DE512193C - Aus um eine festliegende Achse schwenkbarer Flosse und an ihr angelenktem Ruder bestehendes Leitwerk fuer Luftfahrzeuge - Google Patents

Description

Bei den in der Regel aus einer Flosse (Dämpfungsfläche) und einem dicht dahinter angeordneten Ruder bestehenden Leitwerken für Luftfahrzeuge ist es bekannt, außer dem Ruder auch die Flosse, und zwar im gleichen Sinne wie das Ruder, jedoch um kleinere Winkel, zu verschwenken. Es ist hierbei auch bereits vorgeschlagen worden, die festliegende Schwenkachse der Flosse nicht mit der Gelenkachse des Ruders zusammenfallen zu lassen, so daß das Rudergelenk die Schwingbewegung der Flosse -mitmacht.

Zur Ableitung der Ruderverschwenkung von der Flossenverschwenkung sind bereits aus mehreren Hebeln, Seilzügen und Seilrollen bestehende Zwischengetriebe vorgeschlagen worden. Eine solche Anzahl von Elementen ergibt aber eine gewisse Betriebsunsicherheit, insbesondere auch infolge der vorkommenden elastisehen Formänderungen und des toten Ganges. Die Erfindung bezweckt eine betriebssichere und einfache Ableitung der Ruderverstellung von der Flossenverstellung und erreicht dies dadurch, daß mit dem Ruder ein Hebel fest verbunden ist, von dem ein Punkt auf einer bestimmten Bahn geführt ist. Besonders einfache Anordnungen ergeben sich, wenn der geführte Punkt des Ruderhebels in der Rudermittelebene und seine Führung in der der Leitwerksmittellage entsprechenden Ebene liegt. Der am Ruder festsitzende Hebel kann auch durch einen Kreissektor (z. B. Zahnbogen) ersetzt sein, der sich gegenüber einem festliegenden Bogen zwangsläufig abwälzt, denn ein solcher Kreissektor stellt nichts anderes als eine Reihe zahlreicher aufeinanderfolgender Hebel dar.

Für die Anwendbarkeit der Erfindung ist es gleichgültig, wo das Rudergelenk liegt, ob in der Flossenendkante oder weiter vorn, es kann sogar vor der Flossenschwenkacb.se liegen. Die Erfindung kann ferner bei allen Arten von Leitwerken, also sowohl bei Höhen- wie bei Seitenleitwerken in gleicher Weise Verwendung finden.

Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

In allen Abbildungen bedeutet 1 die verschwenkbare Flosse, 2 das Ruder, 3 die festliegende Schwenkachse der Flosse und 4 das ortsveränderliche Gelenk des Ruders. 5 ist ein an der Flosse festsitzender Hebel und 6 ein an diesem angreifendes Verstellgestänge. Mit A ist die der Leitwerksmittellage (Strecklage) entsprechende Flächenmittellinie (oder Mittelebene) bezeichnet.

Bei der Einrichtung nach Abb. 1 ist mit dem Ruder 2 ein Arm 12 verbunden, dessen seitlich der Rudermittelebene liegender Punkt 13 längs einer festliegenden Gleitbahn 14 geführt wird. Die Form dieser Gleitbahn ist so gewählt, daß in der durch die strichpunktierte Linie A angedeuteten Mittellage des Leitwerks Flosse und Ruder in einer Ebene hintereinanderstehen, daß ferner bei Verschwenkung der Flosse um

den Winkel α (gezeichnete Lage) das Ruder um einen größeren Winkel β in die Lage B verschwenkt wird, und daß beim Verschwenken der Flosse im anderen Sinne eine symmetrische Ruderlage C erzielt wird.

Nach Abb. 2 ist die Kurvenführung durch eine Lenkerführung ersetzt. Der Gelenkpunkt 13 des Ruderhebels 12 wird von einem Lenker 15 erfaßt, der um den Festpunkt 16 schwenkbar ist und die Verbindungslinie der Punkte 3 und 4 kreuzt. Außer der einen Seitenlage B des Ruders ist wieder die Mittellage A und die symmetrische Seitenlage C durch gestrichelte Linien kenntlich gemacht.

Die Abb. 3 bis 5 zeigen Anordnungen, bei welchen ein in der Rudermittelebene liegender Punkt des Ruderhebels 22 auf der der Mittellage des Leitwerks entsprechenden Flächenmittellinie A geführt wird.

Nach Abb. 3 erfolgt die Führung dieses Punktes 23, ähnlich wie bei Abb. 2, durch einen um den Festpunkt 26 schwenkbaren Lenker 25, der annähernd senkrecht zur Mittellage (Linie A) des Leitwerks steht. An seine Stelle kann auch eine Schlittengerädführung treten.

