunkt wandert. Da infolge der Kompensierung in der Normallage durch die Übereinstimmung der Drehachse mit dem Druckmittelpunkt ein überschüssiges, zu überwindendes Drehmoment nicht auftreten kann, kommt

ίο ein solches Drehmoment nunmehr durch Wanderung des Druckmittelpunktes zustande. Dieses Drehmoment bedingt eine stärkere Inanspruchnahme der Verstelleinrichtungen; größere Kräfte zu ihrer Bedienung haben somit eine Reihe von Nachteilen im Gefolge.

Diese Nachteile können der Erfindung gemäß dadurch überwunden werden, daß man die Drehmomentänderungen, die durch Wanderung des Druckmittelpunktes entstehen, verringert, indem man an einem Hebelarm angeordnete kleine Hilfsflächen mit der Hauptfläche verbindet. Man legt dann von vornherein die Drehachse der Hauptfläche außerhalb des Druckmittelpunktes und erzeugt durch die kleine Hilfsfläche an dem langen Hebelarm ein Gegendrehmoment, das das ursprüngliche Moment kompensiert. Die Vorteile der Verwendung der kleinen Hilfsfläche bestehen darin, daß die Wanderung des Druckmittelpunktes der kleinen Hilfsfläche bei einer Verstellung im Vergleich zur Wanderung des Druckmittelpunktes der großen Fläche nur sehr klein ausfällt, so daß der resultierende Druckmittelpunkt sich nur wenig vom Drehpunkte entfernt.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. .

In Fig. ι zeigt α eine in der bisher üblichen Weise für die Horizontallage ausgeglichene Steuereinrichtung oder auch ein sonstiges Ausgleichsteuer. Fest mit dem Steuer sind zwei Hebelarme b und c verbunden, die an ihrem vorderen Ende das unbewegliche und fest angeordnete Hilfssteuer d tragen. Bei diesem Steuersystem, das für die Horizontallage ausgeglichen sein möge, wird bei zunehmendem Anstellwinkel hinter der Achse ein Überdruck entstehen, weil .der Druckmittelpunkt nach hinten wandert.

Es sei als größter Ausschlag des Steuers einWinkel von 20"angenommen. Entsprechend dem Avanzinischen Phänomen ist die Lage des Druckmittelpunktes nach der Formel x = (0,2 -|- 0,3 sin a) I ungefähr bestimmt, wenn % den Abstand des Druckmittelpunktes vom Vorderrand, / die Seitenlänge und a die Neigung der Fläche bezeichnet. In der Horizontallage müßte also die Steuerachse (0,2 -\- 0,3 sin o°) I, also zwei Zehntel der Steuerflächen- ' seitenlange von der Vorderkante des Steuers entfernt liegen. Bei einem Anstellwinkel von 20° würde diese Entfernung jedoch (0,2 + 0,3 sin 20°) I, also ungefähr drei Zehntel der Seitenlänge betragen. Die Steuerachse müßte also hier um ein Zehntel der Seitenlänge nach rückwärts liegen, oder es müßte künstlich ein Zuwachs an Vorderdruck herbeigeführt werden. Letzteres geschieht in obiger Einrichtung nun dadurch, daß mit zunehmendem Anstellwinkel des Steuers« auch die Hilfssteuerfläched unter

größeren Anstellwinkel kommt. Da zwischen d und ä ein flächenloser Raum besteht, so kann das Wandern des Druckmittelpunktes auf der Hilfssteuerfläche kaum in Betracht kommen, da der längere Hebelarm nur einen kleinen Bruchteil der betreffenden Druckverschiebung nach -dem Steuer selbst überträgt. Statt z. B. einer Krafthebelwirkung von 25 D₁ tritt eine solche von 24 D₂ ein, wenn χ . D

ίο den Druck des Hilfssteuers d bezeichnen soll, wohingegen D₂ infolge des größeren Anstellwinkels auf den mehrfachen Wert von D₁ gekommen ist.

Diese eben erwähnte Kompensierungseinrichtung nach Fig. 1 kann sowohl allein als auch zweckmäßig in Verbindung mit irgendeiner Kombination des automatisch regulierten Hilfssteuers angeordnet werden.
,Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist die Hauptfläche in gewissem Grade kompensiert, indem sich ein Teil ihrer Fläche vor ihrer Drehachse befindet. Man kann auf diesen Teil der Fläche verzichten und zum Kompensieren lediglich kleine, am Ende längerer Hebeiarme befestigte Druckflächen benutzen.

Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2. Dort ist mit e eine Tragfläche veranschaulicht. /Ί und f₂ sind Verwindungsklappen, die um die Achse gf_x bzw. g_z drehbar sind. An Hebelarmen A₁, ^₁ bzw. A₂, i₂ sind Hilfsflächen A₁, k₂ befestigt. Es ist zweckmäßig, die Hilfssteuerfläche so anzuordnen, daß sie mit Zunahme des Hauptsteueranstellwinkels selbst einen Anstellwinkel höherer Gradzahl erreicht, weil hierdurch eine vollkommenere Aufhebung der Wanderung des Druckmittelpunktes erreicht werden kann, zum mindesten aber, die Größe der Hilfsfläche verkleinert werden kann.

Eine weitere Möglichkeit einer hochwertigen Kompensierung von Steuerflächen kann da- +0 durch erreicht werden, daß die Steuerachse ein Gestell, Gleitschiene o. dgl. trägt, auf welcher die Ausgleichfläche selbsttätig so bewegt werden kann, daß der Druckmittelpunkt des Systems ungefähr in, über oder unter der Achse liegt.

Die Bewegung desHauptsteuers kann dazu benutzt werden, um durch Seil- oder Hebelzug oder durch Benutzung von Zahnsegmenten 0. dgl. die entsprechende Verschiebung der Hilfsfläche vorzunehmen ; oder die verstellbare Hilfsfläche kann an einen festen Punkt des Flugzeuges angelenkt sein.

Claims

P A T E. N T - A N S P R ti C H E :

1. Hilfssteuereinrichtung für Luft- oder Wasserfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der für das Hauptsteuer erforderlichen Ausgleichfläche eine Hilfsfläche mittels Hebelarm in einem Abstand an der Hauptsteuerfläche befestigt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfläche derart angeordnet wird, daß mit Zunahme des Anstellwinkels des Hauptsteuers sie selbst einen Anstellwinkel höherer Gradzahl erreicht.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Hauptsteuers zur Verschiebung der Hilfsfläche mittels Seilzug, Hebel, Zahnsegmente oder Getriebe ausgenutzt wird.

4. Anordnung nach Ansp'ruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Hilfsfläche an einen festen Punkt des Flugzeuges angelenkt ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.