DE3346860C1

DE3346860C1 - Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3346860C1
Application number: DE19833346860
Authority: DE
Inventors: Bernd 8000 München Schmidtler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1983-12-23
Publication date: 1985-06-05

Description

Aus dem DE-GM 80 32 780 ist es bekannt, die Aufhängung der Steuermasse gegenüber der Tragfläche tiefer zu legen. Dieses Tieferlegen des Drehpunktes bewirkt bei einer Auslenkung des Fluggerätes (z. B. durch eine einseitig wirkende Windböe) in die Normalflug-Lage zurückführende Drehmomente. Der Nachteil solcher Konstruktionen liegt in den gewichtsaufwendigen Bauteilen.
Ferner ist aus dem DE-GM 8032 780 bekannt bei schwerkraftgesteuerten Ultraleichtflugzeugen durch 2 Aufhängungen mit räumlichen Abstand zueinander eine Verdrehung zwischen der Steuermasse und der Tragfläche zu verhindern. Eine solche Lösung ermöglicht jedoch keine Trimmung des Fluggerätes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Trimmung und Stabilisierung für Hängegleiter und schwerkraftgesteuerte Ultraleichtflugzeuge zu schaffen, bei der mit einfachen technischen Mitteln eine sichere und bequem zu betätigende Trimmung des Fluggeräts erfolgen kann, ein Verdrehen der Steuermasse gegenüber der Tragfläche aus der Hochachse verhindert oder zumindest stark reduziert wird und bei der bei Auslenkung des Fluggeräts aus der Normallage rückführende Kräfte wirken.
Diese Aufgabe wird bei einer Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Teil gelöst.
Dadurch, daß die Tragfläche über mindestens ein elastisches Teil mit der Steuermasse verbunden wird und sowohl an der Steuermasse als auch an der Tragfläche ein Hebelarm zwischen der beweglichen Aufhängung und dem Anlenkpunkt des elastischen Teils besteht wird erreicht, daß im Falle einer Verdrehung der Steuermasse zur Tragfläche um die Hochachse das elastische Teil deformiert wird und dieser Verdrehung entgegenwirkt.
Wird das elastische Teil so ausgestaltet, daß es in seiner Länge und/oder seiner Vorspannung verändert werden kann, so kann hierdurch eine Trimmung des Fluggerätes erzielt werden. Zur Veränderung der Länge und/oder Vorspannung des elastischen Teiles sind sämtliche gängigen Vorrichtungen geeignet Beispielsweise kann das Teil durch Klemmvorrichtungen, wie sie in der Segeltechnik gebräuchlich sind, geführt und in seiner Länge und/oder Vorspannung verändert werden. Es ist auch möglich, die Vorspannung des Teils über eine Hebelkonstruktion zu verändern. Wenn die entsprechende Vorrichtung in Griffweite des Piloten angeordnet ist, besteht die Möglichkeit einer Trimmung während des Fluges. Dies ist insbesondere für schwerkraft-gesteuerte Ultraleichtflugzeuge von Vorteil, da diese Fluggeräte während ihrer Flugdauer durch den Verbrauch des Kraftstoffes eine Veränderung der Masse erfahren.
Auch kann bei solchen Fluggeräten ein Nachtrimmen während des Fluges erforderlich sein. Ferner ist es von Vorteil, wenn bei unterschiedlichen Fluggeschwindigkeiten und unterschiedlichen Windverhältnissen das Fluggerät entsprechend der jeweiligen Situation ausgetrimmt werden kann.
Die Elastizität des Teiles bewirkt zudem Rückstellkräfte, die zwischen der Tragfläche und der Steuermasse wirken, wenn beispielsweise die Tragfläche von einer Böe einseitig erfaßt und gegenüber der gewünschten Fluglage ausgelenkt wird. Insoweit ist ein Gegensteuern des Piloten nicht oder nur im geringeren Umfang erforderlich.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. t ein schwerkraftgesteuertes Ultraleichtflugzeug mit einer Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung, F i g. 2 ein schwerkraftgesteuertes Ultraleichtflugzeug mit einer Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung in einer anderen Ausführungsform, Fig. 3 ein schwerkraftgesteuertes Ultraleichtflugzeug mit einer Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform, F i g. 4 ein schwerkraftgesteuertes Ultraleichtflugzeug mit einer Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung mit einer weiteren Ausführungsform.
Das schwerkraftgesteuerte Ultraleichtflugzeug nach F i g. 1 besteht aus einer Tragfläche 1, an der in diesem Ausführungsbeispiel ein Pilot 2 in einer Gondel 3 über eine kardanische Aufhängung 4 aufgehängt ist. An der Tragfläche 1 ist ein Trapez 5 starr befestigt. Durch manuelles Verschieben der im wesentlichen aus dem Piloten 2, der Gondel 3 und einem Motor 6 bestehenden Steuermasse gegenüber der Tragfläche, wird dieses Ultraleichtflugzeug gelenkt. In diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen der Spitze der Tragfläche 1 und der Gondel 3 ein elastisches Seil 7 gespannt. Über eine Rolle 8 wird das elastische Seil 7 zum Piloten 2 umgelenkt.
In Griffweite des Piloten 2 befindet sich eine Verstellvorrichtung 9. Die Verstellvorrichtung 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Hebelmechanismus, mit dessen Hilfe die Länge des elastischen Seils 7 verstellt werden kann.
Fig.2 zeigt ein schwerkraftgesteuertes Ultraleichtflugzeug mit einer Vorrichtung einer anderen Ausführungsform. In dieser Ausführungsform befinden sich zwei elastische Seile 7' zwischen der Tragfläche 1 und der Aufhängung 3' der Gondel 3. In diesem Ausführungsbeispiel sind die elastischen Seile 7' an einer Querstrebe 10 der Tragfläche 1 innerhalb der Projektionsfläche der Tragfläche 1 angebracht.
In F i g. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung für ein schwerkraftgesteuertes Ultraleichtflugzeug dargestellt. Hier ist das Trapez 5 vorzugsweise an seinen unteren Ecken über elastische Seile 7" mit der Gondel 3 verbunden. Es liegt auf der Hand, daß auch diese elastischen Seile 7" in ähnlicher Weise wie das elastische Seil 7 in F i g. 1 einzeln oder gemeinsam verstellbar ausgestaltet sein können. Auch ist die Verwendung nur eines Seiles 7", das zwischen der Mitte der Trapezstange und der Mittelachse der Gondel 3 gespannt ist, möglich. Ferner sind auch Ausführungsformen möglich, in denen mehrere Seile 7, 7', 7", wie sie in den F i g. 1 bis 3 dargestellt sind, an einem einzigen Fluggerät vorgesehen sind.
Es liegt auf der Hand, daß die elastischen Seile 7, 7' und 7" durch starre Teile, beispielsweise Ketten oder Stangen ersetzt werden können, wenn innerhalb dieser starren Teile sich ein elastischer Teilbereich, beispielsweise eine Feder oder ein Gummiseil befindet.
Es ist somit im Regelfall egal, ob es sich um ein elastisches Seil oder ein elastisches Teil, d. h. insbesondere ein Teil mit einem elastischen Teilbereich handelt.
In Fig.4 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Hier ist parallel zur Querstrebe 10 der Tragfläche 1 eine Drehstabfeder 7"' eingebaut. Über einen Hebel 11 wird in diesem Ausführungsbeispiel ein Drehmoment zwischen Tragfläche 1 und der Gondel 3 aufgebracht.
Durch Einstellung der Vorspannung der Drehstabfeder kann die Fluggeschwindigkeit umgetrimmt werden. Es liegt auf der Hand, daß eine entsprechende Vorrichtung auch entlang dem Kielrohr 12 eingebaut werden kann und damit eine Richtungstrimmung des Flugzeuges möglich wird. Auch ist die entsprechende Verwendung von Druck- oder Zugfedern in ähnlicher Weise möglich.
Ferner sind Kombinationen der Ausführungsform F i g. 1 bis 3 mit Ausführungen entsprechend F i g. 4 möglich.
Bei den hier nicht dargestellten Hängegleitern sind die elastischen Bauteile in geeigneter Weise zwischen der Tragfläche und dem Piloten anzubringen.

Claims

Patentansprüche: 1 . Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung für - motorisierte Luftfahrzeuge, die mindestens um eine Achse hauptsächlich oder ausschließlich durch Schwenken einer Steuermasse um mindestens einen Drehpunkt gesteuert werden, insbesondere sog. schwerkraftgesteuerte Ultraleichtflugzeuge oder - nicht motorisierte Luftfahrzeuge, die mindestens um eine Achse hauptsächlich oder ausschließlich durch Schwenken einer Steuermasse um mindestens einen Drehpunkt gesteuert werden, insbesondere sog. Hängegleiter, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein, mindestens in einem Teilbereich elastisches Teil (7, 7', 7", 7"') mit einem Ende in einem Abstand zum Drehpunkt an der Tragfläche oder an einem mit der Tragfläche verbundenen Bauteil angreift und mit seinem anderen Ende in einem Abstand zum Drehpunkt an der Steuermasse oder an einem mit der Steuermasse verbundenen Bauteil angreift.
2. Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Teil (7, 7', 7", 7"') ein elastisches Seil und/oder ein Gummiseil und/oder eine Feder ist.
3. Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Teil (7, 7', 7", 7"') aus einem starren Bereich und einem in Kraftrichtung wirkenden elastischen Bereich besteht.
4. Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Bereich einer Feder und/oder ein Gummiseil und/oder ein elastisches Seil ist.
5. Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Teil (7, 7', 7", 7"') in seiner Länge und/ oder seiner Vorspannung durch eine Stellvorrichtung (9) veränderlich ist.
6. Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (9) eine Klemmvorrichtung ist oder beinhaitet.
7. Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (9) ein Hebel ist.
8. Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformation des elastischen Teiles und damit die Bewegung der'Steuermasse gegenüber der Tragfläche durch Anschläge begrenzt wird.
9. Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Teil (7) mit seinem einen Ende an der Spitze der Tragfläche (1) oder nahe der Spitze der Tragfläche (1) befestigt ist und mit seinem anderen Ende an der Gondel (3) oder dem Piloten (2) befestigt ist.
10. Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Flugrichtung betrachtet links und rechts an einer Seitenkante der Tragfläche (1) oder an einer Querstrebe (10) der Tragfläche (1) je ein elastisches Teil (7') mit seinem einen Ende befestigt ist, und daß die anderen Enden der Teile (7') mit der Gondel (3) oder dem Piloten (2) verbunden sind.
11. Trimm- und Stabilisierungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein elastisches Teil (7") mit seinem einen Ende an dem Trapez (5) und mit seinem anderen Ende mit der Gondel (3) oder dem Piloten (2) verbunden ist.

Trimm- und Stabilisierungsvorichtung für - motorisierte Luftfahrzeuge, die mindestens um eine Achse hauptsächlich oder ausschließlich durch Schwenken einer Steuermasse um mindestens einen Drehpunkt F gesteuert werden, insbesondere sog. schwerkraftgesteuerte Ultraleichtflugzeuge oder - nicht motorisierte Luftfahrzeuge, die mindestens um eine Achse hauptsächlich oder ausschließlich durch Schwenken einer Steuermasse um mindestens einen Drehpunkt gesteuert werden, insbesondere sog. Hängegleiter.

Hängegleiter und schwerkraftgesteuerte Ultraleichtflugzeuge werden dadurch gesteuert, daß ein Teil der Masse des Luftfahrzeugs gegenüber der Tragfläche verschoben oder ausgelenkt werden kann. Bei einer Verlagerung der Steuermasse nach vorne erhöht das Fluggerät die Geschwindigkeit; bei einer Verlagerung der Steuermasse nach hinten wird die Geschwindigkeit reduziert. Bei einer Verlagerung der Steuermasse nach rechts tätigt das Fluggerät eine Rechtskurve und bei einer Verlagerung der Steuermasse nach links tätigt das Fluggerät eine Linkskurve.

Sowohl die Steuermasse als auch die gewünschte Fluglage sind jedoch von mehreren variablen Faktoren abhängig. Beispielsweise werden gleiche Fluggeräte von unterschiedlich schweren Piloten geflogen. wobei sich unterschiedliche Fluggeschwindigkeiten ergeben; für den Reiseflug sind andere Geschwindigkeiten erforderlich als beim Steigflug oder beim Sinkflug usw.

Erforderliche Korrekturen wurden bisher von dem Piloten manuell ausgeführt. Der Pilot wirkt in entsprechender Weise auf das Trapez und somit auf die Fluglage des Fluggeräts ein.

Es ist bekannt, bei schwerkraftgesteuerten Ultraleichtflugzeugen durch eine mechanische Konstruktion den Anlenkpunkt der Steuermasse an der Tragfläche in Flugzrichtung zu verschieden und somit eine Trimmung zu erreichen. Eine entsprechende Konstruktion ist in der Zeitschrift »hobby magazin der technik« vom 29. August 1983 auf der Titelseite abgebildet. Hier befindet sich am starr an der Tragfläche befestigten Trapez eine Handkurbel, mittels welcher, über einen Kettenzug eine Schnecke betätigt wird, womit eine flexible Aufhängung der Steuermasse an der Tragfläche in Flugrichtung verschoben werden kann. Diese Konstruktion hat vor allem die Unzulänglichkeit einer aufwendigen Mechanik. In der abgebildeten Lösung muß der Pilot zudem in ungünstiger Weise relativ hoch greifen. um die Konstruktion betätigen zu können.