DE606608C

DE606608C - Aileron and elevator control for gyrocopter

Info

Publication number: DE606608C
Application number: DER83768D
Authority: DE
Original assignee: OTTO REDER DIPL ING
Current assignee: OTTO REDER DIPL ING
Priority date: 1932-01-13
Filing date: 1932-01-13
Publication date: 1934-12-06

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Quer- und Höhensteuerung für Tragschrauber (Flugzeug mit kreisenden Tragflächen).The subject of the invention is a transverse and altitude control for gyroscopes (aircraft with circling wings).

Die Quer- und Höhensteuerung der bisher bekannten Tragschrauber mit starren Schraubenblättern erfolgte durch Ruder an starren Hilfsflächen und Leitwerken, ähnlich denen normaler Drachenflugzeuge. Diese Hilfsflächen und Leitwerke verschlechtern den Wirkungsgrad der Tragschrauber, da sie zusätzliche Gewichte darstellen, den Luftwiderstand erhöhen und die Strömung an der Tragschraube besonders bei hohen Anstellwinkeln ungünstig beeinflussen.The aileron and elevation control of the previously known gyroplane with rigid propeller blades was done by rudders on rigid auxiliary surfaces and tail units, similar to those of normal hang gliders. These auxiliary surfaces and tail units worsen the efficiency of the gyroplane because they are additional Show weights, increase air resistance and the flow at the propeller especially at high angles of attack.

Es sind ferner Hubschrauber mit an den Schraubenblättern angeordneten, periodisch gesteuerten Rudern bekanntgeworden, bei denen in der hohlen Drehachse der Hubschraube Exzenter angeordnet sind, die mittels eines Steuerknüppels verstellt werden. Gemäß der Erfindung ist bei der Quer- und Höhensteuerung für Tragschrauber mit gelenkig gelagerten Schraubenblättern das in bei Hubschraubern bekannter Weise in der hohlen Drehachse der Tragschraube angeordnete, die periodische steuernde Bewegung der an den Tragschraubenblättern angelenkten Ruder bewirkende Exzenter mit den .Gelenken der Tragschraubenblätter durch Gelenkhebel verbunden, an denen die die Ruder verstellenden Stoßstangen angreifen.There are also helicopters with arranged on the propeller blades, periodic controlled oars became known, in which in the hollow axis of rotation of the lifting screw Eccentrics are arranged, which are adjusted by means of a control stick. According to the invention is in the transverse and Height control for gyroplanes with articulated screw blades that in in helicopters known manner arranged in the hollow axis of rotation of the support screw, the periodic controlling movement of the rudder hinged on the propeller blades effecting eccentrics with the .Gelenken of the propeller blades connected by articulated levers on which the rudder-adjusting push rods attack.

Die neue Erfindung ergibt außer der ohne weiteres sich ergebenden Wirkung die weitere Wirkung, daß durch die Steuerung der Ruder die Schwenkbewegung der Schraubenblätter selbsttätig gedämpft wird.The new invention also provides the readily apparent effect the further effect that the pivoting movement of the propeller blades is automatically damped by controlling the rudder.

Abb. ι zeigt beispielsweise das Achs- und Nabenstück einer Tragschraube mit der eingebauten Steuerung (Steuerung in Mittelstellung). Die linke Hälfte ist im Schnitt parallel zur Drehachse dargestellt..Fig. Ι shows, for example, the axis and Hub piece of a support screw with the built-in control (control in middle position). The left half is shown in section parallel to the axis of rotation.

Abb. 2 ist eine Draufsicht auf den Schnitt A-A der Abb. 1, wobei aber die Steuerungsführung zu den Rudern schematisch hinzugefügt wurde, um den Steuer-Vorgang zu erläutern. Abweichend von Abb. ι ist die Steuerung bei vollem Ausschlag dargestellt.Fig. 2 is a plan view of section AA of Fig. 1, but the steering guide has been added schematically to the oars to explain the steering process. In contrast to Fig. Ι, the control is shown at full deflection.

Die Tragschraube ruht auf einer Strebenpyramide, deren obere Strebenenden b (Abb. 1) mit dem Achsstück α verbunden sind. Das Achsstück α trägt im unteren hohlen Teil den Steuerhebel c und das · Exzenter, das aus den Stücken z, m, s, q besteht. Der Steuerknüppel c kann entweder als hängender Steuerknüppel direkt von der Hand des Führers bedient werden oder auch indirekt durch Seilzüge, Stoßstangen o. dgl., die mit einem normalen Knüppeloder Handradsteuer verbunden sind.The support screw rests on a strut pyramid, the upper strut ends b (Fig. 1) of which are connected to the axle piece α. The axle piece α carries the control lever c and the · eccentric, which consists of the pieces z, m, s, q in the lower hollow part. The control stick c can either be operated as a hanging control stick directly from the driver's hand or indirectly by means of cables, bumpers or the like, which are connected to a normal stick or handwheel control.

Das obere volle Teil der Achse α bildet den Achszapfen für die Tragschraube. Zwischen der Naben und der Achse α befinden sich in unserem Beispiel die Schrägrollenlager 0, die radiale und axiale Kräfte aufnehmen können. Es können aber statt letzterer auch andere bekannte Kugellageranordnungen Verwendung finden.The upper full part of the axis α forms the journal for the supporting screw. In our example, the tapered roller bearings 0, which can absorb radial and axial forces, are located between the hub and the axis α. Instead of the latter, however, other known ball bearing arrangements can also be used.

Das Nabenstück η trägt in bekannter Weise die Lager für die gelenkig befestigten Blätter der Tragschraube, von denen die inneren Enden der Flächenholme h mit ihren Gelenken g und den Gelenkbolzen d zu sehen sind. Als Beispiel wurde ein vierflügeliges Tragwerk dargestellt; es kann aber auch eine beliebige andere Flügelzahl Verwendung finden, deren Flügel in ähnlicher ίο Weise angeschlossen sind und für die die Wirkungsweise der Steuerung die gleiche ist.The hub piece η carries in a known manner the bearings for the hinged blades of the support screw, of which the inner ends of the surface spars h with their joints g and the joint pins d can be seen. A four-wing structure was shown as an example; However, any other number of wings can also be used, the wings of which are connected in a similar way and for which the operation of the control is the same.

Der Steuerhebel c ist in der zweiteiligen Kugelpfanne /, i kugelig gelagert, kann aber auch in einem Kardangelenk in ähnlicher Weise angelenkt werden. Am oberen Ende ist ein Kugelkopf k, der eine zylindrische Buchse s im Mittelpunkte des Exzenters bewegen kann. Diese Buchse bildet mit der Mutter m, den Speichenstücken s und dem Kugellager q das eigentliche Exzenter (s. auch Abb. 2). Die Speichenstücke s durchdringen die hohle Achse α durch Schlitze in dieser. Das Kugellager q besitzt für j eden Flügel ein kleines Gelenklager I. An diese Lager sind die Stoßhebel ί und u angeschlossen, die dazu dienen, die Stoßstangen w zu betätigen. Der Hebel u ist kugelgelagert bei ν und hat als Drehachse den Gelenkbolzen d der Flügel. Die Stoßstangen w übertragen ihre Bewegung in beliebiger bekannter Weise auf die Ruder r (Abb. 2). Diese Übertragung ist in Abb. 2 schematisch dargestellt. Es kann hierzu jede an sich bekannte mechanische, pneumatische oder elektromagnetische Übertragungsart durch die Stoßstange w betätigt werden. Ferner können die Ruder selbst in normaler Weise direkt durch Ruderhebel oder indirekt durch an sich bekannte Hilfsruder, Hilfsklappen oder ähnliches betätigt werden. Die Übertragungsart ist möglichst so zu wählen, daß die Steuerkräfte und Ausschläge in kleinen Grenzen bleiben.The control lever c is mounted spherically in the two-part ball socket /, i , but can also be articulated in a similar way in a universal joint. At the upper end is a ball head k, which can move a cylindrical bush s in the center of the eccentric. This bushing forms the actual eccentric with the nut m, the spoke pieces s and the ball bearing q (see also Fig. 2). The spoke pieces s penetrate the hollow axis α through slots in it. The ball bearing q has a small spherical bearing I for each wing. The push levers ί and u , which are used to operate the push rods w, are connected to these bearings. The lever u is mounted on ball bearings at ν and has the pivot pin d of the wing as its axis of rotation. The bumpers w transmit their movement to the oars r in any known manner (Fig. 2). This transfer is shown schematically in Fig. 2. For this purpose, any mechanical, pneumatic or electromagnetic transmission type known per se can be actuated by the bumper w. Furthermore, the oars themselves can be operated in the normal way directly by means of rudder levers or indirectly by means of auxiliary rudders, auxiliary flaps or the like, which are known per se. If possible, the type of transmission should be selected so that the control forces and deflections remain within small limits.

Das Innere des Achs- und Nabenstückes ist nach außen abgeschlossen, so daß es mit einer Schmierflüssigkeit gefüllt werden kann, in die alle bewegten Teile eintauchen. Die Flansche χ und y schließen das Exzenter dicht ab und sind gleichzeitig Führungen für das Exzenter.The inside of the axle and hub piece is closed off from the outside so that it can be filled with a lubricating liquid into which all moving parts are immersed. The flanges χ and y close off the eccentric tightly and are also guides for the eccentric.

Die Wirkungsweise der Steuerung ist fol-' gende: Die Bewegung des Steuerhebels c verursacht eine Bewegung des Exzenters z, m, Sj q in einer Ebene senkrecht zur Hauptachse a. In Abb. 2 sieht man das Exzenter bei einem vollen Ausschlag nach der Kreiswinkellage von 90⁰. Die Strecke e bedeutet die Exzentrizität zwischen Drehachse α und Exzentermitte. Unter Zwischenschaltung des Steuermechanismus t, U₁ w und der Steuerführung p werden die Ausschläge der Ruder an den kreisenden Blättern bewirkt. Aus Abb. 2 kann man die periodische Bewegung der Ruder während eines Umlaufes der Tragschraube erkennen. Durch diese Bewegung der Ruder werden diametral gegenüberliegende Flügelblätter auf- und abwärts beschleunigt. Dadurch können durch geeignete Steuerbewegungen alle beliebigen Quer- und Höhenneigungen der Tragschraube bewerkstelligt werden.The mode of operation of the control is as follows: The movement of the control lever c causes the eccentric z, m, Sj q to move in a plane perpendicular to the main axis a. In Fig. 2 you can see the eccentric with a full deflection after the circular angular position of 90 ^° . The distance e means the eccentricity between the axis of rotation α and the center of the eccentric. With the interposition of the control mechanism t, U ₁ w and the control guide p , the deflections of the rudders on the circling blades are effected. From Fig. 2 you can see the periodic movement of the rudder during one revolution of the propeller. This movement of the rudders accelerates diametrically opposed blades up and down. As a result, any desired transverse and vertical inclinations of the support screw can be achieved by suitable control movements.

Das Drehflügelsystem der Abb. 1 hat schwenkbare Blätter bekannter Art, die um den Gelenkbolzen d schwenken können. Die Steuerung hat den Vorteil, daß sie die Schwenkbewegungen der Blätter selbsttätig dämpft. Wie sich aus den Abbildungen verfolgen läßt, wird beim Aufschlagen eines Blattes auch dessen Ruder aufwärts bewegt. Hierdurch wird die Luftkraft vermindert, so daß die Schwenkbewegung früher zum Stillstand kommt.The rotary vane system of Fig. 1 has pivotable blades of known type which can pivot about the hinge pin d. The control has the advantage that it automatically dampens the pivoting movements of the blades. As can be seen from the figures, when a leaf is opened, its rudder is also moved upwards. This reduces the air force so that the pivoting movement comes to a standstill earlier.

Claims

Claim:

Aileron and elevation control for gyroplanes with hinged screw blades, characterized in that in the known manner in helicopters in the hollow axis of rotation of the support screw arranged, the periodic controlling movement, the one on the propeller blades hinged rudder effecting eccentrics with the joints of the propeller blades by articulated levers is connected, on which attack the rudder-adjusting bumpers.

1 sheet of drawings