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Doppeldecker, dessen untere Tragfläche stark nach hinten versetzt
ist und einen kleineren Anstellwinkel als die obere hat Im allgemeinen werden Flugzeuge
am Rumpf mit einem wagerechten Höhensteuer ausgerüstet, das entweder als Ganzes
beweglich ist oder aus einem festen und einem beweglichen Teil besteht. Die Anordnung
eines derartigen Höhensteuers ist jedoch mit einer Reihe von Nachteilen verbunden,
die die Stabilität, Steuerung und Wendefähigkeit des Flugzeuges betreffen. Des weiteren
wird seine Herstellung durch das gesonderte Höhensteuer nicht unwesentlich verteuert
und seine tote Last vergrößert.
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Diese Nachteile werden bei dem nachstehenden Vergleich mit einem Flugzeug
nach der Erfindung noch im einzelnen verdeutlicht werden, das kein Höhensteuer am
Rumpf besitzt und daher die noch zu erläuternden Nachteile vermeidet.
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Die Erfindung besteht darin, daß an die eine der Tragflächen eines
Doppeldeckers beiderseits des Rumpfes Klappen angelenkt sind, die gleichzeitig und
gleichsinnig wirken, um ein besonderes Höhensteuer am Rumpf entbehrlich zu machen.
Diese Klappen werden im folgenden als Höhenklappen bezeichnet zum Unterschiede von
den bekannten Querrudern, die das Flugzeug nach der Erfindung gleichfalls trägt,
die jedoch bekanntermaßen ganz anderen Zwecken dienen. Die untere Tragfläche des
Doppeldeckers nach der Erfindung ist ferner stark gegen die obere nach hinten versetzt
und hat einen kleineren Anstellwinkel als diese. Beides sind Maßnahmen, die an sich
zwar bekannt sind, die aber hier durch ihr Zusammenwirken mit den Höhenklappen eine
besondere Rolle spielen.
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In der beiliegenden Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in
einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die untere Tragfläche a des
- erfindungsgemäßen Flugzeuges bedeutend gegenüber der oberen Tragfläche b nach
hinten versetzt. Die Größe dieser Verschiebung hängt von dem Profil der Tragflächen
ab und kann zwischen 6o und rao % der größten Flügeltiefe betragen; ihr Durchschnittswert
ist ungefähr 9o °f, Der Anstellwinkel ist bei beiden Tragflächen verschieden. Der
Winkel ß des unteren Fliigels ist kleiner als der Winkel a des oberen Flügels. Diese
gegenseitige Neigung der Tragflächen hat den Zweck, die Stabilität zu erhöhen. Die
Größe dieses Winkels schwankt ungefähr zwischen o und 2'-@2°, je nach dem benutzten
Flügelprofil und dem Grade der gewünschten Stabilisierung.
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Jede Tragfläche ist mit j e zwei Klappen versehen.
Die
Klappen c der oberen Fläche sind so miteinander verbunden, daß die eine sich senkt,
während die andere sich hebt; sie dienen als Querruder. Die Klappen d der unteren
Fläche werden im Gegensatz dazu vom Führer gleichzeitig und in gleicher Richtung
betätigt. Ihre Aufgabe besteht darin, die Krümmung der Tragfläche und demzufolge
den Auftrieb des betrachteten Tragflächenteils zu verändern. Dieser Auftrieb ist
eine Kraft, die hinter dem Schwerpunkt des Flugzeuges angreift. Die Änderungen dieses
Auftriebs machen sich durch die Lagenänderung des Flugzeuges bemerkbar. Die Klappen
des unteren Flügels spielen also die Rolle des Höhensteuers, das bei Flugzeugen
bekannter Bauart bisher am Rumpf angebracht worden ist. Die Anordnung der Klappen
kann übrigens umgekehrt auch so geschehen, daß die Querruder an der unteren und
die Höhenklappen an der oberen Tragfläche angebracht werden. .
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Die vier Klappen (Querruder und Höhenklappen) können auch je nach
Belieben des Führers alle gleichzeitig nach unten gerichtet werden, um die mittlere
Profilkrümmung der oberen und unteren Tragflächen zu erhöhen. Der Richtungswinkel
wird für die obere und die untere Fläche verschieden sein müssen - z. B. 6° für
die erstgenannte, q.° für die andere-,weil dieAngriffsflächeder Resultante der aerodynamischen
Kräfte auf die gesamten Flügelflächen nicht durch die Richtung der Klappen verändert
werden .darf. Das Gleichgewicht wird also durch die Änderung der Flügelkrümmung
nicht beeinflußt.
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Die starke Staffelung der Tragflächen des höhensteuerlosen Flugzeuges
verringert ihre gegenseitige Beeinflussung und kann sie sogar vollkommen aufheben.
Die Tragflächen verhalten sich daher, als ob sie voneinander getrennt wären; ihr
aerodynamischer Wirkungsgrad ist der gleiche, als ob sie bei einem Eindecker eingebaut
wären. Der Fortfall des wagerechten Höhensteuers bringt eine Verringerung des Luftwiderstandes
mit sich, und in derselben Richtung wirkt auch der kürzere Rumpf des höhensteuerlosen
Flugzeuges.
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Bei den Flugzeugen mit Höhensteuer lassen sich Stabilität und Wendigkeit
nicht in Einklang bringen, denn bei einer Vergrößerung der Flächen des Höhensteuers
muß naturgemäß auch die gesamte stabilisierende Oberfläche vergrößert werden, welche
neben der beweglichen Fläche auch die starre Fläche (Dämpfungsflosse) umfaßt. Auf
diese Weise wird die Fähigkeit des Flugzeuges, von der Gleichgewichtslage abzuweichen,
verringert und mit anderen Worten seine Wendigkeit @' erkleinert.
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Bei dem höhensteuerlosen Flugzeug nach . der Erfindung kann jedoch
die Oberfläche der Höhenklappe so weit vergrößert werden, daß sie sich über die
ganze Spannweite erstreckt, ohne daß dadurch die die Stabilität beeinflussenden
Faktoren - die Staffelung und die Differenz der Anstellwinkel - geändert werden.
Die Wendigkeit in der Höhenrichtung kann demnach hier sehr gesteigert werden, ohne
daß dabei Rücksicht auf die Stabilität genommen zu werden braucht.
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Durch die starke Staffelung der Tragflächen wird die Größe des Winkels,
die das vordere Blickfeld des Führers umfaßt, beim höhensteuerlosen Flugzeug bedeutend
größer als bei dem mit Höhensteuer. Der durch die obere Tragfläche hervorgerufene
tote Winkel hingegen ist hier bedeutend geringer. Beide Umstände erleichtern die
Landung beim höhensteuerlosen Flugzeug erheblich.
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Der Beobachter wird in einem Flugzeug mit Höhensteuer durch den durch
das Höhensteuer hervorgerufenen toten Winkel am rückwärtigen Ausblick gehindert,
so daß er in dieser Richtung nur ein beschränktes Blickfeld besitzt. Beobachtungen
in dieser Richtung sind jedoch sehr wertvoll, besonders dann, wenn das Flugzeug
eine Küste verläßt, um einen Überseeflug zu unternehmen. Ebenso störend wirkt der
durch das Höhensteuer hervorgerufene tote Winkel für eine Schußabgabe in der rückwärtigen
Richtung.
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Dieser tote Winkel fällt jedoch bei dem höhensteuerlosen Flugzeug
-fort,- so daß die genannten Nachteile dort nicht in Frage kommen.
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Da das Höhensteuer vollkommen fortfällt und der Rumpf kürzer und leichter
gebaut werden kann ..= denn er braucht nicht mehr die Biegungsbeanspruchungen auszuhalten,
die von dem Luftdruck auf das Höhensteuer herrühren -, ist auch das Gewicht eines
höhensteuerlosen Flugzeuges bedeutend geringer als das eines Flugzeuges mit Höhensteuer,
gleiche Leistungen und gleiche Tragoberflächen vorausgesetzt.
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Der Fortfall der Masse des Höhensteuers und eines Teiles der Masse
des Rumpfes, und zwar des Teiles, der am weitesten vom Schwerpunkt entfernt ist,
sowie die geringere Entfernung des Motors vom Schwerpunkt verkleinern das Trägheitsmoment
des Flugzeuges in der Längsrichtng in bezug auf den Schwerpunkt. Hierdurch wird
des weiteren die Wendigkeit eines Flugzeuges ohne Höhensteuer gegenüber den Flugzeugen
bekannter Ausführung gesteigert.
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Die beiden Tragflächen des höhensteuerlosen Doppeldeckers können gleiche
Oberflächen und gleiches Profil haben. Die Querruder der oberen Tragflächen können
die gleiche Form erhalten wie die Höhenklappen
der unteren Tragfläche,
so daB nur ihre Bedienungsorgane verschieden ausgebildet zu werden brauchen. Bei
dieser Sachlage verringert sich die Anzahl der zur Herstellung eines höhensteuerlosen
Doppeldeckers erforderlichen Teile erheblich, um so mehr, als die Dämpfungsflossen
und das Höhensteuer sowie ihre Bespannung in Fortfall kommen; daher verbilligt sich
auch die Herstellung des Flugzeuges nach der Erfindung gegenüber den Flugzeugen
bekannter Bauart nicht unwesentlich.