DE651096C - Flugzeug mit ueber den Haupttragflaechen angeordneten Querrudern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flugzeug. Es ist-bei Flugzeugen bereits bekannt, über oder unter den Haupttragflächen angeordnete Querruder vorzusehen, wobei die Vorderkante der Querruder, wesentlich in .das vordere Drittel der Haupttragflächen hineinragt. Die Erfindung unterscheidet sich von diesen bekannten Flugzeugen dadurch, daß sich die Anlaufkanten der oberhalb der Tragflächen angeordneten Querruder in den Grenzen von einer Querrudertiefe vor und hinter den Hinterkanten der Tragflächen befinden. Die Erfindung besteht ferner darin, daß die Querrudersteuerung biegsame Verbindungsorgane enthält, welche den Querrudern ermöglichen, sich selbst frei in Flucht mit der Luftströmung einzustellen, wenn sie vom Flugzeugführer nicht betätigt werden. Diese biegsamen Verbindungsorgane sind vorzugsweise als Universalgelenk ausgebildet und zwischen der fest gelagerten Steuerwelle und einer quer beweglichen Welle mit linearer Führung und mit einem doppelarmigen'Hebel angeordnet. Die Erfindung erstreckt sich ferner auf die Kombination der Querruder mit an sich bekannten, an der Unterseite der Tragfläche an deren hinterem Teil angelenkten Klappen.

Die Erfindung bezweckt, eine wirksamere Quersteuerung und ein schnelleres Ansprechen dieser Steuerung in Verbindung mit einem gesteigerten Auftriebsbeiwert der Haupttragflächen des Flugzeuges bei einfacher Bauart zu erzielen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß durch die erfindungsgemäße Anordnung der Querruder der Abwind am Haupttragflügel und dessen Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse so beeinflußt werden können, daß außer der Wirkung des Querruderprofiles durch die vereinigte Wirkung zwischen Querruder und Haupttragflügel besonders kräftige Rollmomente erzeugt werden können. Insbesondere findet auch eine günstige Beeinflussung der Wirbel im hinteren Teil der Tragflügeloberfläche und hinter dessen Ablauf kante statt, was eine wirksamere und empfindlichere Quersteuerung ergibt, als sie bei den bekannten Bauarten erreicht werden konnte. Diese neue und unerwartete Wirkung des Erfindungsgegenstandes wird noch verstärkt, wenn die Querruder nach der Erfindung in Verbindung mit den bekannten, an der Unterseite der Tragflügel angeordneten Klappen verwendet werden. Hierdurch wird insbesondere auch bei geringen Fluggeschwindigkeiten eine kräftige und empfindliche Quersteuerung erreicht."

Dadurch, daß erfindungsgemäß die Ouerrudersteuerung in an sich bekannter Weise

biegsame Verbindungsorgane enthalten soll, wird erreicht, daß sich die Querruder selbständig in den genauen aerodynamischen Aus-^; gleich zum Abstrom über die obere Flügeln kante einstellen können. Nach dieser Einätfif■ lung ist ein schnelleres und wirksameres RoIi-V oder Quermoment bei jeder durch den Flug³' zeugführer herbeigeführten Winkelstellung der Querruder aus der Ausgleichstellung erreichbar. Außerdem läßt sich der natürliche Widerstand der Querruder in ihrer Lage über dem Flügel und im Abstrom wesentlich herabsetzen, wenn man die Selbsteinstellung der Querruder im Abstrom zuläßt. Der Ab-¹S strom selbst wird durch die Querruder auch weniger gestört, wenn sich diese von selbst in eine neutrale Lage einstellen.

Weitere Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes sind in der Beschreibung erläutert. Auf der Zeichnung sind vorzugsweise Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. ι einen Grundriß eines Flugzeuges mit teilweise weggebrochener rechter Tragfiügeloberfläche, " - »

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. ι in Pfeilrichtung gesehen,

Fig. 3 eine Einzelansicht im Schnitt, welche die Tragflügelklappe nach Fig. 1 und 2 in ihrer abgespreizten Stellung veranschaulicht, Fig. 4 eine Ansicht von rechts in Fig. 3 gesehen,

Fig. 5 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 3 mit einer abgeänderten Form der Betätigungsvorrichtung der Klappe,

Fig. 6 einen Grundriß' eines Hauprtragflügels mit teilweise abgenommener Oberfläche zwecks Veranschaulichung einer weiteren Klappenbetätigungsvorrichtung, Fig. 7 eine Ansicht nach Linie J-J in Fig. 6 in Pfeilrichtung gesehen,

Fig. 8 eine Ansicht nach Linie 8-8 in Fig. 6,

-. Fig. 9 eine geschnittene Einzelansicht mit

der in Fig. 1 bis 4 veranschaulichten Klappenbetätigungseinrichtung und einer anderen Lage des Querruders,

Fig. 10 eine der Fig. 9 entsprechende Ansicht mit geänderter Stellung des Querruders, Fig. 11 eine teilweise schematische Seitenansicht, welche die Stellung des Querruders und der Tragflügelklappe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erkennen läßt,

Fig. 12 eine teilweise schematische Seitenansicht mit einer weiteren Kombination zwisehen Tragflügelklappe und Querruder,

Fig. 13 eine ähnliche Ansicht mit einer abgeänderten Stellung des Querruders,

Fig. 14 eine weitere ähnliche Ansicht mit einer anderen Anordnung des Querruders, Fig. 15 eine schaubildliche Ansicht der Betätigungseinrichtung für eine schwimmende Ouerruderkonstruktion in Verbindung mit einer Tragflügelklappe,

... Fig. 16 eine teilweise Seitenansicht eines ^■ragflügels mit einem schwimmenden Quer- ^iijfder und einer Tragflügelklappe, ■*;_-- Fig. 17 bis 20 der Fig. 16 ähnliche Atrsich-" ten mit verschiedenen Stellungen* des Querruders, - ■

Fig. 21 einen Querschnitt durch einen Tragflügel, welcher die Vereinigung eines Querruders mit einer Tragflügelklappe, die innerhalb der Zone der günstigsten Wirkung arbeitet, zeigt, und

Fig. 22 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 21, in welcher ein schwimmendes Querruder vorgesehen ist, in Verbindung mit einer Tragflügelklappe, welche innerhalb der Zone der günstigsten Wirkung arbeitet.

Die Zeichnungen veranschaulichen ein Flugzeug ι mit einem Motor 2, einem Propeller 3 und einem Rumpf 4. Mit 5 ist das Leitwerk des Flugzeuges bezeichnet, welches die üblichen Stabilisierungsflächen, das -Seiten- und das Höhenruder, umfaßt. Bef Betrachtung des Flugzeuges nach Fig. 1 von oben ist der rechts liegende Tragflügel mit 6 und der links liegende Tragflügel mit 7 bezeichnet. Die jetzt zu beschreibende Klappe nebst der Steuervorrichtung sind für beide Tragflügel gleich.

Innerhalb bequemer Reichweite vom Sitz 8 des Flugzeugführers ist in der Führerkabine ein Handgriff 9 an einem Kettenrad vorgesehen, über welches eine Kette 11 läuft, die über ein anderes, bei 12 angeordnetes Kettenrad geführt ist. Das bei 12 angeordnete Kettenrad vermag die Transmissionswelle 13 zu drehen, welche am Punkt 14 innerhalb der Tragflügelkonstruktion in geeigneter Weise gelagert ist.

Auf der Transmissionswelle 13 sind Kegelräder 15 angeordnet, welche mit Kegelrädern 16 kämmen, die auf Antriebswellen 17 sitzen, welche ihrerseits in dem rückwärtigen Tragflügelsparren gelagert sind. Die Antriebswellen Ij enden in Universal gel enken 18. Mit den Universalgelenken 18 sind umlaufende Betätigungsspindeln 19 verbunden.

Auf die umlaufenden Betätigungsspindeln 19 sind Muffen 20 aufgeschraubt, welche sich bei Drehung des Handgriffes 9 und damit bei Drehung -der Transmissionswelle 13 auf den Spindeln 19 vor und zurück bewegen. Mit den Muffen 20 sind obere Lenker 21 und untere Lenker 22 verbunden, welche an einem Ende an die Muffen 20 angelenkt sind. Der Lenker 21 ist mit seinem anderen Ende bei 23 an einen Teil der Versteifungskonstruktion 24 des Tragflügels angelenkt. Der untere Lenker 22 ist 'bei 25 mit der Verstrebung 26 einer Klappe 27 gelenkig verbunden.

Die Klappen 27 an jedem Tragflügel 6 und 7 sind an Punkten 28 unter der Oberfläche des Tragflügels gelenkig befestigt, wie in Fig. i, 2 und 3 veranschaulicht ist. Infolge Betätigung des Handgriffes 9 wandern die Muffen 20 auf Grund der beschriebenen Kettenradübertragung auf den Spindeln 19 hin und her, wobei die Klappe 27 entweder, wie in P'ig. 3 angegeben ist, abgespreizt wird oder, wie in Fig. 2 veranschaulicht ist, an dem Tragflügel angelegt wird. Diese Klappenkonstruktion ermöglicht eine Steigerung des Auftriebsbeiwertes der Tragflügel, wobei diese Auftriebsbeiwertesteigerung vom Flugzeugführer gesteuert wird, so daß die Klappen 27, falls es beispielsweise nötig ist, eine Landung mit geringer Geschwindigkeit durchzuführen, durch den Flugzeugführer von seinem Sitz 8 aus von Hand ausgeschwungen und dadurch die Flugeigenschaften des Flugzeuges geändert werden können.

Bei der in Fig. 1 bis 3 einschließlich dargestellten Bauart sind Querruder 29 oberhalb der Oberfläche der Tragflügel und in einer solchen Lage angebracht, daß die Anlaufkante des Querruders angenähert unmittelbar über der Ablaufkante des Tragflügels liegt, d. h.

angenähert innerhalb des geometrischen Ortes • von Linien, welche senkrecht zu den Sehnen des Tragflügelquerschnittes gezogen sind und durch die Ablaufkante des Tragflügels hindurchgehen. Diese Stellung des Querruders ist besonders vorteilhaft, ist jedoch nicht die einzig wirksame, wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt.

Die Steuerung der Querruder ist in folgender Weise ausgebildet: Die Querruder 29 sind an Hörnern 30 angeordnet und sind an ihren oberen Flächen mit Armen 31 versehen, welche nach rückwärts vorspringen. Die Querruderkörper 29 sind mit Versteifungssparren 32 ausgerüstet. Infolge des in Fig. 1 dargestellten Gestänges beschreibt das aufwärts bewegte Querruder einen- größeren

4-5 Winkel als das abwärts bewegte, wodurch sich die gewünschten Differentialbewegungen der Querruder ergeben.

Die rückwärts vorspringenden Arme sind bei 33 mit Steuerstangen 34 gelenkig verbunden, welche durch Öffnungen 35 in den oberen Teil des Tragflügels eintreten. Die anderen Enden der Betätigungsstangen 34 sind bei 36 durch ein Kugelgelenk mit 'Armen 37 von Winkelhebeln verbunden, welche je zwei weitere Arme 38, 39 besitzen. Die Winkelhebel sind bei 41 an Konsolen 42 angelenkt, welche an dem vorderen Flügelholm 40 befestigt sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht.

Die Winkelhebel 38 sind mit Seilen 43 verbunden, welche über Scheiben 44 und 45 laufen und sodann über eine vor dem Führer angeordnete Trommel 40. Die Trommel 46 kann durch ein schematisch angedeutetes Handrad 47 betätigt werden. Die Arme 39 der Winkelhebel sind an Seilen 48 befestigt, welche miteinander verbunden sind. Durch Drehung des Handrades 47 werden die Querruder 29 an jedem Tragflügel gehoben oder gesenkt. Wenn das Querruder am rechten Tragflügel gehoben wird, so wird das Querruder am Hnken Tragflügel gesenkt und umgekehrt. Die Drehung des Handrades bewirkt, daß die Arme 38, 39 der Winkelhebel verschwenkt werden, wodurch die Arme 37 die Steuerstangen 34 entweder vor- oder zurückbewegen und dadurch die Querrudereinstellungen bewirken.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt einer abgeänderten Ausführungsform, bei welcher die Klappe 49 bei 51 an das. Tragflügelversteifungsgerüst angelenkt ist. Eine Abdeckung

52 erstreckt sich über die untere Fläche der Ablaufkante des eigentlichen Tragflügels. Die obere Fläche der Klappe 49 liegt in der in Fig- 5 gestrichelt angegebenen oberen Stellung an dieser Abdeckung 52 an der Unterseite der Ablaufkante des Tragflügels an. In diesem Falle ist nicht, wie vorher, eine Mehrzahl von Lenkern vorhanden, die mit jeder Muffe gelenkig verbunden sind.

Vielmehr sind drehbar gelagerte Kegelräder 16 unmittelbar mit Betätigungsspindeln

53 versehen, welche in dem rückwärtigen Flügelholm 50 mit einem Ende gelagert sind, während das entgegengesetzte Ende in an der inneren Versteifungskonstruktion 5 5 des rückwärtigen Flügelteiles vorgesehenen Lagerblöcken 54 gelagert ist. Auf die mit Gewinde versehenen Spindeln 53 sind Muffen 56 aufgeschraubt, welche bei Drehung der Spindeln hin und her bewegt werden. An die Muffen sind bei 57 Lenker 58 angelenkt. Die anderen Enden der Lenker 58 greifen gelenkig bei 59 an die Klappe 49 an. In der Klappe ist ein ausgeschnittener Teil 61 vorhanden, während die Lenker 58 gebogen sind, so daß in der in Fig. 5 gestrichelt dargestellten oberen Stellung die genannten Teile voneinander freikommen. Die Stellung der Querruder 29 ist in diesem Falle ähnlich der in Fig. 1 bis 4 dargestellten.

Fig.. 6 bis 8 zeigen eine Ausführungsform, in welcher die Betätigungslenker an Achsen angelenkt sind, welche im wesentlichen rechtwinklig zu den Achsen liegen, an welche die Klappen selbst an die Tragflügel angelenkt sind. Die Tragflügel sind mit von vorn nach hinten verlaufende^ Versteifungsorganen 62 versehen, in welchen bei 63 die drehbare Welle 13 gelagert ist. Die Welle 13 ist in bestimmten Abständen in jedem Flügelabschnitt mit Schraubgewinden 64 versehen, auf wel-

chen die Muffen 65 laufen. An den Muffen sind bei 66 Lenker 67 angelenkt, welche mit ihren anderen Enden bei 68 mit einem Kopf 69 gelenkig verbunden sind, der seinerseits wieder mit einer von dem Versteifungso'rgan 72 der Klappe 73 getragenen Welle 71 gelenkig verbunden^ist.

Die Klappe 73 ist bei 74 an den Tragflügel angelenkt. Die Lenker 67 sind drehbar mit den Muffen verbunden, und die Schwenkachse liegt im wesentlichen quer zur Anlenkachse der eigentlichen Klappe. Bei Drehung der Welle 13 wird die Klappe durch die Bewegung der Muffen 65 entlang der Welle 13 entweder geschlossen oder geöffnet. Die Querruderbauart ist ähnlich den vorher beschriebenen. Fig. 9 zeigt ein Querruder, das etwas mehr über dem Tragflügel angeordnet ist, als es in den vorhergehenden Ausführungsformen der Fall war. Der geometrische Ort der Linien, die senkrecht zu den Sehnen der Tragflügelquerschnitte verlaufen und senkrecht durch die Ablaufkante des Tragflügels hindurchgehen, geht etwa durch die Mitte der Querrudersehne hindurch.

Fig. 10 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Querruders, bei welchem die Ablaufkante des Querruders angenähert über der Ablaufkante des Tragflügels liegt. Wie bei dem Querruder nach Fig. 9 ist der Abstand des Querruders von der Oberfläche des Tragflügels größer als bei den in Fig. 1 bis 8 veranschaulichten Ausführungsformen.

Bei sämtlichen vorbeschriebenen Ausführungsformen bewirkt die Drehung des Handrades 47, daß dieQuerruder 29 die gewünschte Stellung einnehmen. Wenn das Querruder auf dem rechten Trägflügel in die untere Stellung gebracht wird, wobei seine Ablaufkante gesenkt wird, so bewegt sich das Querruder auf dem linken Tragflügel in die obere Stellung, wobei seine Ablaufkante angehoben wird, wobei die Bewegung der Ablaufkante des Querruders in die obere Stellung größer ist als die Bewegung der Ablaufkante des entgegengesetzten, in die untere Stellung bewegten Querruders.

Die Querruder 29 sind im Querschnitt schmal und lang und beeinflussen daher den Luftstrom über einen wesentlichen Teil der oberen Tragdeckflächen. Wenn ein Querruder in seine untere Stellung bewegt wird, so beeinflußt es bei geeigneter Winkelstellung die Strömung um den Tragflügel derart, daß Wirbelung oder Turbulenz vermieden wird, und es sucht den Luftstrom in Berührung mit der ' Oberfläche des Tragflügels zu halten. Hierdurch wird der Auftriebsbeiwert des Tragflügels, auf welchem das Querruder in seine untere Stellung bewegt wird, wesentlich gesteigert. Unter Bewegung in die Abwärtsstellung wird verstanden, daß die Ablaüfkante des Querruders abwärts bewegt wird. Infolgedessen wird der Auftriebsbeiwert vergrößert, und es wird nicht nur die Wirkung des Querruders selbst erzielt, der bei seiner Bewegung in die Abwärtsstellung den betreffenden Tragflügel anzuheben versucht, sondern auch die zusätzliche Wirkung des Querruders auf den Tragflügel selbst, welche die Wirkung des Tragflügels als Hubfläche zu vergrößern sucht. Diese Erscheinung ist von großer Wichtigkeit und ermöglicht eine Empfindlichkeit und Sicherheit der Steuerung, welche sehr wertvoll ist.

Die Wirkung ist entgegengesetzt, wenn ein Querruder angehoben wird, d. h. das Anheben der Ablaufkante des Querruders sucht die Strömung um den Tragflügel zu stören, wodurch der Auftriebsbeiwert desjenigen Tragflügels, auf welchem das Querruder angehoben wird, herabgesetzt wird.

Die Querruder erzeugen auf diese Weise positive und negative Hubeffekte "auf die Tragflügel selbst, außer dem positiven und negativen Hubeffekt, welcher dadurch erzielt wird, daß die Querruder selbst als Trag,-flächen in der Strömung wirken.

Auf Grund dieser Wirkung des Querruders, die erzielt wird durch seine Stellung und seine Form, wird eine wesentlich bessere Wirksamkeit und Empfindlichkeit der Quersteuerung gegenüber den bekannten Bauarten erzielt.

