DE403627C

DE403627C - Flugzeug

Info

Publication number: DE403627C
Application number: DEL52096D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1924-10-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug, bei dem außer der Haupttragfläche eine oder mehrere schmale Hilfsflächen vorgesehen sind, und besteht im wesentlichen darin, daß die Vorderkante der Haupttragfläche und die Hinterkante der der Haupttragfläche am nächsten liegenden Hüfsfläche im wesentlichen in derselben senkrechten Ebene liegen, sei es, daß die Hüfsfläche oberhalb oder unterhalb der Haupttragfläche sich befindet. Durch diese Anordnung tragen die Hilfsflächen wesentlich zur Erzielung der natürlichen Stabilität des Flugzeuges in der Längs- und der Seitenrichtung bei.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 1 in Vorderansicht und in Abb. 2 in Oberansicht dargestellt. Abb. 3 zeigt schematisch, wie die Tragflächen nach der Erfindung entworfen werden. Abb. 4 ist eine linke Seitenansieht von Abb. 1. Abb. 5 zeigt schematisch in Vorderansicht die neuen Grundsätze der Erfindung. Abb. 6 bis 8 zeigen schematisch die Stellungen, die das Flugzeug nacheinander einnimmt, wenn es mit der Nase voran nach unten stürzt. Abb. 9 und 10 sind zwei verschiedene Ausführungsbeispiele der Anordnung der Hilfsflächen gegenüber der Haupttragfläche, wobei letztere im Längsschnitt dargestellt ist. Abb. 11 zeigt schematisch den Längsschnitt durch die Haupttragfläche einer langsamfliegenden Maschine und die Form und relative ' Lage der Hüfsfläche, die dazu dient, die selbsttätige Stabilität in der Längs- oder Flugrichtung zu bewirken. Abb. 12 zeigt in ähnlicher Weise die Form der Haupttragfläche für eine schnellfliegende Maschine. Abb. 13 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform der Hüfsfläche. xA.bb. 14 zeigt eine andere Anordnung der Hüfsfläche mit Bezug auf die leitende Kante der Haupttragfläche.

Die die Haupttragfläche bildenden Flügel 10 liegen im wesentlichen in derselben wagerechten Ebene, sind aber über dem Rumpf 11 mit einem Zwischenraum versehen, der von den flachen Streben 12 und 13 überbrückt wird. Der innere Endteil eines jeden Flügels 10 ist nach unten gebogen und bildet eine Wand 14, die in die Seitenwandung des Rumpfes ungefähr in der Linie 15 übergeht (Abb. 4). In jeder Wand 14 sind gegenüber den beiden Sitzen 18 und 19 für den Führer und den Begleiter Fenster 16 und 17 vorgesehen.

An der Vorderseite der Maschine ist eine gerade, lange und verhältnismäßig schmale Hüfsfläche 20 angeordnet, die sich über die ganze Breite der Maschine von 21 bis 22 erstreckt, also von der Spitze des einen Flügels bis zur Spitze des anderen Flügels reicht. Diese Hüfsfläche kann, wie aus Abb. 8, 11, 12, 13 und 14 zu ersehen, im wesentlichen flach sein. Die hintere Kante 23 dieser Hüfsfläche liegt in der senkrechten Ebene 24, die durch die vordere oder leitende Kante 25 der Haupttragfläche 10 gelegt ist (Abb. 8,11 und 12). Die Hüfsfläche 20 liegt nach Abb. 1 und 8 unterhalb der Fläche der Flügel 10, so daß ein wagerechter freier Zwischenraum 26 zwischen ihnen verbleibt. Die beiden Teile sind natürlich durch geeignete Verbindungsteile miteinander verbunden. Nach den Abb. 3, 9, 10, 11, 12 und 14 liegt die Hüfsfläche oder deren mehrere oberhalb der Haupttragfläche. Bei dem Flugzeug nach der Erfindung ist auch das Verhältnis der Spannweite der Haupttragfläche zu deren Tiefe oder Breite beträchtlich. So z. B. beträgt dieses Verhältnis 6 :1 oder 8 :1, d. h. die Haupttragfläche insgesamt ist beispielsweise 6- bis 8mal länger als tief.

Der Propeller 27 ist an der Vorderseite des Rumpfes angebracht. Seine Achse erstreckt sich nach hinten durch den Schwerpunkt 28 der Maschine. Am hinteren Ende des Rumpfes ist die Schwanzfläche 29, das Höhensteuer 30, die senkrechte Flosse 31 und das Seitensteuer 32 angeordnet, die von beliebiger geeigneter Einrichtung sein können.

Die durch den Schwerpunkt 28 senkrecht zu den Tragflächen 10 gerichtete Linie (Abb. 6 bis 8) schneidet die Flügelflächen am Punkt 33. Die großen Pfeile in diesen Abbildungen zeigen die Richtungen, parallel zu den Tragflächen, in der ein gewöhnliches Flugzeug durch den

Motor vorwärts getrieben wird. Bei diesem Flugzeug geht die Mittellinie des Schubes durch den Schwerpunkt. Die beiden Punkte 34 und 35 zeigen die beiden mittleren Drucklinien mit Bezug auf die Tragfläche und die Hilfsfläche an. Diese Punkte liegen hinter und vor der senkrechten, durch den Schwerpunkt gehenden Linie. Wenn die Maschine im Gleitflug aus einer gewissen Höhe bei ruhiger Luft senkrecht nach unten stürzt, nimmt sie zunächst etwa die in Abb. 6 dargestellte Lage ein und erhält ein sehr beträchtliches Moment. Allmählich richtet sich aber die Maschine wieder auf, wie in Abb. 7 dargestellt, bis sie ganz in die wagerechte Lage übergeht und sanft landet, und zwar in einer Entfernung, die mindestens das Vierfache der Höhe des Falles beträgt. Der aerodynamische Vorgang, der entsteht und der das natürliche Gleichgewicht in der Längsrichtung veranlaßt, ist folgendermaßen zu erklären: Die durch den schnellen Fall des Flugzeuges hervorgerufene Geschwindigkeit bewirkt nach oben gerichtete, gleichzeitig beginnende Reaktionen unter den beiden Flächen 10 und 20 an den beiden Druckmittelpunkten 34 und 35. Der Druckmittelpunkt 34 wirkt daraufhin, das Ganze zu stützen, und der vordere Druckmittelpunkt 35 wirkt an einen nach oben um den Druckmittelpunkt 34 sich bewegenden Hebelarm, so daß ein rechtsdrehendes Drehmoment entsteht.

In Abb. 5 ist die bekannte Einrichtung dargestellt, die das natürliche seitliche Gleichgewicht erzeugt, das durch die Vereinigung von drei Druckmittelpunkten erzielt wird, einen mittleren Druck 34, der für die vorliegende Betrachtung mit der obenerwähnten Drucklinie 34 zusammenfallen mag, und zwei seitlichen Drücken α und b, die auf die nach außen und oben gerichteten Stabilisierungsflächen 36 und 37 wirken, die von den Enden der Linien 21 und 22 ausgehen und auf geeignete Weise in ihrer Stellung erhalten werden. Diese Flächen sind als in einer Ebene mit den geneigt angeordneten seitlichen Spreizen 38 und 39 liegend dargestellt, die zum Boden des Rumpfes führen und in einer senkrechten, durch den Schwerpunkt 28 gehenden Ebene liegen, so daß die oberen und unteren Enden dieser Spreizen im wesentlichen in der Querlinie des obenerwähnten Punktes 33 liegen. Wenn z. B. das Flugzeug infolge einer Wendung oder eines Windstoßes die in Abb. 5 mit punktierten Linien dargestellte Lage einnimmt, rutscht es seitlich in Richtung des Pfeiles ab. Unter diesen Umständen ist die nach oben gerichtete Reaktion auf den Flügel 36, die in der Mitte des Druckes α angenommen wird, größer als die Reaktion in der Mitte des Druckes b und hat das Bestreben, ein in Richtung des Uhrzeigers wirkendes Moment an einem um die Mitte des Druckes 34 drehbaren Hebel zu erzeugen, so daß die normale Lage ] des seitlichen Gleichgewichtes bald wiederhergestellt ist.

Die Hilfsfläche 20 ist an ihrer Unterseite gebogen oder nach oben gekrümmt dargestellt, kann aber auch anders geformt sein. Auch die seitlichen Stabilisierungsflächen 36 und 37 können gekrümmt sein, anstatt flach, wie dargestellt.

Die gedachte, in Abb. 3 in punktierten Linien

• dargestellte Tragfläche ist in drei Teile A, B und C geteilt, von denen der vordere der wirksamste Teil ist. Indem dieses erste Drittel A in eine Anzahl gegeneinander versetzter Hilfs-

, flächen 1 bis 6 geteilt wird, die vor und oberhalb

^! der leitenden Kante der Tragfläche liegen, wird der zweite Teil B in die Form einer regel-

^! rechten Tragfläche gebracht und bildet die Haupttragfläche, da sie das wesentlichste Konstruktionselement bildet, an dem die Spreizen und Verbindungsstücke angebracht sind. Der dritte Teil C wird in die Stellung C¹ gebracht, also nach hinten verlegt, und dient für ge-

! wohnlich als Hubfläche.

Die Teilung der Tragflächen mit Hilfs-

; flächen erfüllt die Erfordernisse der Aerodynamik, d. h. die eines hohen W irkungsgrades mit Bezug sowohl auf den Hub- und den Treibkoeffizienten als auch auf die natürliche Stabilität in der Seiten- und der Längsrichtung.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 9 sind mehrere Hilfsflächen 41 vorgesehen, die wie die Trittflächen einer Treppe übereinander

ι angeordnet sind. Es liegt, wie bereits erwähnt, die Hinterkante der untersten Hilfsfläche 41 im wesentlichen in derselben senkrechten Ebene wie die Vorder- oder Leitkante der Haupttragfläche 42, und auch die Hinterkante der darüber befindlichen Hilfsflächen liegt stets im wesentlichen in derselben senkrechten Ebene wie die Vorder- oder Leitkante der unmittelbar darunter befindlichen Hilfsfläche.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 10 sind die Hilfsflächen 41 ¹ übereinander angeordnet.

Die Hilfsflächen 41^x sind mit der Haupttragfläche durch irgendwelche geeignete Mittel, z. B. Streben, verbunden, die so angeordnet sind, daß sie möglichst wenig Widerstand

' leisten.

Der Umstand, daß gemäß den Abb. 9 und 10 die Haupttragfläche oben konvex, unten dagegen flach ausgeführt ist, in Verbindung mit

ι der Anordnung der Hilfsflächen 41 und 41 *, trägt dazu bei, daß die seitliche Stabilität des

^! Flugzeugs sowie auch seine Stabilität in der j Längsrichtung erlangt und auch während der ' Fahrt aufrechterhalten werden können.

Bei den durch, die Abb. 11, Ϊ2 und 13 veranschaulichten Ausführungsbeispielen weist die im Querschnitt dargestellte Haupttragfläche 10 vorn eine konkave untere Fläche 50 auf, die sich von der vorderen oder leitenden Kante 23

Claims

bis ungefähr zur Mitte der Tragfläche erstreckt und von der ein flacher Teil 51 bis zur hinteren Kante 52 führt. Die ebene Fläche 51 fällt mit einer gedachten Ebene A zusammen, die parallel zur Flugrichtung liegt. Die leitende Kante 25 liegt in einer gedachten Ebene b, die ungefähr in der Mitte zwischen der Ebene A und einer anderen parallelen Ebene C liegt, die tangential zur oberen konvexen Fläche der Tragfläche diese im Punkt 43 berührt, von dem eine senkrechte Linie durch den Schwerpunkt 28 der Maschine und die Mitte des Druckes der Tragfläche 10 geht, wobei der Schwerpunkt irgendwo entweder in der Hauptfläche oder besser unter ihr liegt. Der Schnittpunkt zwischen der gekrümmten Fläche 50 und der flachen Fläche 51 ist ungefähr bei 44, und bei den regulären Maschinen liegt eine angenommene Ebene d, die durch die Linie 44 und die leitende Kante 25 ao geht, ungefähr um 5 ° geneigt zu der Ebene A (Abb. 11), während der betreffende Winkel bei schnellfliegenden Maschinen kleiner sein würde (Abb. 12). Die normale Hubwirkung, die sich aus dem Flug der Maschine durch die Luft ergibt, wird in hohem Maße gegen die flache Fläche 51 ausgeübt als Folge der Höhlung über der hinteren Hälfte der Tragfläche 10, die tiefer liegt als der Gipfel ihrer vorderen Hälfte. Vorzugsweise ist die Hilfsfläche nicht gebogen oder flach in der Längsrichtung, und ihre untere Fläche fällt mit der obenerwähnten wagerechten Ebene C zusammen. Es ist aber zu beachten, daß die Hilfsfläche auch eine andere Lage als die dargestellte einnehmen kann, d. h. sie kann in irgendeiner gewünschten Höhe mit Bezug auf die leitende Kante 25 der Haupttragfläche angeordnet werden. Die Tiefe oder Breite (in der Längsrichtung des Flugzeuges) der Hilfsfläche sollte annähernd gleich dem senkrechten Abstand zwischen den Ebenen A und C sein, welcher Abstand im wesentlichen . ein Neuntel der ganzen Entfernung zwischen der leitenden Kante der Fläche 20 und der hinteren Kante 52 der Haupttragfläche 10 be- ■ tragen wird, während der Schwerpunkt und die ; Mitte des Druckes in der senkrechten Linie der Ebene annähernd auf ein Drittel des Weges | zwischen den zuletzt erwähnten Linien liegen. Dasselbe trifft für die in Abb. 13 dargestellte andere Ausführungsform zu, indem die Entfernung zwischen der vorderen oder leitenden Kante 25 der Haupttragfläche 10 und den Hilfsflächen 41 die vereinigten Tiefen oder Breiten dieser Hilfsflächen nicht übersteigen : soll, und auch der Schwerpunkt, der, wenn möglich, vor oder über der leitenden Kante 25 ' liegen sollte, soll, wie oben angegeben, in einer i senkrechten Querebene auf einem Drittel der Entfernung von den vorderen oder leitenden Kanten der Hilfsflächen 41 zu der hinteren Kante 52 liegen. Die Hilfsflächen sind wiederum mit der Haupttragfläche durch Streben 45 bzw. o. dgl. verbunden. Irgendeinem Bestreben der Maschine, vornüber zu kippen, wirkt die Hilfsfläche oder die Hilfsflächen entgegen. Die aus Abb. 12 ersichtliche schematische Darstellung einer Maschine von großer Geschwindigkeit unterscheidet sich von derjenigen der Abb. 11 dadurch, daß der Winkel zwischen den Ebenen A und d annähernd 2 ° beträgt statt 5 °. Diese Änderung der senkrechten Entfernung zwischen den Ebenen d und b bewirkt ein entsprechendes Senken der Hilfsfläche mit Bezug auf die ebene Fläche 51, aber sonst sind die Bedingungen im wesentlichen dieselben wie in Abb. ii. Dadurch, daß in gewissen Fällen, beispielsweise nach Abb. 10 und 14, die Nase oder Leitkante der Haupttragfläche etwas über die Hinterkante der benachbarten Hilfsfläche hinwegragt, soll die Stabilität des Fahrzeuges noch erhöht werden, auch infolge der hierdurch entstehenden günstigen Verlegung des Schwerpunktes des Fahrzeuges. 85 Paten τ-Ansprüche:

1. Flugzeug, bei dem außer der Haupttragfläche eine oder mehrere schmale Hilfsflächen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante der Haupttragfläche und die Hinterkante der der Haupttragfläche am nächsten liegenden Hilfsfläche im wesentlichen in derselben senkrechten Ebene liegen, sei es, daß die Hilfsfläche oberhalb oder unterhalb der Haupttragfläche sich befindet.

2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu mehreren vorgesehenen Hilfsflächen derart treppenartig übereinander angeordnet sind, daß die Hinterkante der untersten Hilfsfläche im wesentlichen in derselben senkrechten Ebene wie die Vorderkante der Haupttragfläche liegt und auch die Hinterkante der darüber befindlichen Hilfsflächen je im wesentlichen in derselben senkrechten Ebene wie die Vorderkante der unmittelbar darunter befindlichen Hilfsfläche liegen.

3. Flugzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in derselben oder verschiedenen Ebenen liegenden Hilfsflächen in einem beliebigen Neigungswinkel zur Flugrichtung eingestellt werden können.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.