DE542833C

DE542833C - Quersteuerung fuer Luftfahrzeuge

Info

Publication number: DE542833C
Application number: DES87560D
Authority: DE
Original assignee: Ateliers dAviation Louis Breguet SA
Current assignee: Ateliers dAviation Louis Breguet SA
Priority date: 1928-08-24
Filing date: 1928-09-23
Publication date: 1932-01-29

Description

Die Erfindung bezweckt die Verbesserung des Fluges von Flugzeugen.

Wenn ein Flugzeug mit großen Anstellwinkeln fliegt, so arbeiten die gegenwärtig benutzten Querruder !läufig unter ungünstigen Bedingungen.

Überschreitet · nämlich der Anstellwinkel den Winkel, der dem maximalen Auftrieb entspricht, so bewirkt die Einstellung eines Querruders nach unten, daß der Auftrieb verringert und eine der gewünschten Wirkung entgegengesetzte erhalten wird.

Ist ferner der Anstellwinkel ein wenig kleiner als der, der dem maximalen Auftrieb entspricht, so bewirkt zwar die Verstellung eines Querruders nach unten, daß der Auftrieb vergrößert wird und das gewünschte Geraderichten erfolgt, aber es hat wegen der Form der Polaren bei großen Neigungswinkeln eine Vergrößerung des Widerstandes zur Folge, der die Erscheinung eines Giermomentes hervorruft, das gefährlich sein kann und das durch die Betätigung der Seitenruder kompensiert werden muß, deren Wi rksamkeit durch die Verminderung der aerodynamischen Geschwindigkeit bei großen Neigungswinkeln stark vermindert wird.

Die Erfindung bezieht sich auf die Quersteuerung eines Flugzeuges mit Hilfe zweier

<jo über und vor dem Tragwerk des Flugzeuges links - und rechts vom . Rumpf angeordneter Flächen, die um eine quer zur Flugrichtung liegende Achse drehbar sind. Diese Steuerung wird derart ausgeführt, daß die Zusatzflächen unter der Wirkung des Windes sich selbsttätig gleichzeitig und im selben Sinne (d. h. -der Winkel der beiden Flächen wird zur gleichen Zeit größer oder kleiner) derart einstellen können, daß ihr Anstellwinkel ziemlich gleich dem der Tragflügel ist und daß bei größer werdendem Anstellwinkel der Tragflügel der Anstellwinkel der Zusatzflächen bedeutend kleiner bleibt als der der Tragflügel. Dies wird durch ein Gegen-,moment erhalten, das durch elastische Bänder (Federn o. dgl.) erzeugt wird, die zwischen den beweglichen zusätzlichen Flächen und dem festen Tragwerk angeordnet sind oder das von einem kleinen, an den zusätzlichen Flächen angebrachten Leitwerk erzeugt wird, das sich nach Art einer Windfahne einstellt. Das genannte Gegenmoment ist mit Bezug auf die Drehachse der beweglichen zusätzlichen Flächen im Gleichgewicht mit den auf jede dieser Flächen wirkenden aerodynamischen Kräften, , . !

Die beweglichen zusätzlichen Flächen können in jedem Augenblick,, wie auch ihre Einstellung bei einer bestimmten Richtung des relativen Windes sei, in entgegengesetzter 6p

Richtung durch den Flugzeugführer zwangsgesteuert werden, mittels einer Steuerung, die ähnlich ausgebildet ist wie die zur Betätigung der Querruder dienende

Der Flugzeugführer kann also durch eine immer auf dieselbe Art und im selben Sinne erfolgende Steuerung die absolute Tragfähigkeit der einen Seite des Flugzeuges vergrößern und die der anderen Seite verringern, wie auch der Flugneigungswinkel des Flugzeuges sei, was dadurch bewirkt wird, daß der Anstellwinkel der beweglichen zusätzlichen Flächen, immer von einem kleineren Anstellwinkel aus verändert wird als dem der Tragflügel. -

In der Beschreibung und den Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erklärt, und zwar zeigen: Fig. ι ein Eindeckerflugzeug in Seitenansicht, das mit zusätzlichen Flächen ausgerüstet ist, Fig. 2 dasselbe bei einem mit großem Anstellwinkel fliegenden ■ Flugzeug, dessen Querruder gesenkt ist, während die zusätzlichen Flächen einen kleinen Anstellwinkel bilden, und Fig. 3 schematisch und in Perspektive- die Anordnung der beweglichen zusätzlichen Flächen. Das bewegliche Tragwerk besteht aus zwei über dem Tragflügel A des Flugzeuges angeordneten Flächen Pgj P_d,

Die Tiefe dieser zusätzlichen FlächenPg, .P₁J beträgt einen Bruchteil der Tiefe des Tragflügels A, Dieser Bruchteil kann beliebig, beispielsweise gleich der Hälfte oder einem Viertel dieser Tiefe sein.

Die Entfernung und die Stellung der zu- - sätzlichen Flächen P_g, P _d zur Oberseite der Tragflügel ist beliebig. Die FlächenP_g und P_d sind, um die Wirksamkeit der Einrichtung zu vergrößern, vor dem Tragflügel^ angeordnet. In diesem Falle kann die Entfernung der beiden Flächen verringert werden und ohne Nachteil kleiner, als die Tiefe der Flächen P_g, P_d sein.

Die Flächen P_g> P_d drehen sich um eine zur Spannweite parallele, in der Nähe des Randes vor dent Tragflügeln gelegene Achse X-X', und zwar sowohl selbsttätig und in gleichem Sinne als auch willkürlich und in entgegengesetztem Sinne.

Die Flächen P_g, P _d sind durch die Arme Ig, l_d mit Stangen i_g, ι_d verbunden, die mit um die Achsen X_G und X'_G bzw; X_D und X'_D drehbaren Winkelhebeln 2_g und 2_d verbunden sind. Diese Hebel sind ihrerseits mittels Stangen 3g und 2>d ^mrt der zweiarmigen Gabel C, die S-Form besitzt, verbunden, die um die Achse m-w! drehbar ist. Die Achse m~m' wird von einem Hebel M" getragen, der sich um eine Achse X_n-X'^ drehen kann. Ferner sind die beiden Enden K_gT K_d des Steuerhebels C in Form von· Nocken ausgej führt und nehmen die Kabel 4_g, 4_d auf, die über Federnr_s,.r_d mit den Drehpunkten der Winkelhebel 2_g, 2_d und den Stangen 3_ff, 3_ώ verbunden sind. Diese Federn spannen die Kabel 4_gl 4_d und üben auf die Flächen P_s, P_d ein Gegenmoment aus, das bestrebt ist, den Anstellwinkel der Flächen P_s, P_d beim Eintreten der Wirkung des relativen Windes zu vergrößern, der auf die Flächen P₅, P _d trifft und die Anstellwinkel dieser Flächen verringern will.

Wenn sich der Hebel M" in der durch Z₁ Z' dargestellten senkrechten Lage befindet, so nehmen die beiden zusätzlichen Flächen P_g und P_d einen gleichen Anstellwinkel ein, der verhältnismäßig klein ist und sich in der Nähe des normalen Anstellwinkels des Tragflügels A befindet, wie in Fig. 1 dargestellt ist, und der geregelt wird, indem das durch die Feder r_g, r_ä hervorgerufene Gegenmoment geregelt wird. .

Wenn das Flugzeug bei großen Anstellwinkeln und besonders bei einem Anstellwinkel fliegt, der sich in der Nähe desjenigen befindet, welcher dem maximalen Auftrieb entspricht (Fig. 2), so nehmen, die zusätzlichen Flächen P_g und P_d einen gleichen Anstellwinkel α P ein, der nach .der Erfindung immer viel kleiner ist als der Anstellwinkel a A der Tragflügel A und z. B. zwischen Null und dem Werte.liegt, bei dem der Auftrieb der zusätzlichen Flächen die Hälfte ihres maximalen Auftriebes beträgt.

Der sich von selbst einstellende Gleichgewichtsans tellwinkel derbeweglichen Flächen ist bestimmt durch -das Gleichgewicht zwi-. sehen den auf die Flächen..?^, P_d wirkenden aerodynamischen Kräften und dem durch die Zugkraft der Federn r_g, i"_d erzeugten Gegen- jpp moment. ·

Es ist klar, daß das Profil der Nocken K_g, K_d, auf denen die Kabel 4_S, 4_d zum Teil aufrollen, derart: ausgestaltet sein kann, daß das Gegenmoment bei Benutzung von eine bestimmte Kraft ausübenden Federn r_g, r<f. einem vorher bestimmten Gesetz folgt, je nachdem, wie sich der Anstellwinkel der Flächen P_gy P_d verändert. '