Abb. 3a zeigt eine Weiterausbildung dieser Einrichtung zum Zwecke des Versteilens der Leitwerkmittellage gegenüber dem Flugzeug. Hierbei ist Lenker 25 nicht an einen Festpunkt angelenkt, sondern an einen annähernd rechtwinklig zur Mittellage (Linie A) verschiebbaren Punkt 2&, beispielsweise den einen Endpunkt eines um einen Festpunkt 30 schwenkbaren Winkelhebels, Von dessen anderem Endpunkt 29 ein Gestänge 36 zu einer auf der Schraubenspindel 38 sitzenden Wandermutter 37 führt. Durch Drehen der Spindel 38 kann also während des Fluges der Punkt 26' verschoben werden, so daß dementsprechend aach die Lage des Ruderanlenkpunktes 23 sich ändert und beispielsweise bei der gestrichelt gezeichneten Verstellung sich die neue Strecklage Ä' ergibt, die von der früheren, A, um einen gewissen Winkel abweicht. Hierdurch ist es auch bei solchen, ♦5 aus zwei beweglichen Teilen bestehenden Leitwerken möglich, den während des Fluges eintretenden Gleichgewichtsstörungen sogleich entgegenzuarbeiten, um so ungünstig hohe Ruderkräfte zu vermeiden.

Nach Abb. 4 trägt der Ruderhebel 22 einen Schlitz 28, in welchen ein auf Linie A festliegender Gelenkpunkt 27 eingreift, so daß der geführte Hebelpunkt wiederum in der Längsmittellinie A liegt.

Nach Abb. 5 ist der Ruderhebelpunkt 23 unmittelbar an den Festpunkt 27 angeschlossen, die Führung des Ruderhebelpunktes also gewissermaßen zu einem einfachen Gelenk zusammengeschrumpft. Zur zwangfreien Verschwenkbarkeit des Ruders gegenüber der Flosse ist die am Ruder festsitzende Gelenkachse 4 in einem Schlitz 28 der Flosse verschiebbar. Es kann natürlich auch umgekehrt die Achse 4 fest mit der Flosse verbunden und der Schlitz im Ruderhebel 22 angeordnet sein. Zur Leitwerkverstellung dienen in diesem Beispiel die an seitlichen Auskragungen des Ruderhebels 22 angreifenden Seilzüge 6', 6". In entsprechender Weise könnte auch bei den übrigen Beispielen das Verstellgestänge statt an der Flosse am Ruder angreifen.

Bei den Einrichtungen nach Abb. 4 und 5 ist ein Verstellen der Leitwerkmittellage durch einfaches Verschieben des Festpunktes 27 senkrecht zur Linie A und ferner eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses durch Verschieben desselben Punktes parallel zur Linie A möglich. Letztere Änderung kann beispielsweise dazu dienen, für die jeweils vorliegenden Flug Verhältnisse den günstigsten Drehmomentausgleich am Leitwerk herbeizuführen.

Nach Abb. 6 trägt das Ruder 2 einen gleichachsig zum Anlenkpunkt 4 liegenden Zahnkranz 42, der mit einem gleichachsig zur Flossenschwenkachse 3, aber festliegenden Zahnkranz 41 kämmt. Beim Verschwenken der Flosse ι wälzt sich der Zahnkranz 42 auf dem Kranz 41 ab und erteilt dabei dem Ruder 2 eine zusätzliche Schwenkung.

Gemäß Abb. 7 sind die Zahnkränze durch _go Kreissektoren 51, 52 ersetzt, von denen der eine 52 wieder fest mit dem Ruder 2 verbunden, der andere 51 festliegend angeordnet ist. Beide Sektoren sind durch sich kreuzende Bänder 53, 54 verbunden, so daß wiederum beim Verschwenken der Flosse 1 eine zusätzliche Verschwenkung des Ruders 2 genau wie bei den Zahnrädern erfolgt. Die Abb. 7 läßt deutlich die große Ähnlichkeit mit der Anordnung nach Abb. 2 erkennen; das Band 53 entspricht in seiner Wirkung etwa dem Lenker 15.

Obschon rein äußerlich schwer erkennbar, sind die Anordnungen nach Abb. 6 und 7 auch derjenigen nach Abb. 3 ungefähr gleichwertig. Um dies deutlicher zu zeigen, ist die Anordnung mit den Wälzbahnen in Abb. 8 in größerem Maßstab nochmals dargestellt, und zwar bedeutet die strichpunktierte Linie 3,4' die Strecklage des Leitwerks, während die ausgezogenen Linien etwa der Leitwerklage nach n₀ Abb. 6 oder 7 entsprechen. Bei der Strecklage berührt der in der Verlängerung ■ der Rudermittellinie liegende Punkt des Ruderwälzbogens 42 den festen Wälzbogen 41 im Punkte 60'; bei dem Verschwenken der Flosse 1 aus der Strecklage 3, 4' in die Lage 3, 4 beschreibt dieser Berührungspunkt des Ruderwälzbogens 42 eine Zykloide 61 zum Wälzbogen 41 und gelangt dabei an die Stelle 60. Dieser Teil 60', 60 der Zykloide 61 weicht aber bei dem verhältnismäßig kleinen Ausschlagwinkel α der Flosse so wenig von der Linie 3, 4' ab, daß praktisch

wiederum von der Führung eines Ruderhebelpunktes längs dieser Linie 3, 4' gesprochen werden kann.

Genau das gleiche gilt auch für die Anordnung nach Abb. 7, da zwischen der Abwälzung am Bande und der unmittelbaren Abwälzung im Ergebnis kein Unterschied besteht. Ein Verstellen der Leitwerkmittellage gegenüber dem Flugzeug ist bei diesen Anordnungen durch Verschwenken der Sektoren 41 bzw. 51 möglich, was beispielsweise mittels eines am Sektor angreifenden Gestänges 56 (Abb. 7) erfolgen kann, das etwa in ähnlicher Weise, wie bei Abb. 3 a beschrieben, während des Fluges verstellbar ist.

Gemäß Abb. 9 ist die zum Ruderhebel 62 führende Stange 65 an einen weit vor dem Flossenhebel 5 liegenden Punkt 66 des Verstellgestänges 6 angelenkt. Hierbei ergibt sich für den Ruderhebelpunkt 63 infolge der Vereinigung der Längsbewegung des Gestängepunktes 66 mit der Schwingbewegung des Gelenkes 4 eine der Kurve 14 in Abb. 1 ähnliche resultierende Verschiebung und somit wiederum die gewünschte Ruderverstellung. Eine Änderung der Leitwerkr mittellage ist hierbei durch Verschiebung des Anlenkpunktes 66 auf dem Gestänge 6 möglich. Eine Änderung der Übersetzung kann durch Verschieben der Hülse 90 erfolgen, an der die Stange 6 angreift. Zu diesem Zwecke greift an der Hülse 90 eine Stellstange 85 an, die über den um einen Festpunkt 88 schwenkbaren Winkelhebel 87 durch Gestänge 86 verstellt werden kann.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Aus um eine festliegende Achse schwenkbarer Flosse und an ihr angelenktem Ruder bestehendes Leitwerk für Luftfahrzeuge, bei dem Flosse und Ruder gleichzeitig und im gleichen Sinne, jedoch das Ruder unter größerem Winkel zur Mittellage, verstellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ruder ein Hebel fest verbunden ist, von dem ein Punkt auf einer bestimmten Bahn geführt wird.

2. Leitwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Punkt (13) des Ruderhebelarmes (12) in einer festliegenden Kurvenführung (14) geführt wird (Abb. 1).

3. Leitwerk nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß ein Lenker (15) mit seinem einen Ende an einen Festpunkt (16) und mit seinem anderen Ende (13) an den Ruderhebelarm (12) angeschlossen ist und die Verbindungslinie zwischen Flossenschwenkachse (3) und Rudergelenk (4) kreuzt (Abb. 2).

4. Leitwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruderhebelarm (22) fio sich in Richtung der Rudermittelebene erstreckt und daß ein Punkt (23) dieses Hebelarmes auf der der Mittellage des Leitwerkes entsprechenden Flächenmittelebene (A) mittels einer Gerad- oder Lenkerführung geführt wird (Abb. 3).

5. Leitwerk nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Rudermittelebene liegender Punkt (23) an einen Festpunkt (27) gelenkig angeschlossen ist, der in der der Leitwerkmittellage entsprechenden Ebene (A) liegt, und daß das Gelenk (4) zwischen Ruder und Flosse auf einem dieser Teile verschiebbar ist (Abb. 5).

6. Leitwerk nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruderhebel durch einen gleichachsig zum Rudergelenk (4) am Ruder festsitzenden Wälzbogen (42, 52) gebildet wird, gegenüber dem sich ein zur Flossenschwenkachse (3) gleichachsiger, jedoch festliegender Wälzbogen (41, 51, 53, 54) gleitungsfrei abwälzt (Abb. 6 und 7).

7. Leitwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine an einem seitwärts der Rudermittelebene liegenden Ruderhebelpunkt (63) angreifende Stange (65) unmittelbar mit,einem weit vor der Flossenschwenkachse (3) liegenden Punkt (66) des Verstellgestänges (6) verbunden ist (Abb. 9).

8. Leitwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Ruderhebelpunkt führende Getriebeteil derart verstellbar ist, daß die Strecklage des Leitwerkes gegenüber dem Flugzeuge verschieden eingestellt werden kann.

9. Leitwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines Hebels in dem Übertragungsgetriebe zwischen den Leitwerkteilen (1 und 2) derart veränderbar ist, daß die Übersetzung zwisehen den Leitwerkteilen verändert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen