DE651502C

DE651502C - Schwingungsdaempfung

Info

Publication number: DE651502C
Application number: DER93345D
Authority: DE
Original assignee: AUGUSTE LOUIS MARIE ANTOINE RO
Current assignee: AUGUSTE LOUIS MARIE ANTOINE RO
Priority date: 1934-12-29
Filing date: 1935-05-16
Publication date: 1937-10-14
Also published as: GB468365A; FR800121A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwingungsdämpfung mittels federnd gelagerter Massen, deren Schwingungsenergie durch Energievernichter bei jedem Impuls zum größten Teil vernichtet wird.

Derartige Schwingungsdämpfungen sind an sich bekannt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an einem Flugzeugflügel, beispielsweise am Flügellängsträger, eine Masse, deren Eigenschwingung gleich oder annähernd gleich der Eigenschwingung des Flügels ist,' federnd gelagert ist und in Verbindung mit ebenfalls auf dem Flügel gelagerten Energievernichtern steht.

Auf die genannte Weise werden die Schwingungen von Flugzeugflügeln in einer sehr wirksamen Weise gedämpft, ohne daß das Gewicht der Flugzeugflügel in einem irgendwie nennenswerten Maße erhöht wird. Denn die federnd gelagerte Dämpfungsmasse braucht nur sehr gering zu sein, da sie einerseits nur den Energievernichter zu betätigen hat und andererseits die zu vernichtende Energie verhältnismäßig gering ist, da immer sofort die Energie jeder einzelnen Schwingung vernichtet wird und keine Summierung der Energien mehrerer Schwingungen eintreten kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar veranschaulicht

Fig. ι die Erfindung schematisch,

Fig. 2 stellt einen für die Schwingungsdämpfung gemäß der Erfindung geeigneten Schwingungsdämpfer für sich herausgezeichnet in größerem Maßstab dar. Die

Fig. 3 und 4 stellen teils im Schnitt, teils in Aufsicht oder im Grundriß einen weiteren Schwingungsdämpfer dar.

Fig. 5 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers und seiner Lagerung im Inneren eines Flugzeugtragflügels.

Fig. 6 stellt die Befestigungsvorrichtung des in Fig. 5 dargestellten Schwingungsdämpfers für sich herausgezeichnet dar. ,

Die Fig. 7 und 8 zeigen im senkrechten Schnitt und im Grundriß ein Querruder mit einer Schwingungsdämpfung gemäß der Erfindung. Die

Fig. 9 schließlich ist ein Diagramm zur Ermittlung derjenigen Stelle, an der der Schwingungsdämpfer zweckmäßig angebracht wird.

In Fig. ι ist mit 6 schematisch ein Flugzeugtragflügel durch seinen Längsträger dargestellt. Der Flugzeugtragflügel ist bei E am Flugzeugrumpf fest eingespannt. Dieser Tragflügel wird beispielsweise durch die von dem Motor herrührenden Vibrationen in Schwingungen versetzt, die bei E- ihren Knoten und am Flügelende bei C einen Schwingungsbauch

bilden. Erfmdungsgeinäfi wird zur Dämpfung der Schwingung des Flugzeugtragflügels an dem Längsträger desselben, vorzugsweise in. der Nähe des Schwingungsbauches C₁ eipe-Masse 2 zwischen zwei Federn 1 federnd auifr,·' gehängt. Die Masse hat eine Eigenschwingung, die mindestens annähernd gleich der Eigenschwingung des Flugzeugtragflügels ist, so daß die Masse durch die Schwingungen des Tragflügels ebenfalls in eine Schwingbewegung von verhältnismäßig großer Amplitude versetzt wird. Die Masse 2 ist in einem Zylinder 7 gelagert, an dessen Wandung sie beispielsweise mit Reibung anliegt. Die Größe der Reibungskraft ist derart bemessen, daß bei der Schwingbewegung der Masse 2 in dem Zylinder 7 die Energie jeder einzelnen Schwingung des Tragflügels zum größten Teil, beispielsweise durch Umwandlung in Wärme, vernichtet wird.

Der mit der Masse 2 zusammenwirkende Energievernichter braucht nicht auf mechanischer Reibung zu beruhen, sondern kann auch elektromagnetisch, elektrodynamisch oder -in ähnlicher Weise ausgebildet sein, oder er kann auch als Stoßdämpfer mit einem durch die schwingende Masse in Bewegung versetzten gasförmigen oder flüssigen Mittel arbeiten, das durch eine enge Drosselöffnung hindurchgezwängt wird. Der Resonanzberejch des durch die Masse 2 und den Energievernichter gebildeten gedämpften Pendelsystems ist verhältnismäßig groß, so daß es keine Schwierigkeiten bietet, die für eine wirksame Schwingungsdämpfung des Tragflügels besten Bedingungen zu erfüllen.

Fig. 2 stellt eine weitere Ausführungsform des Schwingungsdämpfers dar, bei dem die Energievernichtung durch das Strömen einer Flüssigkeit oder eines Gases erfolgt. Gemäß Fig. 2 wird die pendelnd zwischen den Federn ι aufgehängte Masse 2 durch einen Kolben gebildet. Die zu beiden Seiten des Kolbens im Innern des Zylinders 7 befindlichen Räume sind durch eine Leitung 8 verbunden, in die mindestens eine Drosselstelle 9, welche beispielsweise von einer Drosselklappe gebildet wird, eingeschaltet ist. Der Kolben 2 ist mit Abdichtungsnuten 10 versehen, in die sich ein Flüssigkeitspolster hineinlegen kann, so daß eine mechanische Reibung zwischen der Außenwand des Kolbens und der Innenwand des Zylinders 7 möglichst vermieden wird.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 beruht der 'Energievernichter auf Reibung. Zu dem Zweck wird die Masse beispielsweise von zwei Backen 3 gehalten, die mit Gleitschienen 5 in reibender Verbindung stehen, wobei gegebenenfalls zwischen den 6o_t Gleitschienen und den Backen Zwischenlagen 4 vorgesehen sind. Die genannten Gleitschienen sind auf dem Tragflügel 6 befestigt, dessen Schwingungen gedämpft werden sollen.
_;._% Ein weiterer Schwingungsdämpfer ist in den Fig. 5 und 6 ,dargestellt. Hier sind die Federn 1 zwecks Verringerung des Platzbe-. -darfs in der Ruhelage und beim Lagern in ' Form einer Doppelspirale gewickelt. Die Enden jeder Doppelspirale sind an den Böden des Zylinders 7 und an dem Kolben 2 befestigt. Die Dämpfungsvorrichtung ist an dem Längsträger 20 eines Flugzeugtragflügels mit Hilfe einer Konsole 21 und eines Klemmbügels 22 befestigt. DieDämpfungseinrichtung ist völlig im Innern des Tragflügels angeordnet. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Dämpfungseinrichtung mindestens teilweise aus dem Tragflügel herausragen zu lassen, vorausgesetzt, daß die Dämpfungseinrichtung ein entsprechendes Profil besitzt.

Es empfiehlt sich, Regelvorrichtungen zur Reglung der Charakteristiken des pendelnden Systems vorzusehen. Insbesondere ist eine Reglung der elastischen Kraft oder der Dämpfungskraft empfehlenswert.

Wenn die Dämpfungsmittel eine Reibungsdämpfung erzeugen, so kann man beispielsweise die Backen 3 mittels einer Schraube 11 entgegen der Wirkung einer Feder 12 mehr oder weniger gegeneinander spannen. Bei Anwendung einer Flüssigkeits- oder Gasdämpfung· läßt sich diese Reglung durch Veränderung des Drosselquerschnittes erzielen.

Wie schon oben gesagt, wird das gedämpfte Pendelsystem zweckmäßig in der Nähe des Schwingungsbauches am Ende des Tragflügels angeordnet. Dies stößt jedoch häufig auf Schwierigkeiten, weil im Inneren des Tragflügels in der Nähe seiner scharf auslaufenden Hinterkante nicht genügend Platz vorhanden ist. In einem solchen Fall empfiehlt es sich, den Schwingungsdämpfer in einer Ebenen (Fig. 9) anzuordnen, die in der Nähe des Schwingungsknotens 2V³ der dritten Harmonischen C³ liegt. Unter diesen Umständen wird die zweite Harmonische C- fast vollkommen unterdrückt, da die Amplitude dieser zwei-'ten Harmonischen bei A ungefähr gleich ²/s der Maximalamplitude ist. Andererseits begünstigt man die dritte Harmonische, was nur vorteilhaft sein kann, da die Amplitude dieser Harmonischen am Flügelende negativ ist und infolgedessen eine Energie ergibt, deren Vorzeichen gegenüber der Grundschwingung umgekehrt ist.

Durch die Schwingungsdämpfung gemäß der Erfindung läßt sich die Gefahr des Flügelbruchs infolge von Schwingungen, die in Resonanz mit der Eigenschwingung des Flügels sind, vollkommen ausschließen. Selbst wenn die in Rede stehenden Einrichtungen nicht auf die Resonanzschwingung abgestimmt sind, so

hat man dennoch fortschrittliche Ergebnisse. Wenn ζ. B. die in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Einrichtungen eine Eigenfrequenz haben, die von der Eigenschwingung des Tragflügels um 2O°/₀ abweicht, so erhält man immer noch eine Dämpfung von 81 °/₀, bezogen auf die Amplitude, oder eine Dämpfung von 96,7⁰Z₀, bezogen auf die Energie.
Die Richtung, in der sich die Bewegungen der Pendelmasse abspielen, hängt in jedem Einzelfall von der Richtung der zu bremsenden Schwingungen ab. Auch kann man in einem Flügel mehrere Dämpfer anbringen, welche die verschiedenen Schwingungskomponenten bremsen.

Die Erfindung ist nicht nur für die Dämpfung der Schwingungen des eigentlichen Flügels selbst, sondern auch zur Dämpfung von Schwingungen der Querruder oder sonstiger Ruderflächen von Flugzeugen geeignet. Die Anwendung der Erfindung auf ein Querruder 23 ist in den Fig. 7 bis 8 dargestellt. Man kann hier das Gewicht des Dämpfers, welches evtl. noch durch eine Masse 24 vergrößert wird, zur Herstellung des statischen Gleichgewichts des Querruders um seine Schwingachse verwenden. Die Dämpfungseinrichtung wird zu dem genannten Zweck beispielsweise von zwei Armen 25 gehalten und befindet sich in einer Öffnung 26, die in dem Tragflügel für den Durchtritt des Dämpfers vorgesehen ist.

Claims

Patentansprüche:

ι . Schwingungsdämpfung mittels federnd gelagerter Massen, deren Schwingungsenergie durch Energievernichter bei jedem · Impuls zum größten Teil vernichtet wird, gekennzeichnet durch eine an einem Flugzeugflügel, beispielsweise am Flügellängsträger, federnd gelagerte Masse, deren Eigenschwingung mindestens annähernd gleich der Eigenschwingung des Flügels ist, in Verbindung mit ebenfalls auf dem Flügel gelagerten Energievernichtern.
2. Schwingungsdämpfung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der federnd gelagerten Masse und dem Energievernichter bestehende Schwingungsdämpfer zum statischen Ausgleich des Gewichtes eines Ruders (23) mitBezug auf die Schwingachse des letzteren jenseits dieser Schwingachse liegt und mit dem Ruder durchArme (25) verbunden ist, wobei der Schwingungsdämpfer zweckmäßigerweise in einer Öffnung (26) der die Drehachse des Ruders tragenden festen Fläche beweglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen