Aus Flosse und dicht dahinter liegendem Ruder bestehendes Leitwerk,
insbesondere für Luftfahrzeuge Leitwerke für Luftfahrzeuge bestehen in der Regel
aus zwei in Flugrichtung dicht hintereinanderliegenden Flächen, der Flosse und dem
Ruder. Gewöhnlich wird zur Erzielung einer Steuerwirkung nur das Ruder verschwenkt,
während die Flosse in bezug auf das Luftfahrzeug festliegt. Es sind aber auch Anordnungen
bekannt, bei denen Flosse und Ruder zugleich verschwenkt werden, und zwar derart,
daß das Ruder einen größeren Winkelausschlag erfährt als die Flosse. Bei diesen
bekannten Bauarten wird schon bei verhältnismäßig geringen Ruderausschlägen die
Luftumströmung des Ruders durch die vor dem Ruder liegende Flosse nachteilig beeinflußt,
und bei stärker ausgeschwenktem Ruder wird die Strömung leicht unstetig (sog. Abreißen
der Strömung); die Folgen sind Ungleichmäßigkeiten in den Ruderkräften, wodurch
die Wirkung des Leitwerks vermindert und dessen Handhabung erschwert wird.Tail unit consisting of a fin and a rudder close behind it,
Especially for aircraft, tail units for aircraft usually exist
from two surfaces lying close behind each other in the direction of flight, the fin and the
Rudder. Usually only the rudder is swiveled to achieve a steering effect,
while the fin is fixed with respect to the aircraft. But there are also orders
known, in which the fin and rudder are pivoted at the same time, in such a way,
that the rudder experiences a greater angular deflection than the fin. With these
known designs is already with relatively small rudder deflections
Air flow around the rudder is adversely affected by the fin in front of the rudder,
and when the rudder is swiveled out more strongly, the flow becomes slightly discontinuous (so-called tear-off
the current); the consequences are irregularities in the rudder forces, whereby
the effect of the tail unit is reduced and its handling is made more difficult.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile, also vor allem
eine Verstärkung der Ruderwirkung. Erreicht wird dies erfindungsgemäß, indem die
Schwenkachse des im Querschnitt stromlinienförmig gestalteten Ruders vor die Vorderkante
des Ruders in den Bereich der in eine scharfe Hinterkante auslaufenden Flosse verlegt
wird. Dies hat zur Folge, daß bei einem Winkelausschlag des Ruders gegenüber der
Flosse - und zwar gleichgültig, nach welcher Richtung - zwischen der Flossenhinterkante
und der Rudervorderkante ein düsenförmiger Spalt entsteht, durch welchen Luft von
der Druckseite des Leitwerks auf die Saugseite übertreten kann. Es tritt sonach
bei dem neuen Leitwerk die bei Tragflächen bereits bekannte Spaltwirkung ein, die
sich namentlich darin äußert, daß das Abreißen der Strömung erst bei wesentlich
größeren Ruderausschlägen als beim Fehlen des Spalts eintritt. Die am Leitwerk wirkenden
Luftkräfte werden also größer, so daß wesentlich stärkere Ruderwirkungen als mit
den bekannten Leitwerken erzielt werden können. Auch die vom jeweiligen Anstellwinkel
des Ruders abhängige Größe der am Ruder angreifenden Luftkraft und ihres Drehmoments
erhält einen gleichmäßigeren Verlauf, und diese größere Stetigkeit des Ruderdrehmoments
erleichtert die Handhabung der Steuerung.The invention aims to avoid these disadvantages, that is to say above all
a strengthening of the rudder effect. This is achieved according to the invention by the
Pivot axis of the rudder, which is streamlined in cross section, in front of the leading edge
of the rudder in the area of the fin ending in a sharp trailing edge
will. This has the consequence that with an angular deflection of the rudder with respect to the
Fin - regardless of the direction - between the trailing edge of the fin
and the leading edge of the rudder creates a nozzle-shaped gap, through which air from
the pressure side of the tail unit can cross over to the suction side. So it occurs
in the case of the new tail unit, the splitting effect that is already known in the case of wings
expresses itself in the fact that the break in the flow only occurs at essential
larger rudder deflections than occurs in the absence of the gap. The ones working on the tail unit
Air forces are therefore greater, so that much stronger rudder effects than with
the known tail units can be achieved. Also that of the respective angle of attack
the rudder-dependent size of the air force acting on the rudder and its torque
receives a more even curve, and this greater steadiness of the rudder torque
facilitates the handling of the control.
