DE525387C

DE525387C - Flugzeug mit um Laengsachsen beweglichen, elastisch aufgehaengten Tragfluegeln

Info

Publication number: DE525387C
Application number: DEN27494D
Authority: DE
Original assignee: JACOB EMIL NOEGGERATH DR ING
Current assignee: JACOB EMIL NOEGGERATH DR ING
Priority date: 1927-06-30
Filing date: 1927-06-30
Publication date: 1931-10-06

Description

Bekanntermaßen sind Luftfahrzeuge, insbesondere Flugzeuge, durch die wechselnde Windbewegung plötzlichen Beanspruchungen ausgesetzt. Beispielsweise fällt ein Flugzeug in sogenannte Luftlöcher, die durch Verminderung der relativen Windgeschwindigkeit erzeugt werden können, oder es wird durch Böen einseitig gehoben, so daß eine kippende Bewegung eintritt. Abgesehen von den für die Fahrgäste empfindlichen Störungen (Luftkrankheit) entstehen hierbei starke Beanspruchungen des Materials. Diese Beanspruchungen sind besonders häufig bei dem sogenannten Abfangen, bei plötzlichen Landungen, wenn die Flügel mit etwa auf ihnen montierten Motoren oder anderen schweren Teilen in ihrer Abwärtsbewegung durch hartes Landen plötzlich gehemmt werden. Es entstehen dabei in den Tragflügeln der Flugzeuge Schwingungsbeanspruchungen, die zu Brüchen führen können und jedenfalls besonders starke Konstruktionen von großem Gewicht erfordern.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles sind bereits

Flugzeuge bekannt geworden, bei denen die Tragflügel beweglich, insbesondere schwingend,

as beispielsweise elastisch schwingend, angeordnet und mit einem oder mehreren Zug-, Druck-, Biegungselementen oder anderen elastischen Tragelementen verbunden sind. Durch diese Anordnung wird aber der erstrebte Zweck auch noch nicht ganz erreicht; denn bei plötzlichen Druckschwankungen treten sehr starke Schwingungen der Tragflügel auf, die sogar zu empfindlichen Stößen ausarten können, so daß die \ Tragflügel auch hierbei noch großen Beanspruchungen ausgesetzt sind.

Die Erfindung betrifft nun ein Luftfahrzeug mit beweglichen Tragflügeln, bei dem große Materialbeanspruchungen infolge Druckschwankungen gänzlich vermieden sind. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Bewegungen der Tragflügel gedämpft werden. Die Dämpfung kann hierbei für die Schwingungen nach aufwärts und abwärts verschieden sein. Sie kann auch erst beim Ende der Schwingung in einer Richtung eintreten oder erst bei bzw. nach der Umkehr in die entgegengesetzte Richtung. Die Dämpfung ermöglicht eine sehr starke druckausgleichende Wirkung der Flügel, ohne daß sie in gefährliche Schwingungen versetzt werden. Es können also hierbei keine Stöße oder sonstige starke Materialbeanspruchungen auftreten, so daß die Konstruktion leichter und billiger ausgeführt werden kann.

Die Dämpfungsglieder können hierbei mit den die Tragflügel haltenden elastischen Tragelementen, ζ. B. Federn, flüssigkeits- oder gasgefüllten Zylindern, Gas- oder Luftkissen usw., vereinigt sein, indem die Bewegung dieser Elemente durch eine zusätzliche Reibung bzw. bei auf Druckwirkung beruhenden Tragelementen (Zylinder) durch eine Ausgleichsleitung bewirkt wird, oder aber sie können von den Tragelementen getrennt angeordnet und entweder mit den Tragelementen oder unmittelbar mit den Tragflügeln verbunden werden.

Die Dämpfung ist regelbar ausgeführt, wobei die Regelung bis zur völligen Ausschaltung der Dämpfung bzw. völligen Festlegung der schwingenden Teile gehen kann. Man kann beispielsweise die Regelung bei Dämpfung durch Rei-

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bung mittels Veränderung des Reibungsdruckes oder bei Dämpfung durch Druckwirkung mittels Änderung des Querschnittes der Ausgleichsleitung im Druckzylinder vornehmen. Es ist auch möglich, die Regelung der Dämpfung selbsttätig in Abhängigkeit der Stellung der Tragflügel erfolgen zu lassen, um bei jeder Druckschwankung eine entsprechend stärkere Dämpfung der Bewegung zu erhalten, ίο Die Dämpfung der Tragflügel kann auch auf die Steuerflächen übertragen werden, wenn die Tragflügel mit den Steuerflächen zwecks Herbeiführung weiterer Ausgleichswirkungen verbunden werden. In diesem Falle können dann die Steuerflächen auch nur gedämpfte Bewegungen ausführen, so daß auch bei ihnen große Materialbeanspruchungen vermieden werden.

Die Zeichnungen stellen Luftfahrzeuge gemäß der Erfindung und Einzelteile davon dar, und zwar zeigen die Abb. 1 bis 3 einen Eindecker gemäß der Erfindung, Abb. 4 einen Mehrdecker, beispielsweise einen Doppeldecker, und die Abb. 5 und 6 Schnitte durch die Dämpfungselemente.

In Abb. ι und 2 stellt 1 den Rumpf eines Flugzeuges oder eines gasgefüllten Luftschiffes dar. Die Flügel 2 und 3 sind durch die nachgiebigen Tragelemente 5, 4, beispielsweise Federn oder Gummibänder, deren Einzelheiten, Dämpfung, Begrenzung, Einstellbarkeit, aus .; Abb.'6;und 7 ersichtlich sind, bei 6, 7, 8 und 9 beweglich, beispielsweise durch eine Lagerung oder ein dünnes, biegsames, federndes Metallblatt, mit-dem -Rumpf 1 verbunden. Im normalen Fluge nehmen die um die Achsen 10, 11 5«, drehbaren; Flügel^, und 3 eine horizontale Stellung eijii: Sinkt unter den Flügeln 2 und 3 der-Druck-so schwingen die Flügel gedämpft nach unten.- Der Sehlag nach unten erhöht den Druck, so daß die Tragfähigkeit der Flügel erhöht wird und der Rumpf 1 die Tendenz behält, in seiner ursprünglichen Höhe zu verharren. Diese Tendenz wird dadurch weiter erhöht, daß die Tragfähigkeit nach unten geneigter Flächen höher ist als diejenige horizontal -·-;= Hegender oder nach oben geneigter Flächen. Außerdem kann eine Vergrößerung des Flugwinkels der Tragflügel zur Fahrtrichtung beim Abschwingen stattfinden, wodurch wieder die Tragfähigkeit der Flügel erhöht wird. Ent-₆a weder.kann dazu das Höhenruder 12 oder ein Tei£ desselben, beispielsweise vermittels des §ei,iea_;.i3,vvon- den Flügeln, an denen es bei 14 Gefestigt .ist_r· beim Niederschlage hochgezogen sfer^eB^r oder; der Flugwinkel der Flächen 2 und 3 ,5,3 kartn,4a^pr£h~erhöht, werden, daß "die Achsen 10 und. .iiy;um-die sie schwingen, einen Winkel zur Hauptachse-bilden.sdei'daß die Flügel gleichzeitig um ..die punktiert gezeichneten Achsen 15 und 16 schwingen, Insbesondere wenn die J₁. Achsen. 10;, 11 hinten näher zueinander stehen als vorn, erhöht sich der Flugwinkel der Tragflügel beim Ausschlag. Diese Anordnungen erhöhen die Tendenz, den Rumpf in seiner Lage zuhalten. Bei einer plötzlichen Erhöhung des Auftriebes werden andererseits die Flächen 2 und 3 schneller als der Rumpf emporgehoben, und es tritt der umgekehrte Vorgang ein.

Die Flügel können auch einzeln bewegt werden. Wenn beispielsweise infolge von Böen der Druck rechts, also unter Fläche 3, mehr steigt als unter Fläche 2, so wird die Fläche 3 nach oben geschwungen, ohne daß der Rumpf oder die andere Fläche wesentlich mitkippt. Beim Abfangen eines Flugzeuges nehmen die Flächen 2 und 3 eine stark nach oben geneigte Stellung ein. Der Stoß, die Materialbeanspruchungen werden dabei durch die Dämpfung gemildert, allmählich sinkt der Druck unter den Flächen, und diese nehmen wieder eine normale, beispielsweise die horizontale oder eine schwach nach oben geneigte Stellung ein. Beim Landen, insbesondere beim plötzlichen -Landen, schwingen die Tragflügel nach unten, erhöhen die Tragfähigkeit auf diese Weise, und der Stoß, der durch die Tragflügel und das auf ihnen befindliche Gewicht sonst auf das Flugzeug ausgeübt würde, wirkt sich infolge der Dämpfung nur ganz schwach auf den Rumpf und auf die Flügel selbst aus.- - /

Abb. 3 stellt einen Eindecker mit beweglichen Flächen 2 und 3 dar, die um die Achse 17 dreh- g bar sind und durch die nachgiebigen gedämpften Tragelemente 4, 5 mit dem Rumpf verbunden sind. Die Flächen 2, 3 können hierbei auch einen starren Tragflügel bilden, welcher bei Flugwinddruckänderungen um die Achse 7 _;!; schwingt, oder sie können sich unabhängig als Einzelfläche um 7 schwingend bewegen. Ein gedämpftes Tragelement, ähnlich wie in Abb. 5 gezeigt, ist in der Abb. 3 auch bei 18, aber vertikal angeordnet, an dem die Achse 17 he- ~,_Λ festigt ist, so daß die Flächen 2, 3 auch eine gedämpfte vertikale Aufundabbewegung aus-; führen können. - . .

Abb. 4 stellt einen Mehrdecker, beispielsweise einen Doppeldecker, dar, dessen Tragflügel 2, 3, ^.

19 und 20 bei 10 und 11, 21, 22 am Rumpf schwingend befestigt sind und durch nachgiebige Tragelemente 4, 5 gehalten werden. Die oberen und unteren Flächen sind durch Streben: 23, 24 miteinander verbunden, die ebenfalls mit _: <$ Dämpfung versehene nachgiebige Elemente 25, enthalten können. Sind die, Flächen 19 und starr mit dem Rumpf verbunden, so schwingen nur die oberen Flächen und- umgekehrt.

In Abb. 5 stellt 4 eine an dem Flügel^ und .,,; am Rumpf 1 beweglich befestigte -Rohrstrebe dar. Die Feder 44, voll ausgezeichnet, _A ist an ihrem oberen Ende' bei 45 mit der Rohrstrebe verbunden und an ihrem unteren Ende _: fest oder durch das Zugelement4.6 in bezug, auf

Zug in ihrer Stellung festgehalten. Diese Endstellung des unteren Endes der Feder kann durch Anziehen oder Nachlassen des Zugele-

,. mentes 46 der Lage nach geändert werden und

' 5 dadurch die Zug- oder Druckfederkraft beeinflußt werden. Die Feder kann auch, punktiert gezeichnet, nach unten hin weitergeführt und bei 47 an der Hülse 5 starr befestigt werden. Die Feder 44 übt in normaler Lage der Tragflügel einen Zug auf die Rohrstrebe 4 aus, welche dem Tragdruck entgegenwirkt. Beim Abschwingen kann sie einen Druck erleiden.

Ist das obere Ende der Feder, wie punktiert gezeichnet, nach oben hin weitergeführt und dort beispielsweise an dem Stift 48 befestigt, welcher in der Hülse 49 fest oder nach oben und unten einstellbar montiert ist, so ist die Rohrstrebe 4 so eingespannt, daß die obere Feder auf Zug und die anderen auf Druck oder umgekehrt beansprucht werden oder beide auf Zug oder Druck. An der Rohrstrebe 4 ist ein Anschlag 50 und an der Hülse 5 ein Anschlag 51 vorgesehen. Die Anschläge sind in ihrer Lage veränderlich, so daß der Hub der Rohrstrebe 4 nach oben und unten veränderlich begrenzt und die Rohrstrebe in beliebiger Stellung festgehalten werden kann. Die die Hülse 5 mit der Hülse 49 verbindende Hülse 52 ist durch einen mit Löchern 53 und 54 versehenen Ring 55 in zwei Teile 56 und 57 geteilt. Der Raum 57 steht durch die Öffnung 58 mit dem im Inneren der Hülse 49 befindlichen Raum in Verbindung, der nach oben durch den Ansatz 60 der Rohrstrebe 4 abgeschlossen ist. Die Weite oder die Anzahl der Öffnungen kann mit Hilfe der Klappen 61, 62 eingestellt werden. Die Räume 56 und 59 sind mit einer Flüssigkeit gefüllt. Bei der Abwärtsbewegung der Rohrstrebe 4 treibt dessen Ansatzring 60 die Flüssigkeit nach unten durch die öffnung 58, dann durch den dämpfenden Schlitz 63 und durch die Öffnung 53. Die Dämpfung kann dadurch verändert werden, daß die Hülse 49 gegenüber der Hülse 52 axial verschoben und dadurch die Schlitzweite verändert wird. Durch Abstimmung der federnden Klappen 61 und 62 kann erreicht werden, daß die Dämpfung nur bei stärkeren oder schwächeren Bewegungsstadien eintritt.

Statt oder zusätzlich zu dieser hydraulischen Dämpfung kann die gezeichnete mechanische Dämpfung verwandt werden. Am oberen Teil der Hülse 49 sind federnde Bremsnocken 64 vorgesehen, die die Bewegung der Rohrstreben 4 dämpfen. Die Spannung der die Nocken haltenden Federn 65 und 66, die an den unabhängig voneinander drehbar gelagerten Hebeln 67 und 68 befestigt sind, kann zwecks Regelung der Dämpfung durch die Zugelemente 69 und 70 verändert werden.

Eine Bewegung der Rohrstrebe 4 durch Flüssigkeiten oder Gas aus Druckbehälter oder Pumpe ist ebenfalls möglich. Das treibende Medium wirkt dann durch die Öffnungen 71, 72, 73, 74 und übt den Widerstand gegen den durch die Rohrstrebe 4 übertragenen Luftdruck in ähnlicher Weise wie die Feder aus.

Die verschiedenen Zug- oder Druck-, Dämpfungs- oder Begrenzungsbetätigungen können gemeinsam oder nur einzeln verwandt werden. Sie sind nur als Beispiele angegeben, und be-.liebige in der Technik bekannte andere Ausgleichselemente, wie Druck-, Zug-, Biegungsund Begrenzungselemente, können verwandt werden.

Abb. 6 stellt eine weniger vielseitige An-Ordnung als die Anordnung der Abb. 5 dar. Die Rohrstrebe 4 ist mit einem Stift 75 versehen, welcher durch die langgezogenen Gummiringe 76 nach unten gezogen wird, die mittels der Stifte 77, 78 an der Hülse 79 befestigt sind. Die Spannung der Gummiringe kann durch Drehen des um den Zapfen 83 drehbaren Ringes 80 vermittels der Seile 81, 82 geändert werden. Der Dämpfungskolben 84, der sich in dem Raum 85 bewegt, dient gleichzeitig als Anschlag zur Begrenzung der Bewegung der Flügel und ist mit Dämpfungslöchern 86 für eine Dämpfungsflüssigkeit versehen. Ein ähnlicher Stift 75 und Gummiring 76 können sich auch unterhalb der Stifte 77 und 78 befinden, so daß diese go Stifte dann zweiseitig eingespannt sind. Die Hülse 79 ist bei 96 am Flugzeugrumpf befestigt.

Claims

Patentansprüche:

1. Flugzeug mit um Längsachsen beweglichen, elastisch aufgehängten Tragflügeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Tragflügel gedämpft ist.

2. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dämpfung der Bewegung bewirkenden Teile mit den in die Tragflügelstreben (4, 23, 24) eingeschalteten elastischen Tragelementen (5, 25, 26) vereinigt sind.

3. Flugzeug nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dämpfung der Bewegung bewirkenden Teile von den elastischen Tragelementen getrennt sind.

4. Flugzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Dämpfung regelbar ist.

5. Flugzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Dämpfung selbsttätig durch die Stellung der Tragflügel erfolgt.

6. Flugzeug nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragflügel (2, 3) mit dem Höhenruder (12) derart verbunden sind, daß die Bewegung der Tragflügel das Höhenruder beeinflußt, wobei

sich die Dämpfung der Bewegung der Tragflügel auch auf die Bewegung des Höhenruders auswirkt.

7. Flugzeug nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Tragelemente mit zwei durch enge Öffnungen (53, 54, 58) miteinander in Verbindung stehenden Flüssigkeitskammern (56, 59) verbunden sind und bei ihrer Bewegung die Flüssigkeit aus der einen Kammer in die andere drücken.

8. Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hülsen (49) der elastischen Tragelemente die Bewegung der Streben (4, 23, 24) dämpfende Bremsbacken (64) vorgesehen sind.

9. Flugzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsbacken aus in der Bewegungsrichtung der Hülse (49) drehbar gelagerten Nocken (64) bestehen, die durch Federn (65,66) in ihrer Mittellage gehalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen