DE568062C

DE568062C - Swing plane

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Publication number: DE568062C
Application number: DEE40288D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-12-10
Filing date: 1929-12-10
Publication date: 1933-01-13

Description

Die Schwingenflugzeuge bedürfen im allgemeinen unverhältnismäßig großer Antriebsleistungen, weil die kinetische Energie der Schwingenmasse nach jeder Schwingungsamplitude durch eine gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Energie vernichtet und dann der gleiche Arbeitsbetrag zur Beschleunigung der Masse nach der entgegengesetzten Richtung aufgewendet werden muß.The swing planes generally require a disproportionately large propulsion power because the kinetic energy of Oscillating mass after each oscillation amplitude by an equally large but opposite one directed energy is destroyed and then the same amount of work to accelerate the mass towards the opposite Direction must be expended.

«ο Es ist aber auch schon bekannt, zur Vermeidung dieser Beschleunigungsarbeit der Schwingenmassen sogenannte schwingwillige Systeme zu schaffen durch elastischfedernde Aufhängung der schwingenden Massenteile.«Ο But it is already known to avoid this acceleration work of the To create oscillating masses so-called oscillatory systems by means of elastic springs Suspension of the vibrating mass parts.

Auf diese Weise ist es möglich geworden, die mit dem ersten Antriebsimpulse erteilte Arbeit als Schwingungsenergie aufrechtzuerhalten, so daß lediglich jener Arbeitsbetrag zugeführt zu werden braucht, der zur Überwindung der Reibungs- und Dämpfungswiderstände, also für die Flugarbeit, aufgewendet werden muß.In this way it has become possible to use the first drive impulses Sustaining work as vibrational energy, so that only that amount of work needs to be supplied, which is used to overcome the frictional and damping resistances, i.e. for the flight work must become.

Zwecks Abstimmung des schwingenden Systems auf einen langsam arbeitenden Antriebsmotor und Vergrößerung der Schwingungsdauer ist es weiter vorgeschlagen worden, einen großen Teil der Masse nach der Außenkante der schwingenden Fläche zu verlegen. For the purpose of matching the oscillating system to a slowly working drive motor and increasing the period of oscillation, it has been further proposed moving a large part of the mass to the outer edge of the vibrating surface.

Im Gegensatz zu diesem Vorschlag wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, insbesondere zwecks sicherer Überwindung von Störungsfaktoren, die Energie des schwingenden Systems zu vergrößern. Dies geschieht zwar gleichfalls durch Massenanhäufung an den äußeren Teilen der schwingenden Fläche, „ aber unter Aufrechterhaltung einer geringen Schwingungsdauer und hohen Frequenz durch gleichzeitige Vergrößerung der Elastizitätskraft der Fläche. Ferner wird nach der Erfin- dung durch geeignete Maßnahmen die Frequenz des schwingenden Systems während der Phasen der Bewegungsumkehr bedeutend erhöht.In contrast to this proposal, the object is achieved by the invention, in particular in order to safely overcome disturbance factors, to increase the energy of the vibrating system. this happens it is also due to the accumulation of masses on the outer parts of the vibrating surface, " but while maintaining a short period of oscillation and a high frequency simultaneous increase in the elasticity of the surface. Furthermore, according to the invention appropriate measures to reduce the frequency of the oscillating system the phases of the reversal of movement are significantly increased.

In Abb. ι stellt 1 einen elastischen, federnden, an zwei von. seinem Mittelpunkte gleichweit entfernten Punkten 2 eingespannten Stab (Flügelholm) in Vorderansicht dar. An den Seitenenden dieses Holmes 1 sind Gewichtsmassen M gleich weit von der Symmetriemitte des Stabes angebracht. Wird dieses System elastisch gekoppelter Massen durch einen gegen den Holmmittelpunkt gerichteten Kraftimpuls P aus der in Abb. ia dargestellten Ruhelage gebracht, so tritt, unterstützt durch den Einfluß der seitlichen Massen M, die in Abb. ib dargestellte Durchbiegung des federnden Holmes 1 ein. Die Massen M schwingen dabei so weit, bis sie gegen die Anschläge 3 treffen. Dann schwingen sie um 6c die neuen Schwingungsmittelpunkte 3 mit bedeutend verkürzten Radien und vergrößerter Winkelgeschwindigkeit. Da die Massen bestrebt sind, ihre Geschwindigkeit beizubehalten, werden die noch außerhalb der Massen liegenden Flächenteile schneller bewegt, weil das Verhältnis ihres Schwingungsradius zu dem der Massen sich vergrö-In Fig. Ι 1 represents an elastic, resilient, on two of. its center points equidistant points 2 clamped rod (wing spar) in front view. At the side ends of this spar 1 weights M are attached equidistant from the center of symmetry of the rod. If this system of elastically coupled masses is brought out of the rest position shown in Fig.ia by a force pulse P directed towards the center of the bar, the deflection of the resilient bar 1 shown in Fig. 1b occurs, supported by the influence of the lateral masses M. The masses M swing until they hit the stops 3. Then they swing around 6c the new centers of oscillation 3 with significantly shortened radii and increased angular velocity. Since the masses strive to maintain their speed, the surface parts still outside the masses are moved faster because the ratio of their oscillation radius to that of the masses increases.

ßert hat. Es entsteht ein beschleunigtes Überschnellen der massebelasteten freien Federbzw. Holmenenden von der in Abb. ic punktierten Stellung in die vollgezeichnete Endlage. Entsprechend der vermehrten Federspannung erfolgt nunmehr auch das selbsttätige Zurückschnellen in die punktierte Lage mit annähernd gleicher Geschwindigkeit (Abb. id). Erfolgt nun bei Erreichung dieser ίο Lage oder in der Nullage ein die Bewegung erhaltender Impuls P' (Abb. id) von oben her gegen die Symmetriemitte des Holmes, so gelangt dieser in die Stellung Abb. ie, in welcher die oberen Anschläge 4, 4, die analog den unteren Anschlägen 3, 3 angebracht sind, in Wirkung treten und hier die gleiche Endbeschleunigung und Bewegungsumkehr bewirken, wie oben geschildert. Beim Zurückschnellen des Holmes 1 aus der untersten, in ao Abb. ic gezeichneten Grenzlage in die punktierte, in Abb. id vollgezeichnete Stellung erreicht die Massengeechwindigkeit theoretisch allmählich wieder ihren ursprünglichen Wert, welchen sie vor der Bewegungsumkehr besaß. Theoretisch also müßte der Betrag an kinetischer Energie auf jeder Seite dann wieder gleich groß sein. Praktisch ist er jedoch um den Betrag der inneren Stabreibung und der Luftwiderstandsdämpfung kleiner geworden, weshalb zur Überwindung dieser Widerstände behufs Aufrechterhaltung der Bewegung die genannten Kraftimpulse P bzw. P' an das schwingende System erteilt werden müssen, die, entsprechend den mögliehst klein gehaltenen Widerständen, nur unverhältnismäßig kleine Bruchteile der gesamten schwingenden Energien sein können.ßert. The result is an accelerated over-speeding of the mass-loaded free spring or Bar ends from the dotted position in Fig. Ic to the fully drawn end position. Corresponding to the increased spring tension, the automatic springing back into the dotted position now takes place at approximately the same speed (Fig. Id). If, when this ίο position is reached or in the zero position, an impulse P ' (Fig , which are attached analogously to the lower stops 3, 3, come into effect and here cause the same final acceleration and reversal of movement, as described above. When the spar 1 snaps back from the lowest limit position shown in ao Fig. Ic into the dotted position shown in full in Fig. Id, the velocity of the mass theoretically gradually regains its original value, which it had before the reversal of movement. Theoretically, then, the amount of kinetic energy on each side would have to be the same. In practice, however, it has become smaller by the amount of internal rod friction and air resistance damping, which is why the force impulses P or P ' mentioned must be applied to the oscillating system in order to overcome these resistances in order to maintain the movement. can only be disproportionately small fractions of the total vibrating energies.

Abb. 2 zeigt die entsprechenden Stellungen a-f an einem Schlagflügelflugzeuge in schematischer Vorderansicht unter Benützung der Anschläge 3, 3 und 4, 4, während Abb. 3 die hierzu gehörigen Einstellungen a-f der Flugfläche S sowie die Richtungen der an dieser auftretenden Luftwiderstandskräfte angibt. Hieraus ist ersichtlich, daß bei Anordnung eines elastischen, an beiden Enden gewichtsbelasteten Vorderrandholmes und bei Verwendung von Anschlägen der Flächenvorderrand in jeder Bewegungsrichtung und -phase den übrigen Flächenpartien und dem Hinterrande in bekannter Weise ständig vorauseilt, da ja die Massen die Träger der Bewegung sind bzw. die bewegenden Kräfte nur an den Massen angreifen, während die passive Flugfläche unter, dem Einflüsse des vortriebserzeugenden Luftwiderstandes zurückbleiben muß. Hieraus ergeben sich die in Abb. 2 und 3 dargestellten Flügelstellungen und -Verdrehungen.Fig. 2 shows the corresponding positions af on a flapping wing aircraft in a schematic front view using the stops 3, 3 and 4, 4, while Fig. 3 shows the associated settings af the flight level S and the directions of the drag forces occurring on this. From this it can be seen that when an elastic, weight-loaded front edge spar is arranged at both ends and when stops are used, the front edge of the surface in every direction and phase of movement is constantly ahead of the other surface areas and the rear edge in a known manner, since the masses are or are the carriers of the movement The moving forces only attack the masses, while the passive flight surface must remain under the influence of the air resistance that generates propulsion. This results in the wing positions and rotations shown in Figs. 2 and 3.

Die praktische Durchführung der vorstehend beschriebenen Vorgänge ist nun auf verschiedene Weise möglich. In den Zeichnungen, Abb. 4 und 5 sind zwei dieser Ausführungsmöglichkeiten beispielsweise dargestellt. Da die Anbringung von Anschlägen 3, 3 bzw. 4, 4 nach den Abb. 1 und 2 praktisch mit Schwierigkeiten verbunden wäre, so kann als deren Ersatz eine Einrichtung nach Art der in Abb. 4 dargestellten verwendet werden. An die Stelle des ungeteilten Federholmes 1 der Abb. 1 treten hier zwei miteinander auf beliebige Weise, etwa durch die dargestellte Federbrücke 7 elastisch gekuppelte Holme 1, die ihrerseits um die Drehungsachse 2 schwingbar angeordnet sind. Diese Holme von zweckmäßig kreisförmigem Querschnitt sind undeformierbar starr gehalten, gehen aber nach außen hin in elastische Holmfortsetzungen 1' über, die unweit ihrer Enden auf die bereits geschilderte Art mit Gewichtsmassen M von beliebiger Gestalt belastet sind. Die Schwingungsbewegung wird den Holmen 1 durch die elastische Kupplung oder Brücke 7 mit Hilfe der Pleuelstange 6 vermittelt, welche ihrerseits auf beliebige Art in auf- und abwärts gehende Bewegung versetzt wird. Zur Reibungsverminderung zwischen den Holmenden und der sie antreibenden Brücke 7 können erstere mit Rollen 8 versehen werden. Wird nun dieses System mit Hilfe der Kraftimpulse P bzw. P' in Schwingung versetzt, so kann die erfindungsgemäße Frequenzbeschleunigung der elastischen Holmspitzen dadurch erreicht werden, daß die Bewegung der Antriebsbrücke 7 plötzlich gesperrt oder gehemmt wird. Es kann dies auf verschiedene Weise bewirkt werden, beispielsweise durch innerhalb des Flugzeugrumpfes vorgesehene Anschläge oder durch einen mit der Pleuelstange 6 verbundenen Kurbeltrieb. Die unmittelbare Folge einer solcher plötzlichen Bewegungshemmung der antreibenden Brücke 7 ist ein elastisches beschleunigtes Überschnellen der federnden und massebelasteten Holmteile i, wie dies bei den Anschlägen 3, 3 bzw. 4, 4 der Abb. 1 beschrieben wurde.The operations described above can now be practiced in various ways. In the drawings, Fig. 4 and 5, two of these possible embodiments are shown for example. Since the attachment of stops 3, 3 or 4, 4 according to FIGS. 1 and 2 would practically be associated with difficulties, a device of the type shown in FIG. 4 can be used as their replacement. In place of the undivided spring bar 1 of FIG. 1, two bars 1 which are elastically coupled to one another in any way, for example by the illustrated spring bridge 7 and which in turn are arranged to swing around the axis of rotation 2, are used. These spars with an expediently circular cross-section are held rigid and non-deformable, but go outward into elastic spar continuations 1 'which, not far from their ends, are loaded with weights M of any shape in the manner already described. The oscillating movement is imparted to the spars 1 by the elastic coupling or bridge 7 with the aid of the connecting rod 6, which in turn is set in upward and downward movement in any way. To reduce friction between the spar ends and the bridge 7 driving them, the former can be provided with rollers 8. If this system is now set into oscillation with the aid of the force pulses P or P ' , the frequency acceleration according to the invention of the elastic spar tips can be achieved in that the movement of the drive bridge 7 is suddenly blocked or inhibited. This can be achieved in various ways, for example by means of stops provided within the aircraft fuselage or by means of a crank mechanism connected to the connecting rod 6. The immediate consequence of such a sudden inhibition of movement of the driving bridge 7 is an elastic, accelerated overturning of the resilient and mass-loaded spar parts i, as was described for the stops 3, 3 and 4, 4 of FIG. 1.

Eine andere praktisch mögliche Ausführungsart ist in Abb. 5 schematisch dargestellt; hier erfolgt die Schwingungsbewegung in Form einer Parallelverschiebung des Holmes, wie aus der Zeichnung ersichtlich.Another practically possible embodiment is shown schematically in Fig. 5; here the oscillation movement takes place in the form of a parallel displacement of the spar, as can be seen from the drawing.

Claims

Patent claims:

i, swing-arm aircraft, whose faces one inside out and one in front have increasing elasticity towards the rear and are driven so that the leading edge of the trailing edge in the Vibratory movement leads with generation of propulsion, characterized in that

additional masses are arranged at the ends of the elastic wing parts Such a magnitude of the elastic force of the elastic wing parts that the number of oscillations of the system is not reduced by the increase in mass, but whose vibration energy is increased.

2. A swing plane according to claim i, characterized in that the elastic wing parts equipped at their outer ends with additional mass cooperate internally with rigid parts which inhibit their movement before the end positions.

3. swing plane according to claim 1 and 2, characterized in that the There are movement-inhibiting parts in stops against which the inner wing part abuts.

4. swing plane according to claims ι and 2, characterized in that the movement-inhibiting parts consist of rigid and inevitably driven wing parts.

5. swing plane nath claims ι to 3, characterized in that the leading edge of the two propulsion surfaces arranged symmetrically with respect to the longitudinal center axis of the missile is formed from an undivided continuous spar which is mass-loaded at both ends and which consists of a rigid one Horizontal beam-like middle part and the mass-loaded one emanating from it on both sides consists of elastic extensions, the oscillating drive being the rigid central part moving parallel to itself the movement is communicated by the stroke-limiting stops arranged on the missile fuselage suddenly becomes inhibited.

6. swing plane according to claim 4, characterized by two spar parts coupled to one another by means of an elastic coupling or the like, each of which consists of a rigid horizontal beam-like middle part, which by one horizontal axis is pivotably mounted and in each case an elastic, end side mass-loaded spar part passes.

For this purpose 2 sheets of drawings