DE311809C

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Publication number: DE311809C
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Description

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine weitere Ausbildung der durch das Hauptpatent gekennzeichneten Flugzeuge und richtet sich namentlich auf die Beschaffung von Mustern für solche stabile Flugmaschinen, bei welchen Tragfläche, Propellerachse und Rumpf (bzw. ihre Kraftlinien) in verschiedenen Höhenlagen angeordnet sind.The present invention aims at a further development of the main patent marked aircraft and is specifically aimed at the procurement of samples for such stable flying machines, with which wing, propeller axis and fuselage (resp. their lines of force) are arranged at different altitudes.

In Fig. ι ist eine derartige Flugmaschine schematisch aufgezeichnet und ihre ständigen Außenkräfte nach Größe, Lage und Richtung angedeutet.In Fig. Ι such a flying machine is shown schematically and its constant External forces indicated by size, position and direction.

Der Auftrieb A und der Flügelwiderstand W/ ergeben als Mittelkraft den_ normalen Tragflächendruck P, der stets im sogenannten Druckmittelpunkt angreift. Dieser Tragflächendruck ergibt zusammen mit dem Propellerschub W die Mittelkraft R, die gemäß der Erfindung immer durch den Schnittpunkt O hindurchgehen soll, den die Schwerkraft G mit dem Rumpfwiderstand W_r bildet. Zur Stabilisierung des so erhaltenen Gleichgewichtszustandes ist der Systemschwerpunkt 5 unter den Schnittpunkt O gelegt.The lift A and the wing resistance W / result in the mean force of the normal wing pressure P, which always acts in the so-called center of pressure. This airfoil pressure results together with the propeller thrust force W means R, which will always pass through in accordance with the invention by the intersection O, the gravity G forms with the hull resistance W _r. To stabilize the state of equilibrium obtained in this way, the system center of gravity 5 is placed under the point of intersection O.

Betrachtet man nun den Punkt O als Anfangspunkt eines rechtwinkligen Koordinatensystems X-Y, so erhält man für die lotrechte Flugebene die drei Gleichgewichtsbedingungen:If you now consider point O as the starting point of a right-angled coordinate system XY, you get the three equilibrium conditions for the vertical plane of flight:

A=G, W==Wf+WrA = G, W == Wf + Wr

und W· a — A · χ— Wf y = 0.and W a - A χ - Wf y = 0.

Daraus ergibt sicH^iür den Schnittpunkt O, unter Mitberücksichtigung der -BeziehungThis results in the point of intersection O, taking into account the relationship

die Gleichung der Verschubkurve des Druckpunktes D, nämlichthe equation of the displacement curve of the pressure point D, namely

W' a— Wf y __ W 'a - Wf y __

χ =χ =

= «·-£- — y · tg α,= «· - £ - - y · tg α,

womit die wesentliche Aufgabe: die erfundenen Flugzeuge zu stabilisieren, analytisch-geometrisch gelöst ist.with which the essential task: the invented Stabilizing aircraft is solved analytically and geometrically.

Aus dieser allgemeinen Lösung sind nachstehend einige Sonderfälle abgeleitet, um den grundsätzlichen Unterschied zwischen den erfundenen und den bereits bekannten Flugzeugen schärfer zu beleuchten.: .From this general solution are below some special cases derived to the fundamental difference between the invented ones and to illuminate the already known aircraft more sharply .:.

Die vorherrschende Anschauung: Jedes Flugzeug ist stabil, wenn der Systemschwerpunkt auf der Auftriebsvertikalen und unterhalb des Druckpunktes liegt, besagt, daß χ = konst. = 0 sein muß, alsoThe prevailing view: Every aircraft is stable when the system's center of gravity is on the vertical of the lift and below the pressure point, says that χ = const. = 0, that is

Wollte man nun mit einer entsprechend eingerichteten Maschine im Kraftflug niedergehen und stellte man dazu die Flügel auf a = b ein, so müßte man y = 00 machen; wollte man dagegen im Gleitflug niedergehen, wobei W = 0 ist, so müßte man y = 0 werden lassen.If one wanted to go down in power flight with an appropriately equipped machine and to set the wings to a = b, then one would have to make y = 00; on the other hand, if one wanted to descend in gliding flight, where W = 0, then one would have to let y = 0.

Die Höhenlage der Tragflächen über dem Rumpf müßte demnach in außerordentlich weiten Grenzen veränderlich sein, was praktisch unausführbar ist.The height of the wings above the fuselage should therefore be extraordinary wide limits, which is practically impracticable.

Wenn man die Schraubenwelle durch den Koordinatenanfangspunkt gehen läßt, also a = ο setzt, dann nimmt die Kurvengleichung des Druckpunktes die Form anIf you let the screw shaft go through the coordinate starting point, i.e. set a = ο, then the curve equation of the pressure point takes on the form

^wf \ ^w f \

.10 . X = — y · —f = — y · tg a. .10. X = - y * - f = - y * tg a.

OrOr

Will man den Druckpunkt längs der Propellerkraftlinie verschieben, wofür y = a — konst ist, so beträgt das Maß der erforderlichen VerschiebungIf you want to move the pressure point along the propeller force line, for which y = a - const, then the amount of necessary displacement is

Wr (W \Wr (W \

*=«..-—=?α· — tga.* = «..-— =? Α · - tga.

Wählt man die Rumpfwiderstandslinie zur Verschublinie des Druckpunktes, so muß⁴ man y == 0 setzen und die Verschubweite gleichmachen If one chooses the trunk resistance line to the displacement line of the pressure point, then ⁴ one must set y == 0 and make the displacement width equal

W :W:

χ = α --pr . · χ = α --pr . ·

OrOr

Für den Fall, daß y = a = 0 wird, wird auch x = o, d. h. das Kraftflugzeug erhält die Eigenschaft eines Gleitflugzeuges.In the event that y = a = 0, then x = o, ie the motor aircraft has the properties of a glider.

Für die hier hauptsächlich in Betracht kommende, für die konstruktive Lösung der Stabilisierungsaufabe ist das zeichnerische Verfahren vorzuziehen, weil seine Anschaulichkeit das Auffinden der besten Ausführungsform im Einzelfalle erleichtert.For the main consideration here, for the constructive solution of the stabilization task the drawing method is preferable because its clarity makes it possible to find the best embodiment in the Individual cases relieved.

Man ermittelt zunächst die Kräfte P und W für verschiedene Anstellwinkel, gegebenenfalls auch für verschiedene Fluglasten, stellt sie nach Fig. 2 in einem Kräfte plan zusammen und erhält auf die Art die Mittelkräfte R nach Große und Richtung. Darauf wählt man den Abstand α und zeichnet den konstruktiv gegliederten Kräfteplan Fig. 3, in welchem man alle Kräfte R parallel zu Fig. 2 vom Festpunkt O ausstrahlen läßt. Durch die Schnittpunkte der Kräfte R mit der Schraubenzuglinie W zieht man die zu Fig. 2 parallelen Kraftlinien P. Dann legt man die Tragfläche auf die P-Linien und findet durch Probieren die Zahl der erforderlichen Drehachsen sowie die Stelle ihrer zweckmäßigen Anordnung.The forces P and W are first determined for different angles of attack, possibly also for different flight loads, put together in a plan according to FIG. Then the distance α is selected and the structurally structured plan of forces is drawn in FIG. 3, in which all forces R are radiated from the fixed point O parallel to FIG. The lines of force P parallel to FIG. 2 are drawn through the intersection of the forces R with the screw line W. Then the wing is placed on the P-lines and, by trial and error, find the number of required axes of rotation and the location of their appropriate arrangement.

Für den Gleitflug sind die Linien gestrichelt gezeichnet. Der Propellerschub verschwindet; der Anstellwinkel wird negativ; die Horizontalkomponente des Tragflächendrucks wird gleich dem Rumpfwiderstand mit entgegengesetzter Richtung und bildet die vorwärts treibende Kraft. Häufig stört der Fortfall des Schraubenzugdrehmomentes das Gleichgewicht der Flugmaschine, so daß es nötig wird, eine besondere Verschiebung der Tragfläche gegenüber dem Schwerpunkt oder des Schwerpunktes gegenüber der Tragfläche vorzunehmen. Hierfür ist eine selbsttätige Verschubvorrichtung zu empfehlen.For gliding, the lines are drawn with dashed lines. The propeller thrust disappears; the angle of attack becomes negative; becomes the horizontal component of the wing pressure equal to the torso resistance with opposite direction and forms the forward driving force. Often the loss of the screw tightening torque disturbs the equilibrium of the flying machine, so that it is necessary to move the wing in a special way to be carried out in relation to the center of gravity or the center of gravity in relation to the wing. An automatic sliding device is recommended for this.

Vor der endgültigen Festlegung der Druckpunktsverschubkurve müßte man noch die verhältnismäßig unbedeutende, eigenmächtige Wanderung des Druckpunktes^ auf der Tragfläche berücksichtigen, die durch die Schwankungen des Winkels zwischen Luftstrom und Tragfläche, infolge ihre Verstellung gegenüber dem Horizont, verursacht wird. Die bezügliche Berichtigung der Kurve ist beim zeichnerischen Verfahren leicht, beim analytischen Verfahren schwieriger, weil die mit der Form-Verschiedenheit der Tragfläche wechselnden Druckpunktswanderungen sich in eine einfache Formel nicht genau einkleiden lassen. In den Zeichnungen ist die Berichtigung unterblieben, um das Wesen des Erfindungsgegenstandes 3o' nicht zu verschleiern.Before the final definition of the pressure point displacement curve one would have to do the relatively insignificant, unauthorized migration of the pressure point ^ on the wing take into account that due to the fluctuations in the angle between airflow and wing, as a result of their adjustment compared to the horizon. The relevant correction of the curve is in the graphic The process is easy, the analytical process is more difficult, because those with the differences in shape the wing's changing pressure point shifts into a simple one Don't have the formula clad exactly. Correction has not been made in the drawings, so as not to obscure the essence of the subject of the invention 3o '.

In Fig. 3 ist die getroffene Einrichtung überraschend einfach. Die Tragfläche ι (bei Tragflächen mit nach vorn gebogenen Enden ihr Druckmittelpunkt) ist um eine' in der Flugrichtung, hinten liegende Achse 2 drehbar; die Änderung ihrer Lage wird von einem Handrad 3 veranlaßt. Das Handrad ist mit Muttergewinde versehen und auf einer Steuersäule 4 drehbar gelagert. Letztere ist am Rumpfboden, die vom Handrad auf und ab zuschiebende Schraubenspindel 5 an der Tragfläche gelenkig befestigt. Bei Höhenmanövern im Kraftflug schwingt der Druckmittelpunkt D um die feste Achse 2. Bei Übergang zum Gleitflug bringt man die Tragfläche in eine ungefähr wagerechte Lage, stellt den Motor ab, schiebt' die Tragfläche zurück und benutzt zum Einregeln des Anstellwinkels wieder das Handrad 3. Dabei wird die Rückwärtsbewegung der Flügel durch ein mit Muttergewinde versehenes Handrad 6 besorgt, das in der Nähe des Führersitzes angebracht ist. Die von ihm bewegte Schraubenspindel y ist durch eine gegabelte Schubstange 8 mit den unteren Enden zweier Doppelhebel 9 verbunden, die an den Rumpfwänden ihre Zapfenlager haben. Das obere Ende jedes Doppelhebels steht in gelenkiger Verbindung mit der Drehachse 2, deren Lagerschalen auf den Bordkanten in Kulissenführungen 10 lauf en. Durch Umdrehen des Handrades 6 wird das Scharnier 2 in die Lage 11 befördert. Bei Rückkehr zum Kraftflug muß man zunächst den Motor anlassen, gleich darauf vermittels Handrades 6 das Tragdeck in seine Ursprungslage zurückversetzen, und schließlich das Handrad 3 in üblicher Weise bedienen.In Fig. 3 the arrangement made is surprisingly simple. The wing ι (in the case of wings with ends bent forward, its center of pressure) can be rotated about an axis 2 located at the rear in the direction of flight; the change in their position is caused by a handwheel 3. The handwheel is provided with a nut thread and is rotatably mounted on a control column 4. The latter is articulated to the bottom of the fuselage and the screw spindle 5, which is pushed up and down by the handwheel, is attached to the wing. During high-altitude maneuvers in powered flight, the center of pressure D swings around the fixed axis 2. When transitioning to gliding, the wing is brought into an approximately horizontal position, the engine is switched off, the wing is pushed back and handwheel 3 is used again to adjust the angle of attack the rearward movement of the wings is provided by a nut-threaded handwheel 6 which is mounted near the driver's seat. The screw spindle y moved by it is connected by a forked push rod 8 to the lower ends of two double levers 9 which have their pivot bearings on the fuselage walls. The upper end of each double lever is in an articulated connection with the axis of rotation 2, the bearing shells of which run on the beltline in link guides 10. By turning the handwheel 6, the hinge 2 is moved into position 11. When returning to powered flight, one must first start the engine, then immediately return the supporting deck to its original position by means of the handwheel 6, and finally operate the handwheel 3 in the usual way.

Fig. 4 veranschaulicht die Eingliederung der beschriebenen Vorrichtung in eine Flugmaschine. Sie stellt zugleich ein Muster für solche Flugzeuge dar, bei welchen die Trag-Fig. 4 illustrates the incorporation of the device described in a flying machine. At the same time, it represents a model for those aircraft in which the

fläche zwischen Rumpf und Propellerachse angeordnet ist und die Verschiebung des Druckpunktes mehr senkrecht als wagerecht statt-' findet.area is arranged between the fuselage and propeller axis and the displacement of the pressure point takes place more vertically than horizontally.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 und 6 ist das Tragdeck in der Mitte geteilt angenommen,- so daß jede Hälfte einen selbständigen Flügel bildet, dessen Festigkeit durch eine röhrenförmige Längsrippe gewährleistet ist.In the embodiment according to Fig. 5 and 6, the supporting deck is assumed to be divided in the middle, so that each half forms an independent wing, the strength of which by one tubular longitudinal rib is guaranteed.

:o Die Wurzel der Rippe ist wagerecht gelagert und bildet die Schwingachse 12; die Spitze der Rippe ist nach oben gebogen,. damit der Druckpunkt die nötige Höhenlage erhält und: o The root of the rib is mounted horizontally and forms the pivot axis 12; the summit the rib is bent upwards. so that the pressure point has the necessary altitude and

_ die vorgeschriebene Ortsveränderung ausführt, sobald die Achse 12, auf die ein Schneckenradsegment 13 aufgekeilt ist, vermittels Schnecke 14, Kegelräder 15 und Handrades 16 gedreht wird. Jede Umdrehung des Handrades bewirkt ein Ausschwingen des Flügels in gleicher Richtung. Die Umstellvorrichtungen des Flügelpaares sind symmetrisch in ein derbes Rahmenwerk 17 eingebaut; das sich in den Bootswänden zwischen Geradführungen 18 rückwärts oder vorwärts verschiebt, wenn die Tragflächen vom Kraftflug zum Gleitflug oder umgekehrt eingestellt werden. Diese Einstellung besorgt ein am Schlitten 17 angebrachtes Handrad 19 durch eine Schraubenspindel, die sich gegen eine vom Rumpf festgehaltene Mutter 20 stützt. Die Anordnung des Schlittens ermöglicht auch die Wiederherstellung der wagerechten Kiellage des Bootes, wenn sie z. B. durch Umgruppierung der Lasten verändert worden sein sollte._ executes the prescribed change of location as soon as the axis 12 onto which a worm wheel segment 13 is wedged, rotated by means of worm 14, bevel gears 15 and handwheel 16 will. Each turn of the handwheel causes the wing to swing out at the same rate Direction. The switching devices of the pair of wings are symmetrical in a rough framework 17 installed; that is in the boat walls between straight guides 18 backwards or shifts forward when the wings change from powered flight to glide flight or vice versa can be set. This setting is carried out by a handwheel 19 attached to the slide 17 by a screw spindle which is supported against a nut 20 held by the fuselage. The arrangement of the slide also enables the horizontal position of the keel to be restored of the boat if they are z. B. have been changed by regrouping the loads should.

Claims

Patent-to sayings:

1. Airplane _f with adjustable wings according to patent 310292, characterized in that the displaceable axis of rotation lies in the rear part of the wing.

■ nete handwheel with screw nut is effected, by the rotation of which a Screw spindle acting directly or by means of rods on the front surface part can be moved back and forth.

2. Airplane with adjustable wings according to claim 1, characterized in that that the! axis of rotation is divided into two parts bent upwards at the side from the fuselage is, so that the wings by rotation around those mounted in their horizontal part Axis ends can be set.

1 sheet of drawings.