Das von den beweglichen Flächen" auf ge- 1-10 nommene aerodynamische Moment hängt von den Anstellwinkeln der beweglichen Flächen und von der Fluggeschwindigkeit "ab. Das Gegenmoment ist gleich dem Produkt der Federspannungen mal ihrem Hebelarm, d. h. mal dem Radius dieser Hebelarme, die diese Federn spannen. Es ist also klar, daß, indem der Radius dieser Hebelarme nach einer vor- . her berechneten und durch Versuche im Windkanal festgestellten Weise verändert wird, die Gleichheit des aerodynamischen Momentes und des Gegenmomentes bestimmt

Claims

werden kann, die auf die beweglichen zusätzlichen Flächen einwirken, wenn der Hebel M" in senkrechter, neutraler Stellung verbleibt, und zwar derart, daß der Anstellwinkel der beweglichen zusätzlichen Flächen (gemeint ist der sich selbst einstellende Gleichgewichtswinkel) klein bleibt und sehr wenig veränderlich, wenn auch nicht unbedingt konstant ist, wie auch der Anstellwinkel des Tragflügels sei. Wenn der Hebel M" nach links geneigt wird, um ihn von der Stellung Z, Z in die Stellung M, M' zu bewegen, so wird die Achse m-m' des Steuerhebels C nach rechts bewegt, und infolgedessen wird die Feder rd leicht entspannt, während die Feder re noch mehr gespannt wird. Es werden also die Flächen Pg, Pd im entgegengesetzten Sinne verstellt und nehmen dann die in der Fig. 3 dargestellte Stellung ein. Da die Flächen Pg, Pd immer einen kleinen Neigungswinkel a P einnehmen, so ist zu verstehen, daß ein Verstellen im entgegengesetzten Sinne auch dann eine Wirkung haben wird, wenn das Flugzeug bei einem Anstellwinkel fliegt, der sich in der Nähe seines maximalen Auftriebes befindet, was nicht der Fall ist, wenn der Flugzeugführer die gewöhnlichen Querruder betätigt. Mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtungen verstellen sich also die zusätzlichen Flächen unter der Einwirkung einer Richtungsänderung des relativen Windes selbsttätig und im selben Sinne, und ferner können die beweglichen Flächen vom Flugzeugführer zwangsläufig zusätzlich und in entgegengesetztem Sinne zueinander eingestellt werden. Es kann jedes andere den Federn rg, rd ähnliche Mittel benutzt werden, und insbesondere können die genannten Federn weggelassen und durch Leitflächen derart ersetzt werden, daß sich die Flächen Pg, Pd in der relativen Windströmung nach Art einer Windfahne stellen, wobei in diesem Falle diese genannten Flächen gleichfalls in entgegengesetztem Sinne gesteuert werden können, wie oben beschrieben wurde. Patekttansi'Küche:

1. Quersteuerung für Luftfahrzeuge mittels zweier über und vor den Trag-flügeln symmetrisch zum Rumpf angeordneten, um eine quer zur Flugrichtung liegende Achse verstellbaren zusätzlichen Flächen, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Art der Querruder willkürlich verstellbaren zusätzlichen Flächen sich in der Ruhelage selbsttätig so einstellen, daß in normaler Fluglage ihr Anstellwinkel annähernd gleich dem der Tragflügel ist, bei wachsenden Anstellwinkeln der Tragflügel jedoch kleiner bleibt als der der Tragflügel.

2. Quersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Einstellung der zusätzlichen Flächen (P_g, P_d) durch die Gegenwirkung von Federn (r_g, r_d) geregelt wird.

3. Quersteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Einstellung der zusätzlichen Flächen durch Hilfsflächen erfolgt, die sich nach Art einer Windfahne einstellen.

4. Quersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die willkürliche Einstellung der zusätzlichen Flächen durch einen Steuerhebel (C) erfolgt, an dessen Enden (K_g> K_d) von Federn (r_g, r_d) gespannte Seile (4_ff, 4_d) befestigt sind, die sich teilweise auf den Hebelenden aufrollen, wobei die Hebelenden derart als Nocken ausgebildet sind, daß das durch die Federn hervorgerufene Moment das auf die zusätzlichen Flächen wirkende aerodynamische Moment so weit aufhebt, daß der Anstellwinkel der zusätzlichen Flächen in normaler Fluglage annähernd gleich dem der Tragflügel ist, bei wachsendem Anstellwinkel der Tragflügel jedoch kleiner bleibt als der der Tragflügel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen