DE595594C - Flugzeug mit einem oder mehreren einstellbaren Tragfluegeln - Google Patents
Flugzeug mit einem oder mehreren einstellbaren TragfluegelnInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C3/00—Wings
- B64C3/38—Adjustment of complete wings or parts thereof
- B64C3/385—Variable incidence wings
Description
10
Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeug mit einem oder mehreren einstellbaren
Tragflügeln und bezweckt, die Stabilität des Flugzeugs gegenüber äußeren störenden
Kräften zu erhöhen, insbesondere derart, daß eine bestimmte gewünschte Fluglage mit entsprechendem
Anstellwinkel ■ gegenüber der Flugbahn aufrechterhalten, also Eigenstabilität
erzielt wird.
Zur Lösung der letztgenannten Aufgabe ist bereits die Regel angegeben worden, einen
Tragflügel stets so einzustellen, daß bei Veränderung des Anstellwinkels durch eine
äußere Kraft der Druckmittelpunkt des Tragflügels in Koinzidenz mit dem Schwerpunkt
des Flugzeugs bleibt. Jedoch wurde diese Vorschrift für ein Flügelprofil gegeben, bei
dem die resultierende aerodynamische Kraft bei Vergrößerung des Anstellwinkels in einem
weiten Bereiche möglicher Anstellwinkel gegenüber dem Flügel von hinten nach vorne
wandert. In diesem Bereich ist bei Befolgung der Vorschrift die Eigenstabilität gegenüber
in der Längsrichtung kippenden Kräften nicht gewährleistet. Überdies ist die verlangte
Deckung von Schwerpunkt und Druckmittelpunkt nur bei besonderen, unüblichen Flugzeugen
erzielbar.
In Erkenntnis dieser Nachteile gibt die Erfindung zu deren Abhilfe eine wesentlich allgemeinere
technische Regel, die auf die verschiedensten Flugzeugbauarten anwendbar ist.
Die neue Regel besteht darin, bei Flugzeugen mit einem oder mehreren einstellbaren Tragflügeln
die Drehachse für jeden Flügel in einer Ebene über dem Schwerpunkt des Flugzeugs
derart, gegebenenfalls verschiebbar, anzuordnen, daß für jeden eingestellten Anstellwinkel
jedes Flügels die zugehörige Wirkungslinie der auf den Flügel wirkenden resultierenden
aerodynamischen Kraft in einer den Schwerpunkt des Flugzeugs enthaltenden Ebene liegt, deren Schnittlinie mit der genannten
Ebene sich mit der Längsachse des Flugzeugs in rechtem Winkel kreuzt, und Flügel der Bauart vorzusehen, bei der die
Wirkungslinien der resultierenden aerodynamischen Kräfte bei Vergrößerung des Anstellwinkels
im ganzen möglichen Bereich in der Höhe des geometrischen Ortes des Schwer-Punktes
des Flugzeugs gegenüber dem Flügel von vorn nach hinten wandern. Auf diese Weise wird die bezweckte Stabilität des Flugzeugs
im gesamten Bereiche der möglichen Anstellwinkel ohne besondere und kostspielige
Hilfsmittel für Flugzeugtypen der verschiedensten Art erreicht, indem bei jeder Veränderung
des Anstellwinkels durch einen äußeren Einfluß die zum neuen Anstellwinkel gehörige
resultierende Kraft in bezug auf den Schwerpunkt des Flugzeugs-ein Drehmoment
ausübt, das dieses in den früheren Anstell-
<r
5Ö5594
winkel zurückzudrehen strebt. Dabei wird durch die Aufrechterhaltung der Fluglage des
Rumpfes gegenüber der Flugbahn der vertneidliche Widerstand auf ein Mindestmaß
gehalten und Antriebsenergie gespart.
Die neue technische Regel kann gemäß der Erfindung z. B. auf ein Flugzeug mit in
gleicher sowohl als in entgegengesetzter Richtung beweglichen Flügeln bzw. mit Rollsteuerung,
ohne diese zu stören,. dadurch angewendet werden, daß jeder von diesen Flügeln um eine feste Achse vermittels heb- oder
senkbarer Führungsorgane drehbar ist, deren gleichsinnige Bewegung durch eine selbstsperrende
Steuervorrichtung und deren gegensinnige Bewegung durch eine von der erstgenannten
unabhängige, bei einseitiger Belastung sich selbsttätig steuernde Verstellvorrichtung
vom Führersitz aus einstellbar ist, wie dies zur Bewirkung der Rollsteuerung mittels einer' entsprechenden Vorrichtung bei
Flugzeugen mit an den Flügeln von hinten nach vorn wandernden resultierenden aerodynamischen
Kräften bekannt ist. Bei dieser Rollsteuerung ergibt sich eine Selbsteinstellung
des seitlichen Gleichgewichts und ein Zusammenwirken zwischen Fluggeschwindigkeit
und Seitensteuerung, bei dem entweder gleiche Rollmomente unabhängig von der Geschwindigkeit
oder verminderte Rollmomente bei hoher Geschwindigkeit je nach dem ins Auge gefaßten Zweck möglich zu machen sind.
Um die bezweckte Stabilität im ganzen möglichen Bereiche der Anstellwinkel sicherzustellen
und bei großen Anstellwinkeln ein Überziehen oder bei kleinen Ansteli winkeln
einen Übergang in Sturzflug infolge von übermäßigem Verstellen von Querrudern oder
- des Höhenruders zu verhindern, kann gemäß der Erfindung der Ausschlag von Querrudern
nach Maßgabe der Anstellwinkel der Flügel durch eine Übertragungsvorrichtung begrenzt'
werden, die mit der Verstellvorrichtung und für die Flügel unabhängig von deren selbsttätiger
Gleichgewichtseinstellung zusammenarbeitet, bzw. kann eine die Einstellung des
Höhenruders nach Maßgabe des Anstellwinkels der Tragflügel begrenzende Sperrvorrichtung
vorgesehen und mit der Verstellvorrichtung für die Flügel zwangsläufig verbunden
sein. Diese Sperrvorrichtung bewirkt, daß der Flugzeugführer über den größtmöglichen
oder unter den kleinstmöglichen Anstellwinkel auch durch Mißbrauch des Höhenruders nicht
hinausgehen kann, übt jedoch bei mittleren Anstellwinkeln der Flügel keine Wirkung aus.
Auf diese Weise kann die Steifigkeit des Flugzeugs durch eine Höhenflosse oder Stabilisierungsfläche
ohne Gefährdung der Eigen-Stabilität erhöht werden.
- Einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 ein Flügelprofil mit einer Darstellung der Verlegung
der resultierenden Kraft und einem Schema des Flügels in einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 ein mit solchen
Flügeln ausgerüstetes Flugzeug, Fig. 3 ein Profil mit einer Analyse der Verlegung der
resultierenden Kraft, Fig. 4 in Ansicht einen Teil eines Flugzeugs, der die Anwendung des
Flügels gemäß Fig. 3 im einzelnen erkennen läßt, Fig. 5 ein Profil von zwei Flügeln mit
50 v. H. Staffelung, 40 Schränkung und einem Verhältnis 1 : 1 von Flügelabstand zu Flügeltiefe
nebst Analyse der Verlegung der resultierenden Kraft, Fig. 6 von der Seite ein Flugzeug
unter Anwendung der Flügel gemäß Fig. 5, Fig. 7 einen teilweisen Querschnitt nach 7-j der Fig. 6 durch Teile des Rumpfes
des oberen Flügels, Fig. 8 in schematischer raumbildlicher Darstellung ein Flugzeug
gemäß der Erfindung, wobei die Längssteuerung durch gleichzeitige Änderung des Anstellwinkels
des rechten und linken Flügels mit seitlichen Steuermitteln, das Rollmoment
durch Differenzen der Anstellwinkel der Flügel erzielt wird, Fig. 9 in größerem Maßstab
das Getriebe zur Einstellung der Flügel nach Fig. 8, Fig. 10 in Stirnansicht den rechten
Flügel des Flugzeugs nach Fig. 8, in Sonderheit die Verbindung zwischen diesem und dem
Getriebe gemäß Fig. 9, Fig. 11 die Verbindung zwischen Winkelhebel und Flügel im
Schnitt nach 11-11 der Fig. 9, Fig. 12 ein
Gleichgewichtsbilddiagramm für ein Flügelsystem bei einer weiteren Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes, Fig. 13 in Ansicht ein weiteres Doppeldeckersystem gemäß
der Erfindung, Fig. 14 in raumbildlicher Darstellung ein Getriebe zur Einstellung des Doppeldeckers
nach Fig. 13, und Fig. 15 zeigt bei einer Ausführungsform die Anwendung des
Getriebes gemäß der Erfindung, um das Höhenruder des Flugzeugs zwecks Verhütung von
Gefahren in seinen Bewegungen zu begrenzen, damit das Flugzeug nicht in eine gefährliche
Fluglage gebracht werden kann.
Bei dem Eindeckerflügel 1 (Fig. 1) verschieben
sich die Wirkungslinien der resultierenden Kräfte 2 für einen zunehmenden Anstellwinkel
in der Zone unterhalb der Σ,Ίΐή&Α-Λ fortschreitend nach" hinten. Auch
sind von o° bis 140 die Winkel zwischen je zwei einander folgenden Wirkungslinien in
grober Annäherung der zugehörigen Zunahme des Anstellwinkels gleich. Diese Wirkungslinien gehen nicht durch einen gemeinsamen
Schnittpunkt, sondern schneiden einander in verschiedenen Punkten in der Zone oberhalb
der Linie A-A und werden bei ihrem Fortschreiten mit wachsendem Abstand über A-A
immer ungleichmäßiger. Wenn der Flügel um einen Punkt B nahe am Flügel gedreht würde,
der auch in der Nähe aller dieser Wirkungslinien 2 liegt, und wenn der Schwerpunkt C
des ganzen Flugzeugs in die Zone unterhalb der Linie A-A verlegt wird, so ergibt sich die
Tatsache, daß eine Drehung des Winkels um den Punkt B den Anstellwinkel des Flügels
ändert und zu gleicher Zeit bewirkt, daß die
ίο zugehörige Wirkungslinie im wesentlichen
durch den Schwerpunkt geht. D-D bedeutet den Bogen der Relativbewegung des Schwerpunkts
in bezug auf die Wirkungelinien 2.
Wenn im Schema der Flügel in einen Anstellwinkel von — 1 ° gebracht würde, würde der äußerste Grenzfall vorliegen und in bezug auf den Punkt B ein Moment BE. X F vorhanden sein, worin BE die Länge des Hebelarms und F die Größe der resultierenden Kraft bedeutet. Wird 0° als untere Grenze angenommen, so wäre das größte Moment BG X F viel geringer, wenn F als das Gewicht des Flugzeugs in beiden Fällen angenommen wird. Bei einer normalen Ausführung eines Flugzeugs wäre es nicht zweckmäßig, bis auf —1° zu gehen in Anbetracht des geringen Wertes des Auftriebsbeiwertes; vielmehr ist fraglich, ob es vorteilhaft wäre, auch nur bis o° herabzugehen. Ebenso wäre es nicht wünschenswert, 140 für einen hohen Winkel zu überschreiten. Es ist daher zu erkennen, daß dieser Flügel zwar kein ideales Diagramm liefert, aber sich ihm stark nähert, so daß die konstruktiven Belastungen, die sich infolge der Exzentrizität einiger der resultierenden Kräfte in bezug auf den Drehpunkt B der freien Verstellbarkeit des Flügelgebildes entgegenstellen, verschwindend gering sind, wenn die Winkelgröße auf das Maß beschränkt würde, das allein von aerodynamischen Überlegungen für die wirkungsvollste Ausbildung des Flugzeuges hergeleitet ist und als das für den Flug geeignete anzusehen ist. Ein Flügel, dessen Diagramm demjenigen der Fig. 1 entspricht, entspricht vollständig der Erfindung. Die senkrechte Lage des Schwerpunktes C und die entsprechende Linie D-D könnten beliebig bestimmt werden, sofern sie unterhalb der Linie A-A bleiben.
Wenn im Schema der Flügel in einen Anstellwinkel von — 1 ° gebracht würde, würde der äußerste Grenzfall vorliegen und in bezug auf den Punkt B ein Moment BE. X F vorhanden sein, worin BE die Länge des Hebelarms und F die Größe der resultierenden Kraft bedeutet. Wird 0° als untere Grenze angenommen, so wäre das größte Moment BG X F viel geringer, wenn F als das Gewicht des Flugzeugs in beiden Fällen angenommen wird. Bei einer normalen Ausführung eines Flugzeugs wäre es nicht zweckmäßig, bis auf —1° zu gehen in Anbetracht des geringen Wertes des Auftriebsbeiwertes; vielmehr ist fraglich, ob es vorteilhaft wäre, auch nur bis o° herabzugehen. Ebenso wäre es nicht wünschenswert, 140 für einen hohen Winkel zu überschreiten. Es ist daher zu erkennen, daß dieser Flügel zwar kein ideales Diagramm liefert, aber sich ihm stark nähert, so daß die konstruktiven Belastungen, die sich infolge der Exzentrizität einiger der resultierenden Kräfte in bezug auf den Drehpunkt B der freien Verstellbarkeit des Flügelgebildes entgegenstellen, verschwindend gering sind, wenn die Winkelgröße auf das Maß beschränkt würde, das allein von aerodynamischen Überlegungen für die wirkungsvollste Ausbildung des Flugzeuges hergeleitet ist und als das für den Flug geeignete anzusehen ist. Ein Flügel, dessen Diagramm demjenigen der Fig. 1 entspricht, entspricht vollständig der Erfindung. Die senkrechte Lage des Schwerpunktes C und die entsprechende Linie D-D könnten beliebig bestimmt werden, sofern sie unterhalb der Linie A-A bleiben.
Die Linie A-A ist etwas weniger als eine halbe Sehnenlänge unter dem Drehpunkt B
gelegen, so daß der Schwerpunkt gut innerhalb der Grenzen praktischer Ausführung zu
liegen kommt. Für viele brauchbare Ausführungsformen dürfte eine so tiefe Lage der
Linie D-D wie in Fig. 1 mit weniger, als eine
Sehnenlänge Abstand unter dem Drehpunkt B angenommen sein.
Es sei angenommen, daß das Flugzeug mit o° Anstellwinkel fliege, und daß daher die
mit ο0 bezeichnete Wirkungslinie durch den Schwerpunkt gehe. Es sei nun weiter angenommen,
eine äußere Kraft suche die Maschine bis zum ·—-1,5° zu kippen.
Die mit —1,5° bezeichnete Linie tritt in Wirkung und übt ein Moment HIXF'
aus (worin F' die resultierende Kraft bei — 1,5° und konstanter Geschwindigkeit bedeutet),
das bestrebt ist, das Flugzeug in die Lage für o° zurückzuführen. Wenn nach Abb. ι der Flügel so eingestellt wäre, daß er
die Wirkungslinie 2 für 14° Anstellwinkel durch den Schwerpunkt C bei waagerechtem
Flug legt, dann wäre die Lage des Schwerpunktes in bezug auf den Flügel bei /. Wenn
nun eine äußere Kraft das Flugzeug so kippt, daß der Anstellwinkel 20 ° wird, würde ein
Moment JK X F", worin F" der Wert der resultierenden Kraft bei 20° Anstellwinkel
ist, zur Wirkung kommen und versuchen, das Flugzeug wieder auf 140 Anstellwinkel zurückzuführen.
Es ergibt sich hieraus ohne weitere Erklärung, daß die ganze Maschine bestrebt ist, zu jedem Winkel zurückzukehren,
für den der Flügel eingestellt worden ist, sobald sie durch einen äußeren störenden Einfluß
verstellt würde, und daß die Größe des Moments, das das Flugzeug in seine normale
Lage zurückzubringen sucht, um so größer ist, je weiter dieses davon entfernt ist, wo- g0
mit Eigenstabilität über den ganzen Flugbereich bewiesen wird.
Mit Bezug auf Fig. 1 würde ein Steuerorgan, das den Flügel zur Verwendung im
Sinne der Erfindung geeignet macht, beispielsweise wie folgt ausgebildet sein. Der
Drehzapfen B ist doppelt ausgeführt, beide Zapfen sind in einem gewissen Abstand in
der Querrichtung voneinander und in irgendwie geeigneter Weise am Rumpfgerüst ge- loo
lagert. An einer Stelle hinter B sind ferner Knaggen 3 in einem gewissen Querabstand
vorgesehen, an denen Lenker 4 angelenkt sind, deren anderes Ende an Kurbeln 5 angreift,
die mit Abstand in der Querrichtung voneinander auf einer Welle 6 befestigt sind
und mittels einer Schnecke 7 gedreht werden können, deren Spindel 8 in einer Lagerstelle 9
drehbar ist und mittels eines Handrades 10 angetrieben wird. Das Lager 9 und die
Welle 6 sind in zweckentsprechender Weise und an geeigneter Stelle am Rumpfgerüst angeordnet.
So kann der Führer das Winkelverhältnis zwischen dem Flügel und dem Rumpf durch Drehen des Handrades 10
regeln.
Fig. 2 zeigt, wie der Flügel nach Fig. 1
erfindungsgemäß in ein Flugzeug eingebaut werden kann. Hier ist 11 der Rumpf, 12 die
Luftschraube, 13 das Seitenruder, 14 das Höhenruder und 15 das Fahrgestell, alles von
bekannter Anordnung. An jeder Seite trägt
der Rumpf ein Paar zusammenlaufender Stützen 16, in deren Verbindungsstelle die
Drehzapfen B des Flügels ι gelagert sind.
Der Schwerpunkt des Flugzeugs ist etwa bei C belegen. Das Getriebe zur Einstellung
des Flügels ι ist gleichartig wie das in Fig. ι
veranschaulichte und daher mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet worden.
Fig. 3 zeigt einen Tragflügel 17 bekannter
»ο Art, bei der die Wirkungslinien der resultierenden
aerodynamischen Kräfte zwar nacheinander verlegt werden, aber nicht alle nach einem gemeinsamen Punkte streben. Einige
dieser Linien jedoch, wie die zwischen 6° und i6° liegenden, schneiden sich in einem allen
im wesentlichen gemeinsamen Punkt L, während die Linien jenseits dieser Grenzen an
diesem gemeinsamen Punkt vorbeigehen. Fig. 4 zeigt eine Art, wie der Tragflügel
ao nach Fig. 3 erfindungsgemäß an einem Flugzeug angebracht werden kann, doch sind nur
der Rumpf 11 und das Fahrgestell 15 dargestellt. Der Rumpf ist mit Schlitzen 18 und
19 versehen, durch welche die röhrenförmigen Holme 20 und 21 des Tragflügels 17 gehen.
Beide Schlitze haben einen Umriß, der eine bestimmte Beziehung zu dem ungleichmäßig,
aber fortschreitend zunehmenden Anstellwinkel und der Verschiebung der Wirkungs-·
linien der resultierenden Kräfte bei Veränderung des Anstellwinkels aufweist. Wenn somit
der Flügel auf dem Rumpf in den Schlitzen nach vorwärts bewegt wird, wird sein
Anstellwinkel geändert, und er wird gleichzeitig in eine neue Stellung geführt, in der
die resultierende, auf den Tragflügel wirkende Kraft bei allen Stellungen, des Flügels
in bezug auf den Rumpf den vorgenannten erfindungsgemäßen Bedingungen für den Schwerpunkt C genügt.
Hierdurch ist das Flugzeug im stabilen Gleichgewicht bei jeder Winkeleinstellung
des Tragflügels 17, weil jeder Versuch eines äußeren Einflusses zum Kippen der Längsachse
des Systems den Anstellwinkel ändert, wodurch die Lage der resultierenden Kraft in
einer Richtung verschoben wird, die ein Moment hervorruft, das bestrebt ist, das Flugzeug
wieder in seine frühere Lage zu bringen.
Jedes geeignete Mittel kann dazu verwendet werden, den Flügel 17 in bezug auf den
Rumpf in den Schlitzen 18 und 19 zu verstellen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel
wird ein Getriebe veranschaulicht, das aus einer Kurbel 22 besteht, die mit einem
Schlitz 23 den hinteren Holm 21 umgreift. Eine derartige Kurbel ist an beiden Enden
der Welle 24 zu dem Zwecke angeordnet, die Drehung übereinstimmend erfolgen zu lassen,
wodurch der hintere Flügelholm 21 in jede gewünschte Stellung im Schlitz 19 gebracht
wird. Da zwei Kurbeln 22 vorhanden sind, wird der Flügelholm gegen seitliches Verdrehen
im Schlitz 19 geschützt. Die Welle 24 trägt ein Schneckenrad zum Antrieb durch
Schnecke 26, die mittels Spindel 27 und Handrad 28 gedreht wird. Ein nicht dargestelltes
Rahmenwerk des Flügels 17 sichert den Abstand des Holmes 20 vom Holm 21,
so daß jede Bewegung des Holmes 21 eine entsprechende Bewegung des Holmes 20 und
des ganzen Flügels 1.7 herbeiführt.
Aus Fig. 3 geht hervor, daß die Wirkungslitiien
der resultierenden Kräfte entsprechend dem Bereiche der Anstellwinkel zwischen 6°
und i6° sich ungefähr in einem Punkt L schneiden. Eine Lagerung des Flügels 17 mittels
Drehzapfen in diesem Punkt L würde die Vorteile dieser Erfindung erreichen lassen,
wenn das Fliegen auf den Bereich zwischen 6° und i6° beschränkt sein soll. Die in Fig.4
dargestellten und beschriebenen Mittel gestatten die Verwertung der Erfindung innerhalb
des ausgedehnten Bereiches zwischen 2° und 20°. Durch geeignete Ausbildung der
Schlitze 18 und 19 und Verwendung eines
geeigneten mitwirkenden Getriebes kann der Erfindungsgegenstand innerhalb jedes anderen
Bereiches verwendet werden, in dem bei zunehmendem Anstellwinkel sich die Linien
der resultierenden Kräfte in der oben aufgezeigten Weise stetig nach hinten verschieben.
In Fig. 3 ist ein Bereich über Punkt L vorhanden, in dem die Verlegung der Wirkungslinien
der resultierenden Kräfte nicht stetig nach hinten stattfindet,- wenn die Anstellwinkel
zunehmen, und ein Bereich unter Punkt L, wo die Verlegung nach hinten in diesem Falle stetig erfolgt. Unter diesen
Umständen muß der Schwerpunkt des Flugzeugs sich unterhalb des Punktes L befinden.
Fig. 5 zeigt das Diagramm eines Tragflügels 29 und 29' mit 40 Schränkung, 50 v.H.
Staffelung und einem Verhältnis 1 : 1 der Beziehung Flügelabstand zu Flügeltiefe, deren
Größe mit α bezeichnet ist. Es ist zu beachten,
daß der Begriff der Staffelung bei Zusammenstellungen von unähnlichen Flächen statt der wie in der Figur einander ähnlichen
sich auf den Abstand' des Druckmittelpunktes und nicht auf denjenigen der Vorderkante
bezieht. Das soll später bei der Kennzeichnung der aerodynamischen Staffelung noch
hervorgehoben werden. Auch die Bezeichnung »aerodynamische Schränkung« bezeichnet
den Winkel zwischen den Linien für den Nullauftrieb und nicht zwischen willkürlichen
Sehnen des Flügels. Die mit 2 bezeichneten Wirkungslinien der resultierenden aerodynamischen
Kräfte entsprechen verschiedenen Anstellwinkeln. Es ist zu erkennen, daß in
der Zusammenstellung nach Fig. 5 diese Linien stetig von vorn nach hinten innerhalb
des Flugbereiches unterhalb des Bogens M wandern. Diese Zusammenstellung ist für die
Zwecke der Erfindung- geeignet und in einem Drehpunkt 30 gelagert, der an Hand der
Fig. 6 und 7 ausführlicher erörtert werden soll.
In Fig. 6 und 7 wird die Anwendung des Erfindungsgegenstandes auf ein Flugzeug
veranschaulicht, das einen Rumpf 32 beliebiger Bauart besitzt und im wesentlichen
aus dem Führersitz 33, Schwanzstück 34, Motor 35, Luftschraube 36 und dem Doppel-
'5 deckergestell 37 besteht, das aus den Tragflügelnag und 29' zusammengesetzt ist, die
durch Streben 38 im Abstand gehalten und durch Diagonalen 39 versteift werden. Der
Rumpf 32 besitzt das übliche Fahrgestell 40, Sporn 41 und Seitenruder 42, das vom Führersitz
33 aus mittels der üblichen Zugdrähte 43 eingestellt wird, die zu dem in der Mitte
drehbaren Seitensteuerhebel laufen.
Wie vorstehend angegeben, ist das Gestell starr, und die Wirkungslinien der resultierenden aerodynamischen Kräfte wandern stetig von vorn nach hinten im Bereiche des Schwerpunktes des Flugzeugs, wenn der Anstellwinkel zunimmt, der hier im richtigen Verhältnis von Staffelung, Schränkung und von Flügelabstand zu Flügeltiefe dargestellt ist.
Wie vorstehend angegeben, ist das Gestell starr, und die Wirkungslinien der resultierenden aerodynamischen Kräfte wandern stetig von vorn nach hinten im Bereiche des Schwerpunktes des Flugzeugs, wenn der Anstellwinkel zunimmt, der hier im richtigen Verhältnis von Staffelung, Schränkung und von Flügelabstand zu Flügeltiefe dargestellt ist.
Der Schwerpunkt des Flugzeugs ist in
bezug auf die Flügel so gelegen, daß eine statische Steigungsstabilität gewährleistet ist.
Zu diesem Zwecke" muß unter allen Betriebsbedingungen der Schwerpunkt unter dem
Schnittpunkt von Vektoren liegen, die die Lage, die Richtung und die Größe der auf
das Gestell wirkenden resultierenden Drücke angeben, welche auftreten, wenn das Flugzeug
durch die Luft fliegt und durch seinen Flugbereich hindurchgeht, und diese Vektoren
sollen stetig von vorn nach hinten wandern, wenn der Anstellwinkel wächst. Diese Lage
hängt von den besonderen Merkmalen gegebener Zusammenstellungen von Flügel und
' Rumpf ab und kann beispielsweise durch den Modellversuch bestimmt werden. In einem
Flugzeug mit angenähert den hier angegebenen Merkmalen ist diese Lage etwa über der Vorderkante
des unteren Tragflügels oder ungefähr senkrecht unter dem Punkt, um den sich das Flügelgestell als Ganzes gegenüber
dem Rumpf dreht.
Wie in Fig. 7 gezeigt, sind zwei Gelenke 30 zwischen dem Gestell und den gegenüberstehenden
Seiten des zwischen den beiden Tragflügeln sitzenden Rumpfes angeordnet. Ferner sind zwei Gruppen nach oben und
innen verlaufender Zug- oder Verbindungsstangen 44 vorgesehen, eine an jeder Seite des
Rumpfes, die von ihrer jeweiligen Befestigungsstelle 45 am Rumpf nach dem Punkt 30
laufen, wo sie mittels Bolzens am oberen Flügel 29 angelenkt sind.
Als geeignetes Mittel zur Drehung und Einstellung des Tragwerkes um den Drehpunkt
30 zur Veränderung des; Trimmwinkels ist, wie Fig. 6 und 7 klar zeigen, ein Handrad
46 vorgesehen, dessen Welle 47 eine Lagerung in der Seitenwand des Rumpfes besitzt
und das dazu eingerichtet sein kann, in einer senkrechten Ebene neben der Außenfläche
dieser Wand gedreht zu werden. Bei 48 ist an der Unterseite des Rumpfes, wie am besten 'in Fig. 7 erkennbar, eine Antriebswelle
49 gelagert, die vom Handrad 46 aus mittels Kette und Kettenrad 50 gedreht wird. Die
Welle 49 trägt eine Schnecke 51 im Eingriff mit dem Schneckenrad 52 auf einer senkrechten
Welle 53, die bei 54 am Boden des Rumpfes gelagert ist. Die Welle 53 trägt einen
Kurbelarm 55, vorzugsweise mit dem freien Ende in der Mitte des Rumpfes, in der Weise,
daß der Arm 55 mittels eines Lenkers 56 mit dem Flügel 29' nach Maßgabe von Fig. 6 verbunden
ist. Die Lenkerverbindung zwischen Kurbel und Flügel ist derart beschaffen, daß eine Bogenbewegung des Gestelles in bezug
auf den Rumpf möglich ist, beispielsweise durch Kreuzgelenke.
Wenn man die Kurbel 55 mittels des Handrades 46 dreht, so überträgt der Lenker 56
auf das Tragwerk 37 eine Drehbewegung um den Zapfen 30 (Fig. 6). Wenn auch andere
Vorrichtungen zu diesem Zweck verwendbar sind, ist doch- das Schneckengetriebe 51, 52
vorzuziehen, weil es selbstsperrend ist und somit den Antrieb zwischen Rad und Flügel
in der einmal eingestellten Lage festhält. Hierdurch können die Flügel beliebig lösbar
auf dem Trimmwinkel gehalten werden, auf den sie eingestellt sind.
Das Maß der Drehbewegung des Flügelgestelles ist möglichst so zu beschränken, daß
der Trimmwinkel niemals so groß werden kann, daß die Luftgeschwindigkeit unter die
kritische für Gier- und Rollsteuerung sinken kann. Eine Bewegung um 300 etwa genügt
für die meisten Zwecke, und die Begrenzung kann dadurch getroffen werden, daß der
untere Flügel in bezug auf den Rumpf so angeordnet wird, daß er dessen Boden in seinen
beiden Grenzlagen entsprechend dem vorgesehenen Bogenweg berührt; auch kann das Maß der Drehbewegung durch Begrenzung
des Weges irgendeines Teiles des Getriebes zum Drehen des Flügelgestells bestimmt
werden. Beispielsweise können vom Rumpf nach unten vorspringende Anschläge 57
(Fig. 7) in die Bahn der Kurbel 55 reichen und deren Winkelweg und demgemäß auch in
angemessenem Umfang den des Gestelles begrenzen.
Die vorstehend beschriebene Anbringung des in sich stabilen Tragwerkes 37 ermöglicht
dessen Bewegung zur Änderung des Trimmwinkels, und damit werden, wie ohne weiteres
zu erkennen ist, die in der Beschreibungseinleitung aufgezeigten Vorzüge der
Steuerung und Stabilität erzielt.
Bei Ausführung einer Dreipunktlandung kann das Flügeltragwerk so gedreht werden, daß der Anstellwinkel weit über das bei gewöhnlichen Flugzeugen mögliche Maß vergrößert wird, wodurch eine äußerst wirkungsvolle Luftbremse mit den daraus erwachsenden Vorteilen für Landungsgeschwindigkeit und Auslauf gewonnen wird. Dieser Landungswinkel kann 300 und mehr betragen.
Bei Ausführung einer Dreipunktlandung kann das Flügeltragwerk so gedreht werden, daß der Anstellwinkel weit über das bei gewöhnlichen Flugzeugen mögliche Maß vergrößert wird, wodurch eine äußerst wirkungsvolle Luftbremse mit den daraus erwachsenden Vorteilen für Landungsgeschwindigkeit und Auslauf gewonnen wird. Dieser Landungswinkel kann 300 und mehr betragen.
Es ist wünschenswert, daß der Flügel 29' mit der üblichen angelenkten Fläche 58 versehen
ist, deren Steuerdrähte 59 um Rollen 60 gehen, die auf der durch die Drehpunkte
30 gelegten geometrischen Achse liegen und zum Arm 61 auf der Schwingwelle 62
(Fig. 7) führen. Diese Welle ist über dem Boden des Rumpfes in Lagerstellen 63 gelagert
und kann mittels des auf ihr befestigten Knüppels 64 gedreht werden. Da die Rollen 60 auf der geometrischen Achse der
Bewegung des Gestelles liegen, beeinträchtigen dessen Drehbewegungen nicht die Steuerdrähte
59 und daher auch nicht die Stellung der angelenkten Flächen 58.
Ein Höhenruder für das Flugzeug zum Starten, Fliegen oder Landen ist hier nicht
unbedingt erforderlich, und während der Fahrt soll ein solches sogar möglichst nicht
benutzt werden. Zum Aufsteigen und schnellen Lösen des Sporns und damit zur Verminderung
der Erdreibung ist ein Höhenruder 65 vorgesehen, das in geeigneter Weise bei 66 am Schwanz angelenkt ist und durch
gekreuzte Zugdrähte 67 bedient wird, die zum Hebel 68 führen. Dieser Hebel sitzt auf einer
quer zum Rumpf angeordneten Welle 69 und ist mit einer Zugstange 70 verbunden, die an
dem Knüppel 64 in der üblichen Weise angelenkt ist, so daß. bei dessen Bewegung nach
vorn und hinten über Stange 70, Hebel 68 und Drähte 67 das Höhenruder 65 gedreht
wird.
In Fig. 8 bis 12 einschließlich wird eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,
in der die Quer- und die Seitensteuerung in einer an Hand dieser Figur zu beschrei-■
benden Weise miteinander verknüpft sind. In diesen Figuren bedeutet der Index 1 der
Bezugszeichen Teile, die rechts vom Flugzeugführer liegen, während der Index 2 die
entsprechenden Teile links von ihm bezeichnen soll.
Nach Fig. 8 besteht das Flugzeug aus einem Rumpf 71 mit einer Luftschraube 72.
und einer Gruppe von Schwanzflächen 73, die eine Höhenflosse 74 besitzen können oder
nicht, je nach der besonderen Ausbildung der Profile der Flügel 751 und 752. Wenn ein
Flugzeug mit den Merkmalen der Erfindung ohne Stabilisierungsfläche oder mit einer
solchen gebaut werden soll, die weder eine nach oben noch eine nach unten gerichtete
Belastung auszuhalten bestimmt ist, soll ein Flügelprofil gewählt werden, bei dem die
Wirkungslinien der resultierenden Kräfte im Bereiche des Schwerpunktes des Flugzeugs
stetig von vorn nach hinten wandern, wenn der Anstellwinkel innerhalb des Flugbereiches
vergrößert wird, wie bereits weiter oben erörtert.
Die Flügel 7S1 und 752 sind auf geeigneten
Wellen 761 und 76s gelagert, die gedreht werden
können, um verschiedene Anstellwinkel einzustellen. Der rechte Flügel 751 ist für
einen geringeren Anstellwinkel eingestellt als der linke Flügel yf. Die Stellen 771 und 77-im
hinteren Teil der Flügel 751 bzw. 75s sind
geeignet für eine weitere Aufhängung, wie sie in Fig. 9 veranschaulicht wird und die dazu
dient, den rechten und den linken Flügel gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten oder
gleichzeitig in verschiedener Weise zur Einstellung ihrer Anstellwinkel zu bewegen. Die
Wellen 761 und 7ο2 ruhen in den inneren
Lagern 781 bzw. 782 und in Lagern 791 und
792, die von Streben So1 und 802 getragen werden.
Fig. 9 zeigt eine Einstellvorrichtung für die Flügel 751 und 752 des Flugzeugs nach
Fig. 8 in der neutralen Stellung, wobei also der rechte und linke Flügel 751 und 75s beide
den gleichen Anstellwinkel aufweisen, was aber nur eine der Einstellmöglichkeiten darstellt.
Die Punkte 771 und 77- der Flügel werden von Winkelhebeln Si1 und Si2 gehalten, die
auf Zapfen 821 und 822 gelagert sind, die ihrerseits von senkrechten Spindeln 841 und
842 getragen werden. Die oberen Enden
dieser Spindeln 841 und 842 sind vierkantig
oder von einem anderen nicht kreisförmigen no Querschnitt und gehen durch entsprechende
Öffnungen 851 und 8s2 der Ouerstrebe 86.
Das Gewinde der Spindeln 831 und 832 ist
rechts- bzw. linksgängig. Die Ouerstrebe 86 ist an den Seiten des Rumpfgerüstes 871 und
872 befestigt, entweder mittels Schrauben 881
und SS2 oder sonstwie in geeigneter Weise.
Die Spindeln 831 und 832 werden durch Drehung
der mit Kegelrädern ausgerüsteten Muttern S91 und 892 nach Belieben gehoben oder
gesenkt. Wie links in Fig. 9 erkennbar, tragen Kugellager 902 den Teil 892 in Verbin-
dung mit dem Druckstück 912, das in das Stück 892 geschraubt ist und gegen die Spindel
durch "Stellschraube 92s angezogen wird. Eine Querstange 932 mit Bohrung zur Aufnähme
der Mutter 89s bildet die Laufrillen für die Kugellager 902 und damit das Auflager
für das Druckstück der Spindel S32. Sie ist am Hauptgerüst 87s des Rumpfes 71
in geeigneter Weise befestigt, beispielsweise durch Schrauben 942 und 941. Kegelräder 951
und 952 greifen in die Kegelräder der Muttern
891 und 892 ein und sind auf der Querwelle
95 befestigt, die mittels Handrads 96 oder sonstwie gedreht werden kann. So bewirkt
die Drehung des Handrades 96 durch den Flugzeugführer in der einen Richtung
den Hub der Spindeln 831 und 832 und umgekehrt.
Die Ganghöhe der Spindelgewinde 831 und 83s ergibt Selbsthemmung, so daß
sie nur durch Drehen des Handrades, nicht aber unter dem Einfluß einer Axialkraft bewegt
werden. Damit ist ein Mittel zur gleichartigen Einstellung des Anstellwinkels gegeben,
da beim Heben der Spindeln 831 und 83s die hinteren Kanten der Flügel 7s1 und
752 angehoben werden, während sie sich in den Lagern 781, 78s, 791 und 792 drehen, und
zwar um das gleiche Maß; in jeder eingestellten Höhe bleiben die Spindeln 831 und S32,
bis sie durch eine weitere Drehung des Handrades 96 verändert wird.
Die abwärts geneigten inneren Enden der Winkelhebel Si1 und 812 sind an den Enden
der Querstange 97 angelenkt, die mittels eines Kugelgelenks 98 sich auf einer Stange
99 verschieben kann, die bei 100 drehbar an der Querstrebe 86 oder an irgendeinem
anderen - festen Punkt des Rumpfes 71 gelagert ist. Das andere Ende der Stange 99 ist
am Lenker 101 angelenkt, der von Winkelhebeln 102 und Lenkern 103 und 104 bedient
wird. Der Lenker 104, der mit einem Gelenk o. dgl. 105 versehen ist, wird durch seitliche
Bewegung des Knüppels 106 betätigt. Eine Knagge 107 ist in bekannter Weise zur Bedienung
des Höhenruders vorgesehen und bildet keinen Teil der Erfindung. Ein Bock 108
trägt ein drehbares Glied 109, auf dem der Knüppel vor- und rückwärts bewegt werden
kann. Das Gelenk 105 gestattet die Querdrehung des Knüppels in einer beliebig geneigten
Stellung nach vorn oder hinten. Der Bock 108 und die Lager 110 der Winkelhebel
sind in geeigneter Weise auf dem Rumpfgerüst angebracht. Die Aufwärtsbewegung der Spindeln 831 und 832 vermindert den Radius
der Stange 99 und umgekehrt, so daß beim Einstellen der Flügel mittels des Handrades
96 auf großem Anstellwinkel der Radius der Stange 99 den Höchstwert aufweist und
eine gewisse Winkelbewegung des Knüppels 106 den größten Unterschied zwischen den
Anstellwinkeln des rechten Flügels 751 und des linken Flügels 7s2 herbeiführt, während
bei der Einstellung auf kleinem Anstellwinkel die Differenz ein Mindestmaß annimmt.
In Fig. 10 ist der Fuß des rechten Flügels 751 zwecks Erläuterung der Verbindungen
dargestellt; dem gleichen Zweck dient Fig. 11. Bei 761 bewirkt eine Welle, die auch als vorderer
Holm dienen kann, die Haupthubbawegung des Flügels und gestattet dessen freie
Drehung in einer Ebene parallel zur Bildfläche. Bei in ist eine Linie dargestellt, die
durch die Mitte der Welle 761 und auch durch den Mittelpunkt des Flügels 751 bei JJ1 geht.
Dieser Punkt kann auch das Ende des hinteren Holmes oder eines anderen Bauteiles
sein, der hier nicht beschrieben ist. Ein Paar Lager 112 besteht aus einem Stück mit
Flügel 751. Eine passende Einrichtung, wie Bolzen 113 und Mutter 114, faßt eine Hülse
115 zwischen den Lagern 112 des Flügelgerüstes
und trägt. mit ihrer geometrischen Achse auf Linie in das Ende 116 des Winkelhebels
811. Dieses Ende ist ballig ausgebohrt und füllt den Raum zwischen den
Lagern 112 nicht voll aus, so daß der hintere Teil des Flügels 751 zwar vollkommen in der
Richtung seiner Ausladung und senkrecht unterstützt wird, aber sich doch in einem
Bogen bewegen kann, während die Spindel S32
sich auf einer Geraden bewegt.
Auf Fig. 10 und 12 ist ferner zu erkennen,
wie die vorstehend beschriebene Anordnung auch bei einem seitlich sich selbsttätig ins
Gleichgewicht einstellenden Flugzeug anwendbar ist. Der vordere Drehpunkt "]& liegt
genügend weit vor dem Punkt 117, der den Schnittpunkt der Mittellinie 111 und der
Wirkungslinie der auf Flügel 751 wirkenden resultierenden aerodynamischen Kraft darstellt.
Aus dem Schema der Fig. 12 ist zu erkennen, daß das bei 761 abwärts wirkende
Gewicht N des Flugzeugs zusammen mit dem Hub O1 der im Punkte 117 wirkt, ein Drehmoment
P1 ergibt, das bestrebt ist, den Anstellwinkel des Flügels 751 zu verkleinern.
Wenn dieses Moment dem Moment P2 (nicht gezeichnet) gleich ist, das auf den linken
Flügel 752 (s. Fig. 8 und 9) wirkt, dann ist
das System im Gleichgewicht, weil gleiche und entgegengesetzte Kräfte auf die Querstange-
97 ausgeübt werden, und zwar durch die Winkelhebel 811 und 812. Wenn aber ein
Windstoß etwa auf den rechten Flügel 751 trifft, aber nicht auf den linken 752, dann ist
das Moment P1 größer als das entsprechende Moment P2, und die hieraus erwachsende unausgeglichene
Kraft auf der Ouerstange 97 würde versuchen, diesen nach rechts zu verschieben
(sofern der Knüppel 106 nicht vom
Flugzeugführer festgehalten wird), so daß der rechte Flügel 751 sich zur Verminderung
seines Anstellwinkels und der linke Flügel 752
zur Vergrößerung des Anstellwinkels drehen würde. So würde der Flügelj der eine nach
oben wirkende Kippkraft erfährt, sich in dem Sinne bewegen, daß die Hubkraft je Flächeneinheit
vermindert wird, während der andere Flügel, der keine Kippkraft erfährt, die Hubkraft
je Flächeneinheit um das erforderliche Maß erhöhen würde. Es ergibt sich somit, daß Windstöße oder andere kippende Einflüsse,
die das Flugzeug zu rollen suchen, selbsttätig Änderungen herbeiführen, die sie ausgleichen, während beim Fehlen von störenden
Einflüssen das natürliche Gleichgewicht der Bauteile des Flugzeugs das Verlassen
der normalen seitlichen Fluglage vermeiden würde.
Fig. 13 zeigt das Tragwerk eines Doppeldeckers,
bestehend aus einem oberen Flügel 1172 und einem unteren Flügel 1182, die miteinander
durch ein geeignetes starres System von äußeren Streben 119 verbunden sind; in
gleicher Weise gehören zu diesen Flügeln auch rechte Flügel. An geeigneter Stelle des
oberen Flügels 1172 ist ein Drehzapfen 120
zur Aufnahme des Gewichtes des Rumpfes mit Inhalt (nicht dargestellt) vorgesehen, wobei
das Tragwerk sich um ihn drehen kann. Ein Punkt 121 am unteren Flügel, geeignet
zur Anbringung eines Gebildes, das ausführlicher in Fig. 14 dargestellt wird, ist so gewählt,
daß er den Bogen Q2 zwischen Punkt R1
entsprechend dem gewünschten größten Anstellwinkel, und Punkt S, entsprechend dem
gewünschten kleinsten Anstellwinkel, beschreiben kanu. Ein angelenktes Querruder
1222 ist am unteren Flügel 1182 mittels geeigneter
Lager 1232 befestigt und wird mittels Knagge 1242 und Stange 1252 gedreht.
In Fig. 14 ist das untere Flügelsystem des Tragwerks nach Fig. 13 zwecks größerer
Deutlichkeit besonders dargestellt. Es besteht aus dem unteren linken Flügel 1182, der mit
dem unteren rechten Flügel 11S1 durch Streben
126 verbunden ist, deren vordere Enden am Gerippe der Flügel 1182 und 1181 durch
Gabeln 1272 und 1271 und deren hintere
Enden in ähnlicher Weise durch Gabelstücke 1282, 1281 an einem anderen geeigneten Teil
der Flügel befestigt sind. Die Enden der vorderen Strebe 126 können einen Bogen Qr
bzw. Q1, wie angegeben, beschreiben. Eine einstellbare Kraft wird auf das vordere Glied
des Strebensystems 126 dadurch ausgeübt, daß dieses an die Enden von Gewindestangen
1292, 1291 angelenkt wird, die Endanschläge
1302, 1301 und 1312, 1311 tragen. Diese Gewindestangen
werden mittels eines Systems von Kegelrädern und Stützen 1322, 1321 verstellt,
dessen Einzelheiten nicht dargestellt sind, aber dem nach Fig. 9 ähnlich sein kann.
Doch werden hier nicht rechts- und linksgängige Spindeln verwendet, sondern anders
angeordnete Kegelradgetriebe, die bei Spindeln mit Gewinde gleichen Sinnes, etwa
rechtsgängigen, das gleiche Ergebnis erzielen wie bei Fig. 9. Das Kegelradsystem 1322,
1321 ist hier mit einem Antrieb durch Kette
und Kettenrad 130 dargestellt, der von dem für den Flugzeugführer bequem gelegenen
Handrad 131 ausgeht.
Ein Knüppel 132 dreht bei Bewegung nach der Seite die Schwingwelle 133, die in
Lagern 134 ruht, die in geeigneter Weise am Rumpf befestigt sind, und bewirkt dadurch,
daß die Achse der Stange 135 einen Teil einer Kegelstumpffläche beschreibt, wie
die Zeichnung deutlich erkennen läßt. Eine Kurbelschleife 136 mit Kugelgelenk, ähnlich
dem in Fig. 9 mit 98 bezeichneten, kann auf der Stange 135 gleiten und ist starr
mit dem rechten und linken Profilstab 1372 bzw. 1371 verbunden, die mit der Schleife zusammen
eine Querstange bilden. Diese Stäbe 1372 und 1371 können Vierkantprofil haben
und von Rollen 138 geführt werden, die sich um Bolzen 139 drehen, die auf Konsolen 1402
und 1401 sitzen, die einen Teil des Strebenrahmens 126 bilden. Somit ist die Stellung
der Kurbelschleife 136 auf der Stange 135 und auch der Ausschlagradius der als Kurbel
betrachteten Stange bestimmt durch die Stellung der Strebe 126 auf den Bögen Q\ Q1.
Wie aus Fig. 14 zu erkennen ist, erfährt die Kurbelschleife 136 bei Einstellung der Flügel
auf großen Anstellwinkel R einen Antrieb durch eine Kurbel mit größtem Radius und
beim Einstellen der Flügel auf kleinen An-Stellwinkel 6" einen Antrieb durch eine Kurbel
mit kleinstem Radius. Der Vierkantquerschnitt der Stäbe 1372 und 1371 verhindert
sie an einer Drehung und die Kurbelschleife 136 am Kippen, während ihre freie
axiale Bewegung durch die Rollen 138 gesichert wird. Die der Querstange 1372, 1371
erteilte Bewegung wird auf die Stangen 1412,
1411 und weiter über die Winkelhebel 1422,
1421 auf Stangen 1252, 1251 und mittels der
Knaggen 1242, 1241 übertragen und in die erforderliche
und bekannte Bewegung der Querruder 1222, 1221 umgewandelt. Die Bedienung
der Höhenruder kann, falls gewünscht, mittels des Knüppels 132 und der
Stange 143 und sonstiger geeigneter Mittel bekannter Art über Angriffsknaggen erfolgen.
Es ist ersichtlich, daß bei vorstehend beschriebenem System, wenn das Flugzeug den kleinen Winkel oder hohe Geschwindigkeit
hat, eine seitliche Bewegung des Steuerknüppels 132 eine weniger große Verstellung
des Querruders bewirken wird als eine gleich große Bewegung bei großem Winkel oder geringer
Geschwindigkeit des Flugzeugs.
Wenn ein seitlich selbsttätig ins Gleichgewicht kommendes Flugzeug und dazu ein besonderes
System der seitlichen Steuerung gewünscht wird, kann bei Fehlen des Kugelgelenkes
98 auf der Querstange 97 der Fig. 9 und Vorhandensein eines Getriebes ähnlich dem
aus den Elementen 136, 138, 1372, 1371, 1412,
1411, 1422, 1421, 1252, 1251, 1242, 1241, 1232,
1231 und 1222, 1221 bestehenden nebst Stange
99 zur Bedienung der Kurbelschleife 136 ein solches Flugzeug ohne weiteres von jedem
Sachverständigen entworfen werden. Dadurch wird ein System geschaffen, worin die
Erzielung des seitlichen Gleichgewichts und die Verstellung des Anstellwinkels in der
Weise erreicht wird, wie an Hand der Fig. 8 bis 12 beschrieben, wenn der Führer den
Knüppel frei läßt, und worin die Quersteuerung von Hand nach Maßgabe der Beschreibung
zu Fig. 13 und 14 möglich ist, d. h. mit Hilfe der Querruder 1222, 1221 und gänzlich
unabhängig von den verschieden großen Winkelbewegungen der Flügel 1182, 1181, wobei
der Flieger durch Betätigung des Knüppels 132 die Querruder unabhängig von der selbsttätigen
Gleichgewichtseinstellung durch das Gestänge der Fig. 9 verstellen kann.
Fig. 15 veranschaulicht eine Ausführungs-.
form der Erfindung besonders für den Fall, daß ein Höhenruder im Notfall bedient werden
soll. Während diese Ausführungsform 3^ unbeschränkte Verwendung des Höhenruders
in seinem mittleren Zustand gestattet, beschränkt sie die .Bedienung des Höhenruders
auf ein der Sicherheit entsprechendes Maß bei den Grenzzuständen des Flugzeugs mit
kleinem Winkel oder Höchstgeschwindigkeit und großem Winkel oder Mindestgeschwindigkeit.
In Fig. 15 sind zwei Einstellungen des Flügels 143 und daher auch eine Anzahl anderer
Elemente dieser Erfindung dargestellt. Der Flügel 143 ist für die Stellung mit kleinstem
Anstellwinkel voll ausgezogen und für die mit größtem Anstellwinkel strichpunktiert
gezeichnet. Alle strichpunktierten Teile haben die dem größtem Anstellwinkel des Flügels
entsprechende Stellung.
Wie der voll ausgezogene Teil der Zeichnung zeigt, ist das Flügelsystem 143 um eine
Achse 144, die zweckentsprechend am Flugzeug angebracht ist, parallel zur Spannweite
des Flügelsystems drehbar und bei 145 an. einen Lenker 146 angelenkt, der von einem
Hebel 147 und einem Zahnrad 148 bedient
wird, das nur auf einem Teil des Umfanges verzahnt ist, um den Ausschlag des Hebels in
beiden Richtungen zu beschränken, und mit einer Schnecke 149 in Eingriff steht, die in
den an passender Stelle des Flugzeuggerüstes angeordneten Lagern 150 läuft und durch die
Welle 151 mittels Handrades 152 nach Belieben
des Flugzeugführers gedreht werden kann. Ebenfalls am Hebel 147 ist der Lenker
153 angelenkt, dessen anderes Ende an den Winkelhebel 154 angeschlossen ist, der im
Lagerbock 155 drehbar ist, der an geeigneter Stelle des Flugzeuggerüstes angebracht ist.
Die dem Winkelhebel erteilten Bewegungen erscheinen als Bewegungen der Stange 156
und schließlich als Bewegungen des Gleitstückes 157 mit den Teilen 158, die zwecks
unbeschränkter Bedienung der Knüppel 159 und 160 ausgeschnitten sind, und den Endstücken
161 und 162, die geneigte Flächen 163 und 164 aufweisen. Diese Bewegung
wird unter Vermittlung des Gabelendes 165 der Stange 156, des Bolzens 166 und des
Ansatzes 167 des Gleitstückes 157 bewirkt. Dieses Gleitstück 157 ist dazu eingerichtet,
in der Hohlwelle 16S der Steuersäule zu gleiten, die in Lagern 169, 170 auf
dem Flugzeuggerüst ruht und gegen Längsverschieben durch die Stellringe 171 gesichert
ist. An passender Stelle der Welle 168 sitzt ein Hebel 172, dessen Bewegung die Mittel
zur Bedienung der Rollsteuerung und -flächen nach irgendeinem bekannten Verfahren an*
treibt. Knüppel 159, 160 oder ähnliche Einrichtungen
bewirken eine Verdrehung des Hebels 172 durch Welle 168 nach Belieben
des Flugzeugführers zur Bedienung der Rollsteuerungsmittel. Bewegungen nach vorn und
hinten der Knüppel o. dgl. seitens des Flugzeugführers bewegen die starre Stange 173
und damit in irgendeiner geeigneten Weise das Höhenruder (nicht dargestellt). Eine
Verbindungsstange 174 koppelt die Bewegungen des Knüppels des vorderen Fliegers 159
mit denjenigen des Knüppels 160 des hinteren Fliegers zwecks Bedienung des Höhenruders.
Die Knüppel 159, 160 sind um Zapfen 175
drehbar, die in den Knaggen 176 der Welle 168 sitzen. An den Knüppeln 159 und 160
sind Nasen 177 bzw. 178 angebracht, die durch Öffnungen 179 der Welle 168 reichen.
Die Nase 177 ist in Eingriff mit der geneigten Fläche 163 des Gleitstückes 157 dargestellt.
Wenn der Flügel 143 auf seinem kleinsten Winkel eingestellt ist, wirken die
Nase 177 und die Keilfläche 163 als Anschlag zur Verhinderung der Vorwärtsbewegung des
Knüppels 159 und wegen der Kopplung durch die Stange 174 auch des Knüppels 160. Es
ist bekannt, daß die Vorwärtsbewegung des Knüppels den^Abstieg des Flugzeugs bewirkt.
Es ist somit erkennbar, daß die Möglichkeit für den Flugzeugführer, bei niedrigster Win-
keleinstellung des Flügels in steilem Gleitflug
niederzugehen, durch diese Anordnung beschränkt oder aufgehoben wird. Wenn andererseits
der Flügel die Einstellung auf den größten Winkel durch das Handrad 152 über
Schnecke 149, Rad 148, Hebel 147, Lenker
146 und Drehzapfen 145 in ähnlicher Weise
wie bei der Einstellung auf kleinsten Winkel erfahren hat, wird auch der Lenker 153 bewegt
und verschiebt selbst mittels Winkelhebels 154 und Stange 156 das Gleitstück 157
in die strichpunktiert dargestellte Stellung. Dadurch wird die Keilfläche 164 in Berührung
mit der Nase 178 des Knüppels 160 gebracht und die Rückwärtsbewegung der Knüppel 159
und 160 begrenzt oder verhindert, so daß auch für den Flugzeugführer die Möglichkeit
begrenzt wird, das Flugzeug bei größter Winkeleinstellung des Flügels zu überziehen, Dadurch,
daß. die Flächen 163 und 164 die passende Neigung erhalten, ist es möglich, bei
jeder Ausführung das Maß der Höhenruderbedienung in beliebigem Maße zu begrenzen,
wenn die Höchst- und Mindestwerte der An-Stellwinkel erreicht werden. Bei den Endstellungen
entsprechend dem größten und kleinsten Winkel ist die Begrenzung am stärksten, und in der Zwischenstellung ist sie aufgehoben,
so daß in dieser das Höhenruder voll gedreht werden kann, wie bei den<
bekannten herkömmlichen Ausführungen.
Claims (4)
- Patentansprüche:i. Flugzeug mit einem oder mehreren einstellbaren Tragflügeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse für jeden Flügel in einer Ebene über dem Schwerpunkt des Flugzeugs derart, gegebenenfalls verschiebbar, angeordnet ist, daß für jeden eingestellten Anstellwinkel jedes Flügels die zugehörige Wirkungslinie der auf den Flügel wirkenden resultierenden aerodynamischen Kraft in einer den Schwerpunkt des Flugzeugs enthaltenden Ebene liegt, deren Schnittlinie mit der genannten Ebene sich mit der Längsachse des Flugzeugs in rechtem Winkel kreuzt, und Flügel der Bauart vorgesehen sind, bei denen die Wirkungslinien der resultierenden aerodjrnainischen Kräfte bei Vergrößerung des Anstellwinkels im ganzen möglichen Bereich in der Höhe des geometrischen Ortes des Schwerpunktes des Flugzeugs gegenüber dem Flügel von vorn nach hinten wandern.
- 2. Flugzeug nach Anspruch 1 mit in gleicher und in entgegengesetzter Richtung beweglichen Flügeln, dadurch gekennzeichnet, daß jeder von diesen um eine feste Achse (761 bzw. 7ο2) vermittels heb- oder senkbarer Führungsorgane (J7, 112 bis 114) drehbar ist, deren gleichsinnige Bewegung durch eine selbstsperrende Steuervorrichtung (81 bis 83, 89 bis 96) und deren gegensinnige Bewegung durch eine von der erstgenannten unabhängige, bei einseitiger Belastung sich selbsttätig steuernde Verstellvorrichtung (81, 97 bis 110) in an sich bekannter Weise vom Führersitz aus einstellbar ist.
- 3. Flugzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschlag von Querrudern (122) nach Maßgabe der Anstellwinkel der Flügel (118) durch eine Übertragungsvorrichtung (132 bis 141) begrenzt wird, die mit der Verstellvorrichtung (129 bis 1321 und 1322) für die Flügel (118) unabhängig von deren selbsttätiger Gleichgewichtseinstellung zusammenarbeitet.
- 4. Flugzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Einstellung des Höhenruders nach Maßgabe des Anstellwinkels der Tragflügel begrenzende Sperrvorrichtung (153 bis 179) vorgesehen und mit der Verstellvorrichtung (145 bis 152) für die Flügel (143) zwangsläufig verbunden ist.Hierzu 2 Blatt ZeichnungenBerlin. Gedrückt in der REiciisnitucKEitEt
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEM116088D DE595594C (de) | 1931-07-09 | 1931-07-09 | Flugzeug mit einem oder mehreren einstellbaren Tragfluegeln |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEM116088D DE595594C (de) | 1931-07-09 | 1931-07-09 | Flugzeug mit einem oder mehreren einstellbaren Tragfluegeln |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE595594C true DE595594C (de) | 1934-04-17 |
Family
ID=7328447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEM116088D Expired DE595594C (de) | 1931-07-09 | 1931-07-09 | Flugzeug mit einem oder mehreren einstellbaren Tragfluegeln |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE595594C (de) |
-
1931
- 1931-07-09 DE DEM116088D patent/DE595594C/de not_active Expired
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