Die neue Anordnung ist sowohl bei Leitwerken mit fester Flosse als
auch bei solchen mit verschwenkbarer Flosse anwendbar; sie läßt sich ferner für
Leitwerke beliebiger Gattung, also für Querlagen-, Höhen- und Seitensteuerungen,
verwenden.The new arrangement is applicable to both tail units with a fixed fin as
also applicable to those with a pivotable fin; she can also be used for
Tail units of any kind, i.e. for bank angle, elevation and rudder controls,
use.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar Abb.
I ein Leitwerk mit fester Flosse in Strecklage, Abb. 2 das gleiche bei ausgeschwenktem
Ruder, Abb. 3 ein Leitwerk, bei dem außer dem Ruder auch die Flosse verschwenkbar
ist, in Strecklage und Abb. 4 das gleiche in. ausgeschwenkter Lage.The drawing shows exemplary embodiments of the invention, namely Fig.
I a tail unit with a fixed fin in the extended position, Fig. 2 the same with the swiveled out position
Rudder, Fig. 3 a tail unit in which, in addition to the rudder, the fin can also be pivoted
is, in the extended position and Fig. 4 the same in the swiveled-out position.
Das Leitwerk nach Abb. r und 2 besteht aus der festliegenden, hinten
scharfkantig auslaufenden
Flosse I, die im Falle einer Querlagensteuerung
auch durch eine Tragfläche gebildet sein kann, und dem dahinterliegenden Ruder 2,
dessen Drehachse 3 vor seiner Vorderkante 4 im Bereich der Flosse I liegt. Die Achse
3 ist durch geeignete Arme 5 mit dem Ruder 2 verbunden; diese Arme tragen Fortsätze
6, 7, an welchen die Steuerzüge 8, 9 angreifen. Wird das Ruder in irgendeiner Richtung
verschwenkt, so entsteht, wie Abb. 2 zeigt, zwischen der Hinterkante Io der Flosse
I und der Vorderkante 4 des Ruders 2 ein düsenförmiger Spalt II, durch welchen Luft
von der in Abb. 2 oben liegenden Druckseite auf die Saugseite der Flächenanordnung
gemäß dem eingezeichneten Pfeil übertreten kann. Dieser Luftdurchtritt hat zur Folge,
daß das Abreißen der Strömung am Ruder erst bei einem größeren Winkelausschlag desselben
eintritt als bei der gewöhnlichen spaltlosen Anordnung, bei der das Ruder gewissermaßen
die stetige Fortsetzung der Flosse bildet; daraus folgt aber, daß insbesondere bei
größeren Ausschlagwinkeln die am Leitwerk wirksamen Luftkräfte bei der neuen Anordnung
größer werden als bei den bekannten Einrichtungen. Ein gewisser Nachteil dieser
Anordnung liegt noch darin, daß die auf die Achse 3 bezogenen Drehmomente der am
Ruder 2 wirksamen Luftkräfte größer werden, als wenn die Drehachse innerhalb der
Ruderfläche 2 liegt, indessen kann dieser Nachteil im Bedarfsfalle leicht behoben
werden, z. B. durch Anordnung einer an sich bekannten, vor der Drehachse anzuordnenden,
in Abb. I gestrichelt gezeichneten Ausgleichsfläche I2.The tail unit according to Fig. R and 2 consists of the fixed, rear
sharp-edged tapering
I fin, which in the event of bank steering
can also be formed by a wing, and the rudder 2 behind it,
whose axis of rotation 3 lies in front of its leading edge 4 in the region of the fin I. The axis
3 is connected to the rudder 2 by suitable arms 5; these arms have appendages
6, 7, on which the control cables 8, 9 attack. Will take the helm in any direction
pivoted, as Fig. 2 shows, arises between the rear edge Io of the fin
I and the leading edge 4 of the rudder 2 a nozzle-shaped gap II through which air
from the pressure side at the top in Fig. 2 to the suction side of the surface arrangement
can cross according to the arrow drawn. This passage of air has the consequence
that the tearing off of the flow at the rudder only occurs at a larger angle deflection of the same
occurs than with the usual gapless arrangement, in which the rudder to a certain extent
the steady continuation of the fin forms; but it follows from this that in particular
larger deflection angles the air forces acting on the tail unit with the new arrangement
become larger than with the known facilities. A certain disadvantage to this
Arrangement is still in the fact that the torques related to the axis 3 of the
Rudder 2 effective air forces are greater than if the axis of rotation is within the
Rudder surface 2 is, however, this disadvantage can easily be remedied if necessary
be e.g. B. by arranging a per se known to be arranged in front of the axis of rotation,
Compensation area I2 shown in dashed lines in Fig. I.
Bei der Anordnung nach den Abb. 3 und 4 sind sowohl die Flosse 2I
als auch das Ruder 22 um die festliegende Achse 23 schwenkbar, beispielsweise mit
Hilfe von Seilzügen 28, 29, die sich je in zwei Zweige teilen, von denen die einen
Zweige 33, 34 an einem Segment 24 angreifen, das mit der Flosse 2I fest verbunden
ist, während die anderen Zweige 35, 36 mit einem Segment 25 verbunden sind, das
am Ruder 22 festsitzt. Der Radius des letztgenannten Segmentes ist wesentlich kleiner
als der des Flossensegmentes 24, so daß, da die Seilzüge 33, 35 und 34, 36 stets
gleiche Wege zurücklegen müssen, das Ruder 22 bei der Verstellung einen wesentlich
größeren Winkelausschlag macht als die Flosse 2I, wie dies Abb. 4 zeigt. Auch bei
dieser Anordnung entsteht bei der Verschwenkung der Leitwerkteile im einen oder
anderen Sinne wieder ein düsenförmiger Spalt 3I, durch welchen die Luft in der Pfeilrichtung
von der Druckseite auf die Saugseite der Flächenanordnung übertreten kann. Diese
Anordnung besitzt gegenüber der nach Abb. I und 2 zunächst den Vorteil der stärkeren
Wirkung bei gleichem Ruderausschlag, da auch die Flosse noch eine namhafte Luftkraftkomponente
liefert, und ferner bilden die auf Flosse und Ruder wirkenden Luftkräfte P1 und
P2 in bezug auf die Drehachse 23 entgegengesetzt gerichtete Drehmomente, so daß
ein weitgehender Kraftausgleich erzielbar ist. Die Steuerung ist also, ohne daß
besondere Ausgleichsflächen u. dgl. notwendig wären, leicht zu verstellen. Die Mittellage
des Gesamtleitwerks gegenüber der Hauptachse des Fahrzeugs kann durch an sich bekannte
Längeneinstellglieder 4I, 42 in den Seilzügen 28, 29 und die Strecklage der Leitwerkteile
durch ähnliche Glieder 43, 44 in den Seilzügen 35, 36 eingestellt werden.In the arrangement according to Figs. 3 and 4, both the fin 2I
and the rudder 22 can be pivoted about the fixed axis 23, for example with
With the help of cables 28, 29, each of which divides into two branches, one of which
Branches 33, 34 attack a segment 24 which is firmly connected to the fin 2I
is, while the other branches 35, 36 are connected to a segment 25 that
stuck on the rudder 22. The radius of the last-mentioned segment is much smaller
than that of the fin segment 24, so that, since the cables 33, 35 and 34, 36 always
Have to cover the same distance, the rudder 22 during the adjustment a substantial
makes a greater angular deflection than the fin 2I, as shown in Fig. 4. Also at
this arrangement arises when the tail unit parts are pivoted in one or the other
in another sense again a nozzle-shaped gap 3I, through which the air in the direction of the arrow
can pass from the pressure side to the suction side of the surface arrangement. These
The arrangement initially has the advantage of being stronger than that according to Figs. I and 2
Effect with the same rudder deflection, since the fin also has a significant air force component
supplies, and also form the air forces acting on the fin and rudder P1 and
P2 with respect to the axis of rotation 23 oppositely directed torques, so that
an extensive force compensation can be achieved. So the control is without
special compensation areas and the like would be necessary, easy to adjust. The middle position
of the overall tail unit with respect to the main axis of the vehicle can be known per se
Length adjustment members 4I, 42 in the cables 28, 29 and the extended position of the tail parts
can be adjusted by similar members 43, 44 in the cables 35, 36.
An die Stelle der Seilzüge können auch andere Verstellorgane, beispielsweise
an Hebeln angreifende feste Gestänge, treten, deren Abmessungen so zu wählen sind,
daß das Ruder bei der Verstellung einen größeren Ausschlag als die Flosse ausführt.In place of the cables, other adjusting devices, for example
fixed rods that act on levers, the dimensions of which are to be selected in such a way that
that the rudder executes a larger deflection than the fin during adjustment.