Außer der Wirkung der Querruder für sich und der Wirkung der Querruder auf die Strömurfg um den Tragflügel ist noch eine weitere wichtige Wirkung vorhanden, welche in der Beeinflussung der Querruder-Tragflügel-Kombination mittels der Klappe besteht. Bei geöffneter Stellung der Klappen ändern sie die Strömung um die Tragflügel, und da die Querruder ebenfalls die Strömung um die Tragflügel beeinflussen, ist eine Kombination vorhanden, welche die Wirksamkeit der Haupttragflügel beeinflußt und eine Empfindlichkeit der Quersteuerung ergibt, welche sehr erwünscht und wirksam' ist bei verhältnismäßig großen Anstellwinkeln. In wirksamer* Stellung vergrößert die Klappe die Quersteuerung, indem sie die Querruder-Tragflügel-Kombination wirksamer gestaltet, insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten.

Infolge der Anordnung des Querruders kann die Klappe so ausgebildet werden, daß sie im wesentlichen über die gesamte Länge des Tragflügels wirkt und damit zur Folge hat, daß die durch die Klappe bewirkte Änderung des Auftriebsbeiwertes im wesentlichen über die gesamte Tragflügelspannweite wirksam ist.

Da die Querruder nicht mit den Klappen

in Berührung kommen, können sie gewünschtenfalls über die gesamte Tragflügelspannweite angeordnet werden.

Fig. Ii veranschaulicht eine Kombination von Klappe-Querruder, bei welcher der Drehzapfen des Querruders angenähert eine Querrudersehnenlänge oberhalb der Ablaufkante des Tragflügels und auf einer Linie mit der durch die Ablaufkante des Tragflügels zu der

ίο Sehne des Tragflügelprofiles gezogenen Senkrechten liegt. Diese Stellung des Querruders hat sich als günstig erwiesen.

Fig. 12 veranschaulicht eine Klappe-Querruder-Kombination, bei welcher die Anlauf kante des Querruders angenähert zwei Querrudersehnenlängen vor der Ablaufkante des Tragflügels liegt, während der Querruderdrehpunkt etwa eine halbe Querrudersehnenlänge oberhalb der oberen Tragflügelfläche angeordnet ist.

Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Drehpunkt des Querruders etwa in der durch die Ablaufkante des Tragflügels hindurchgehenden Senkrechten auf die Sehne des Tragflügelquerschnittes liegt; außerdem ist das Querruder angenähert zwei Querrudersehnenlängen von der Ablaufkante des Tragflügels entfernt.

In Fig. 14 ist eine Ausführungsform schematisch veranschaulicht, bei welcher der Querruderdrehpunkt etwa eine halbe Querrudersehnenlänge höher als die Ablaufkante des Tragflügels angeordnet ist.

Fig. 15 bis 20 veranschaulichen eine schwimmende Querrudersteuerung in Verbindung mit Tragflügelklappen. Die schwimmende Querrudersteuerung ist am besten aus der schaubildlichen Darstellung in Fig. 15 ersichtlich. Die Lage dieser schwimmenden Querruder ist die gleiche wie bei gewöhnlichen Querrudern. Derartige schwimmende Querruder besitzen jedoch Vorteile, welche zu den Vorzügen von gewöhnlichen Querrudern hinzukommen. Bei der dargestellten schwimmenden Querruderbauart schwimmen die Querruder zusammen, wodurch eine größere Stabilität erreicht wird, als wenn jedes Querruder für sich schwimmen kann.

Die schwimmenden Querruder sind mit 100 bezeichnet. Die Querruder sind bei 101 an Böcken 102 angelenkt, welche an der oberen Fläche der Tragflügel 6 angeordnet sind. Die Querruder sind mit Hebeln 103 versehen, an denen bei 104 die Betätigungsstangen 105 angelenkt sind.

Die Betätigungsstangen 105 sind bei 106 an Kurbelarme 107 angelenkt, welche mit Wellen 108 verbunden sind. Die Wellen 108 sind in mit den vorderen Flügelholmen befestigten Haltern 109 gelagert. Die den Kurbeln 107 entgegengesetzten Enden der Wellen ic8 sind mit Kurbeln in ausgerüstet, welche Kugeln 112" tragen. Die Kugeln 112 greifen in in verdickten Teilen 113 von Stangen 114 vorgesehene Schalen ein. . ⁶S

Die Stangen 114 sind an ihren unteren Enden durch Kugelgelenke 115, 116 mit Armen 117 verbunden. An jedem Ende der Stangen 114 sind also Kugelgelenkverbindungen vorgesehen. Die Arme 117 können aus einem Stück bestehen und sind an einer Welle 118 befestigt. Ein verlängertes bügeiförmiges Führungsorgan 119, welches bei 121 an geeigneter Stelle des Rumpfes befestigt ist, ermöglicht der Welle 118 ein bestimmtes seitliches Spiel und eine große Aufundabbewegung. Das seitliche Spiel ist allerdings nur gering.

Die Welle 118 ist mit einer Welle 122 durch ein Kreuzgelenk 123 verbunden, welches eine Bewegung in allen Ebenen gestattet. Die Welle 122 ist in Lagern 124 gelagert, welche an geeigneter Stelle in der Nähe des Bodens des Rumpfes angebracht sind.

Der Steuerknüppel 125 ist bei 126 mit der Welle 122 gelenkig verbunden. Der Steuerknüppel 125 ist an seinem unteren Ende mit •einem U-förmigen Tragorgan 127 versehen, durch welches der Zapfen 126 hindurchgeht. Der Zapfen 126 geht ferner durch eine öffnung in der Welle 122 hindurch. Der U-förmige Träger 127 ermöglicht eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Steuerknüppels 125, ohne daß dabei die Hilfsflügel betätigt werden.

Bei seitlicher Bewegung des Steuerknüppels 125 erfährt die Welle 122 eine Drehung, welche durch das Kreuzgelenk 123 auf die Welle 118 übertragen wird. Die Welle 118 dreht sich und verschwenkt dabei die Arme 117, deren Bewegung durch Kugelgelenke auf die Stangen 114 und von dort durch Kugelgelenke auf die Kurbeln 111 !Übertragen wird. Die Bewegung der Kurbeln 111 verursacht eine einander entgegengesetzte Drehung der Wellen 108 und damit das Heben oder Senken der Querruder 100, um die gewünschten Rollmomente zu erzeugen.

Bei der Prüfung der Gestänge und Kraftübertragungsorgane erkennt man, daß die Querruder 100 eine Ausgleichsstellung mit den Kräften des über sie hinwegströmenden Luftstromes einzunehmen versuchen, wenn sie nicht durch den Führer durch seitliche Bewegung des Steuerknüppels 125 gesteuert "5 werden. Es sei angenommen, daß das Flugzeug in einer solchen Lage fliegt, daß die Kräfte des Luftstromes die Ablaufkante der Querruder anzuheben suchen. Dadurch werden Druckkräfte in den Stangen 105 erzeugt, welche eine Drehung der Welle 108 hervorrufen, die die Stangen 114 abwärts zu bewe-

gen sucht. Infolge der Ktigelgelenkverbindungen zwischen den Stangen 114 und den Kurbeln in sowie den Armen 117 bewirkt eine Aufwärtsbewegung der Ablaufkante der Querruder 100, daß'die Arme 117 gesenkt werden, wobei die Welle 118 mitgenommen ' wird. Die Bewegungen der Teile ermöglichen dies, und die Abwärtsbewegung der Welle 118 stört infolge der Gelenkverbindung 123 weder in irgendeiner Weise die Unbeweglichkeit der Welle-122 noch, verursacht sie ein Klemmen irgendwelcher Teile.

Im Gegenteil können die Querruder infolge seitlicher Bewegung des Steuerknüppels 125 ¹S differential betätigt werden, um das gewünschte Rollen zu erzeugen.

Eine ähnliche Wirkung tritt ein, wenn die Kräfte des über die Querruder gehenden Luftstromes die Ablaufkante der Querruder zu senken suchen; in diesem Falle jedoch werden die Arme 117 gehoben, wodurch gleichzeitig das Ende der Welle 118 mitgehoben wird. Die bügeiförmige Führung 119 sucht ' bei irgendeiner Bewegung der Welle 118 eine unzulässige seitliche Bewegung dieser Welle zu verhindern, ermöglicht jedoch eine senkrechte Bewegung, und zwar ohne unzulässiges. Klemmen oder unzulässige Reibung.

Da die Querruder schwimmen können, können sie Stellungen einnehmen, in welchen sie in Flucht mit dem sie umfließenden Luftstrom liegen. Dies ist von besonderer Zweckmäßigkeit bei großen Anstellwinkeln des Tragflügels, wobei die Querruder sonst in einer solchen Stellung sein könnten, daß die Erzeugung des gewünschten Effektes verzögert wird. Wenn die Querruder jedoch, wie bei der vorliegenden schwimmenden Querruderbauart, eine Ausgleichsstellung mit dem sie umströmenden Luftstrom einnehmen können, so befinden sie sich in einer Lage, in welcher sie auf eine Steuerung seitens des Führers wirksam ansprechen.

Fig. 16 veranschaulicht eine Zusammenstellung zwischen einem schwimmenden Querruder und einer Klappe, bei welcher der Querruderdrehpunkt angenähert zwei Drittel einer Ouerrudersehnenlänge über der Tragflügeloberfläche liegt, während die Ouerrudervorderkante angenähert ein Drittel einer Ouerrudersehnenlänge vor der Ablaufkante des Tragflügels angeordnet ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 17 liegt die Ablaufkante des Querruders angenähert zwei Querrudersehnenlängen hinter der Ablaufkante des Tragflügels, und der. Drehpunkt liegt etwa eine halbe Querrudersehnenlänge oberhalb der oberen Tragflügelfläche.

_ Bei der Ausführungsform nach Fig, 18 liegt der' Drehpunkt des Querruders angenähert zwei Ouerrudersehnenlängen über der oberen Fläche des Tragflügels, während seine Ablaufkante angenähert eine halbe Sehnenlänge hinter der Ablaufkante des Tragflügels liegt.

Fig. 19 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Drehpunkt 'des Querruders angenähert eine Ouerrudersehnenlänge über der oberen Tragflügelfläche und seine Ablaufkante angenähert zwei Drittel der Querrudersehnenlänge hinter der Ablaufkante des Tragflügels-liegt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 20 ist die Ablaufkante des Querruders angenähert eine Ouerrudersehnenlänge vor der Ablaufkante des Tragflügels und sein Drehpunkt angenähert eine halbe Sehnenlänge oberhalb der oberen Fläche des Tragflügels vorgesehen. Die Stellungen des schwimmenden Querruders sind ähnlich den Stellungen des gewohnlichen Querruders, wie es in Verbindung mit Fig, ι bis 14 beschrieben ist. Die Ausführungen betreffend die Lage der Querruder nach Fig. 1 bis 14, dahingehend, daß sie im wesentlichen innerhalb der Abströmung liegen, sind auch hier anwendbar. Die Vorteile der Lage, die vorzugsweisen Grenzen der Lage und die anderen Faktoren sind im wesentlichen für beide Arten von Querrudern gleich. Schwimmende Querruder haben allerdings bestimmte, bereits oben angegebene Vorteile, welche bei den in Fig. 15 bis 20 angegebenen Bauarten vorhanden, bei den in Fig. ι bis 14 beschriebenen Ausfülirungsfor men jedoch nicht vorhanden sind.

Wie bereits oben angegeben -wurde, ermöglicht die Ausbildung des Querruders als schwimmendes Querruder, daß die Querruder eine Gleichgewichtsptellung mit den Kräften des über ihre Flächen hinweggehenden Luftstromes suchen können, was besonders vorteilhaft ist bei großen Tragflügelanstellwinkeln. Diese Vorteile sind außer den Vorteilen der Tragflügelstellungen, 'welche bereits früher beschrieben wurden, vorhanden. Bei großen Anstellwinkeln kann die Wirkung gewöhnlicher Querruder verzögert werden, während dies bei schwimmenden Querrudern nur m geringem Maße der Fall ist.

Fig. 21 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Kombination von Querruder und Klappe, welche in der Zone höchster Wirksamkeit arbeitet.

Die Welle 13 trägt an verschiedenen Stellen entlang jedem Tragflügel Kegelräder 203, welche mit Kegelrädern 204 kämmen. Die Kegelräder 204 sind auf mit Schraubgewinde versehenen Spindeln 205 befestigt, welche in Lagern 206 an ihren vorderen Enden und in Lagern 207 an ihren rückwärtigen Enden gelagert sind. Die Lager 207 können ihrerseits von Versteifungsstreben 201 oder in sonstiger

geeigneter Weise getragen werden. Auf die Spindeln 205 sind Muffen 208 aufgeschraubt, an "welche bei 209 die Tragflächenklappen angelenkt sind. Die .Klappen schneiden in der 5 oberen Stellung im wesentlichen mit der Unterfläche des Tragflügels ab, wie in Fig. 21 dargestellt ist. Die Klappen 210 sind bei 211 an Lenker 212 angelenkt, deren andere Enden bei 213 an die Tragkonstruktion des Trag- -flügels, im vorliegenden Falle beispielsweise an die Versteifungsrippen 201 oder ein sonstiges Organ, angelenkt sind.

Der Drehpunkt der Klappe mit der Muffe 208, der Drehpunkt der Klappe mit dem Lenker 212, die Länge des Lenkers und der Drehpunkt des anderen Endes des Lenkers sind so gewählt, daß die Ablaufkante der Klappe in allen Öffnungsstellungen im wesentlichen an den geometrischen Ort von Senkrechten' angrenzt, welche zu den Grundlinien der Tragflügelschnitte gezogen sind und durch die Abiaufkanten der Tragflügel hindurchgehen.

Diese Lage der Klappe, in welcher ihre Ablaufkante innerhalb des angegebenen geometrischen Ortes liegt, hat sich als Lage größter Wirksamkeit herausgestellt. Mit anderen Worten ausgedrückt, in den Spreizstellungen liegt die Ablaufkante der Klappe im wesentlichen unmittelbar unter der Äblaufkante des Tragflügels. Bei einer solchen Lage der Ablaufkante des Tragflügels in den Spreizstellungen wird eine große Steigerung des Auftriebsbeiwertes der Tragflügel und gleichzeitig nur eine geringe Verschiebung des Druckmittelpunktes des normalen Flugzeuges in den verschiedenen Stellungen der Klappe während ihres Schließens oder Öffnens erzielt. Alles dies hat zur Folge, daß eine wirtschaftliche, gewichtssparende Bauart erzielt wird und daß das Flugzeug die Eigenschaft eines sicheren Fluges erhält.

Im allgemeinen kann festgestellt werden, daß die dargestellte, in der Zone der größten Wisksamkeit arbeitende Klappe die Strömung über die obere Fläche der Tragflügel in großem Maße begünstigt, jedoch das Druckzentrum des Flugzeuges nicht wesentlich stört; die Kombination dieser Tragflügelklappen iriit den dargestellten Querrudern ergibt eine Bauart, der besondere Vorteile zukommen.

Die Kombination ermöglicht dem Flugzeug, mit Geschwindigkeiten zu fliegen, welche viel geringer sind als die normalen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Flugeigenschaften des Flugzeuges wesentlich gestört werden, während andererseits eine stabile und empfindliche Quersteuerung (Ouerstabilität) gesichert wird. Diese Quersteuerung ist selbst dann kräftig, wenn die Fluggeschwindigkeiten erheblich unter der normalen liegen und auch bei hohen Anstellwinkeln. Die Tragflügelklappen begünstigen die Strömung über die Oberfläche der Tragflügel zugunsten der Querruder bei ihrer Einwirkung auf die Strömung über die Oberfläche der Tragflügel.

In Fig. 22 ist eine Kombination der Klappenanordnung dargestellt, welche innerhalb der Zone höchster Wirksamkeit arbeitet, zusammen mit in der Abströmung liegenden Querrudern. Diese Querruder sind schwimmend und besitzen die derartigen Rudern eigentümlichen Vorteile. Die Ruder sind so ausgebildet, daß sie zusammen schwimmen. Die Einrichtung, welche das Schwimmen ermöglicht, ist der vorher beschriebenen gleich.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Flugzeug mit über den Haupttragflächen angeordneten Querrudern, dadurch gekennzeichnet, daß sich dieAnlaufkanten der oberhalb der Tragflächen angeordneten ^Querruder in den Grenzen von einer ^; Querrudertiefe vor und hinter den Hinterkanten der Tragflächen befinden.

2. Flugzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet," daß die Querrudersteuerung in an sich bekannter' Weise biegsame Verbindungsorgane enthält, welche den Querrudern ermöglichen, sich selbst frei in Flucht mit dem Luftstrom einzustellen, sofern sie nicht vom Flugzeugführer betätigt werden.

3. Flugzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen Verbindungsorgane ein Universalgelenk (123) zwischen einer in festen Lagern gelagerten Steuerwelle (122) und einer quer beweglichen Welle (118) mit linearer Führung und einem an entgegengesetzten Enden mit den Querrudern verbundenen Hebel (117) aufweisen.

4. Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Querruder oberhalb einer an sich bekannten, an der Unterseite der Tragfläche an deren hinterem Teil angelenkten Klappe (²7> 73. ²¹⁰J 49) angeordnet ist und mit dieser zusammenwirkt.

5. Flugzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (210) sowohl eine Schiebe- als auch Drehbewegung ausführen kann, welche so regelbar ist, daß die Ablauf kante der Klappe innerhalb des wirksamen Betriebsbereiches der Klappe ungefähr unmittelbar unter der · Ablaufkante des Tragflügels liegt.

6. Flugzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (73) durch Vorrichtungen betätigt ist, welche Lenker (67) aufweisen, die in

mit der Querachse des Flugzeugrumpfes einen mit der Verstellung wechselnden Winkel bildenden Ebenen beweglich sind. 7. Flugzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (67) von einer Welle (13) bewegt werden, welche einen Schraubgewindeteil (64) aufweist, der eine Muffe (65) bewegt, welche ihrerseits die Klappenöffnungs- und Schließvorrichtung betätigt, wobei die Welle vom Flugzeugführer über ein Universalgelenk (18) beweglich ist.

8. Flugzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (27) durch Vorrichtungen betätigt wird, welche Lenker (21, 22) aufweist, die mit einem Ende an die Klappe und den Tragflügel und mit ihrem anderen Ende an einen vom Flugzeugführer beweglichen Kopf (20) angelenkt sind. '

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen