DE654813C

DE654813C - Device for height control of screwdrivers

Info

Publication number: DE654813C
Application number: DED69923D
Authority: DE
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1935-03-13
Filing date: 1935-03-13
Publication date: 1938-01-03

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Höhensteuerung von Steilschraubern mit kippbarem Drehflügelsystem. Sie besteht darin, daß das Höhenruder gleichzeitig und im gleichen Drehsinn mit dem um eine Querachse schwenkbaren Drehflügelsystem betätigt wird. Die Merkmale dieser Art von Höhensteuerung gehen am besten aus einem Vergleich mit den bisher bekannten Steuerungsarten hervor.The invention relates to a device for height control of steep screwdrivers with a tiltable rotating wing system. she consists in that the elevator simultaneously and in the same direction of rotation with that about a transverse axis swiveling rotary vane system is operated. The features of this type of height control come best from one Comparison with the previously known types of control.

Bekanntlich, werden Steilschrauber, bei denen die Tragkraft durch frei umlaufende oder angetriebene Drehflügelsysteme mit im wesentlichen, senkrechten Achsen erzeugt wird, auf verschiedene Weise in der Symmetrieebene gesteuert. Eine dieser Steuerungen entspricht der bei normalen Flugzeugen üblichen Steuerung durch ein hintenliegendes Leitwerk (die Leitwerksteuerung), das gleichzeitig zur Dämpfung der Drehung um die Querachse dient. Eine weitere Steuerungsmögliichkeit besteht darin, daß die Drehflügel um eine in der Nähe der Nabe liegende Querachse, geschwenkt werden (die Flügel-Steuerung), wobei die Schwanzflosse zum ■ Rumpf feststeht.As is well known, screwdrivers are used in which the load capacity is freely rotating or powered rotary vane systems with essentially vertical axes are generated, controlled in various ways in the plane of symmetry. One of these controls corresponds the usual control in normal aircraft by a tail unit at the rear (the tail unit control), which at the same time serves to dampen the rotation around the transverse axis. Another control option consists in the fact that the rotary vanes around a lying near the hub Transverse axis, can be pivoted (the wing control), with the caudal fin to the ■ Trunk is fixed.

Man hat diese Flügelsteuerung auch mit der normalen Leitwerksteuerung verbunden, derart, daß zur Drehkopfsteuerung an sich noch eine zusätzliche Höhensteuerung hinzukommt. Nun zeigen die genannten Steuerungsarten gewisse Mängel, die weiter unten besprochen werden. Gegenstand vorliegender Erfindung ist die Beseitigung dieser Mängel.This wing control has also been connected to the normal tail control, in such a way that an additional height control is added to the rotary head control. The above-mentioned types of control show certain deficiencies, which will be discussed further below. Subject of the present Invention is the elimination of these shortcomings.

Abb. ι zeigt schaubildlich die Bedeutung der Steuerwinkel eines fliegenden Tragschraubers ; Fig. Ι graphically shows the importance of the control angle of a flying gyrocopter ;

Abb. 2 und 3 zeigen die Charakteristiker, der einzelnen Steuerungsarten;Fig. 2 and 3 show the characteristics the individual types of control;

Abb. 4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Verbindung zwischen den Drehflügeln und dem Höhenruder nach der Erfindung.Fig. 4 shows schematically an embodiment for a connection between the Rotary wings and the elevator according to the invention.

In Abb. ι ist der Winkel ß/? Schwenkungswinkel des Flügelsystems, ß// der des Leit- werks. Ein Maß für die Güte einer Steuerung ist die Ruderempfindlichkeit, d. h. der zu einer bestimmten Geschwindigkeitsänderung erforderliche Ruderausschlag oder Steuerwinkel. In Fig. Ι the angle ß /? Pivot angle of the wing system, ß // that of the guide factory. A measure of the quality of a control is the rudder sensitivity, i. H. the to rudder deflection or steering angle required for a given change in speed.

Die Werte für die Ruderempfindlichkeit. werden aus dem Verlauf der Luftkraftmomente gewonnen, die den einzelnen Steuerungsarten zugeordnet sind. Trägt man also über der Fluggeschwindigkeit ν oder einem der Ge-The values for the rowing sensitivity. are obtained from the course of the air force moments that are assigned to the individual types of control. So if one plots over the airspeed ν or one of the

schwindigkeit ν verhältigen Faktor K · ν = τ-- speed ν related factor K ν = τ--

den zugehörigen Ruderwinkel ß// bzw. ßp auf, so entstehen die Kurvenzüge gemäß den Abb. 2 und 3.the associated rudder angle ß // or ßp , this creates the curves according to Figs. 2 and 3.

Bei der Leitwerksteuerung, d.h. einer nur durch ein normales Leitwerk bewirkten Steuerung, ist, wie aus Abb. 2 ersichtlich, die Ruderempfindlichkeit bei kleiner Geschwin-With the tail unit control, i.e. a control effected only by a normal tail unit, is, as can be seen from Fig. 2, the rowing sensitivity at low speed

digkeit sehr gering, wächst mit zunehmendem ν jedoch außerordentlich stark an. Über den ganzen Geschwindigkeitsbereich ist der Wert i/r 7/ß großen Schwankungen unterwor"^: Pen. ,.-,;very low, but increases extremely rapidly with increasing ν. Over the entire speed range the value i / r 7 / ß is subject to large fluctuations " ^: Pen., .- ,;

Die Flügelsteuerung, d. h. die Steuerung durch Einstellung des Flügelsystems, die Kurve b in Abb. 3, zeigt hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit schon einen wesentlich günstigeren Verlauf als die Kurve α der Leitwerksteuierung in Abb. 2. Immerhin sind aber auch hier über dem ganzen Steuerbereich noch merkliche Änderungen von dv/dfi festzustellen. Die in Abb. 3 aufgezeichnete Linie c, die geradlinig die Steuerempfindlichkeit anzeigt, würde einem Flugzeug entsprechen, bei dem die absolute Geschwindigkeitsänderung dem Steuerausschlagverhältnis gleich ist und die großen Empfindlichkeitsunterschiede vollständig verschwinden. Dies erscheint mit den Mitteln der Erfindung erreichbar. Der Steilschrauber läßt sich mit mäßigen Steuerbewegungen landen und ist beim Geschwindigkeitsflug wenig empfindlich. Ferner ist es möglich, durch den Steuerausschlag auch die erreichbare Höchstgeschwindigkeit zu begrenzen, was bei. der Tragschraube, die einen bestimmten Fortschrittsgrad nicht überschreiten soll, besonders große Bedeutung hat. Alle diese Eigenschaften einer Verbund steuerung nach der Erfindung tragen dazu bei, das Fliegen mit dem Tragschrauber noch angenehmer und sicherer zu gestalten,: als es heute schon der Fall ist.The wing control, i.e. the control by setting the wing system, curve b in Fig. 3, shows a significantly more favorable course in terms of its sensitivity than curve α of the tail control in Fig Detect changes in dv / dfi . Line c plotted in Fig. 3, which shows the steering sensitivity in a straight line, would correspond to an aircraft in which the absolute speed change is equal to the steering deflection ratio and the large differences in sensitivity disappear completely. This appears to be achievable with the means of the invention. The steep screwdriver can be landed with moderate steering movements and is not very sensitive when flying at high speed. Furthermore, it is possible to limit the maximum speed that can be achieved by means of the steering deflection, which is the case with. the supporting screw, which should not exceed a certain level of progress, is particularly important. All of these properties of a composite control system according to the invention contribute to making flying with the gyroplane even more pleasant and safer than it is today.

Über die Wirkung der drei Steuerungen sei kurz noch folgendes gesagt:The following should be said briefly about the effect of the three controls:

Die Leitwerksteuerung, wie sie an jedem normalen Flugzeug vorhanden ist, erzeugt das gerade notwendige Steuermoment durch einen entsprechenden Höhenruderaussehlag. Kennzeichen, dieser Steuerung ist eine kleine Kraft an einem langen Hebelarm, nämlich am Schwanzende des Flugzeuges. Unier Be-. rücksichtigung der Beeinflussung durch die fest Stehende Tragschraube entsteht dann der in Abb. 2 dargestellte Verlauf für die Ruderempfindlichkeit der Leitwerksteuerung bei Tragschraubern.The tail unit control, as it is present on every normal aircraft, generates the currently necessary steering torque through a corresponding elevator deflection. The characteristic of this control is a small force on a long lever arm, namely at the tail end of the aircraft. Unier loading. consideration of the influence of the Fixed supporting screw then results in the course for the rudder sensitivity shown in Fig. 2 the control of the tail unit in gyroplanes.

Bei der Flügelsteuerung¹ ist die Kippgo bewegung der Tragschraube kennzeichnend. Das Steuermoment entsteht hier durch eine große Kraft am kleinen Hebelarm, nämlich durch Neigung oder auch Verschiebung der resultierenden Luftkraft gegenüber dem Schwerpunkt des Flugzeuges. Aber bei dieser Steuerung macht sich immer noch der störende Einfluß des hintenliegenden Höhenruders bemerkbar. Dabei ist es für diese Betrachtung gleich, ob das Höhenruder fest steht oder auch noch als zusätzliches Höhensteuer mit dem Drehflügelsystem gekoppelt ist. Die Lage der Tragschraube gegenüber dem Höhenleitwerk ist nämlich bei jeder Steuerbewegung eine andere. Der gegeninseitige Winkel, der Schränkungswinkel zwi-■■!.schien Tragschraube und Leitwerk ist dauernd -.veränderlich. Das ergibt aber auch für jede Geschwindigkeit andere Ruderausschläge, d. h. eine immer noch stark veränderliche Ruderempfindlichkeit (s. Abb. 3, Kurve δι.In the wing control ¹ , the Kippgo movement of the support screw is characteristic. The control torque is created here by a large force on the small lever arm, namely by inclining or shifting the resulting air force with respect to the center of gravity of the aircraft. But with this control the disturbing influence of the rear elevator is still noticeable. For this consideration, it does not matter whether the elevator is fixed or is also coupled to the rotary wing system as an additional elevator control. The position of the support screw in relation to the horizontal stabilizer is namely different for each control movement. The angle to one another, the angle of inclination between the ■■! However, this also results in different rudder deflections for each speed, ie a rudder sensitivity that is still highly variable (see Fig. 3, curve δι.

Die gegenseitige störende Beeinflussung vom Drehflügelsystem und Höhenleitwerk wird aber beseitigt, wenn diese Schränkung zwischen den beiden Organen entweder konstant bleibt oder in bestimmter gewqllter Weise verändert werden kann. Einmal kann der Winkel zwischen Leitwerk und Umlaufachse, des Flügelsystems konstant gehalten werden. Diese reine Flügelsteuerung schließt jede Wirkung einer Schränkimg zwischen Leitwerk und Drehflügel vollständig aus. Dieser Fall (Abb. 3, Kurve ei zeigt daher praktisch geradlinigen Verlauf der Ruderwirkung, was die weiter oben geschilderten Vorteile für die Steuerung des ganzen Flugzeuges ergibt. _: : :The mutual disruptive influence of the rotary wing system and horizontal stabilizer is eliminated if this deviation between the two organs either remains constant or can be changed in a certain way. On the one hand, the angle between the tail unit and the axis of rotation of the wing system can be kept constant. This pure wing control completely excludes any effect of a cabinet between the tail unit and the rotary wing. . Therefore, this case (Figure 3, curve ei shows virtually linear course of the rowing action, resulting in the above-described advantages for control of the entire _airplane.:::

Nun kann man aber je nach Wahl der Übersetzung zwischen den beiden Flugzeugsteuerorganen zu einer genäherten oder über schriebenen reinen Flügelsteuerung gelangen. Bei dieser Art, wo also das Leitwerk noch eine zusätzliche Drehung in derselben Richtung wie die Winkelbewegung der Unilaufachse erfährt, ist es ohne weiteres denkbar, die Ruderempfindlichkeit bei einer bestimmten Höchstgeschwindigkeit noch kleiner oder gar zu Null werden zu lassen, d.h. die Geschwindigkeit in noch wirksamerer Weise zu begrenzen als bei der reinen Flügelsteuerung allein. Auf jeden Fall gestattet diese Kombination große Freiheit in der Wahl der gewünschten Höhenrudereigenschaften.Now you can choose between the two aircraft control organs, depending on the choice of translation get to an approximated or overwritten pure wing control. With this type, where the tail unit is still an additional rotation in the same direction as the angular movement of the uni axis learns, it is easily conceivable that the rowing sensitivity at a certain To let the top speed become even smaller or even to zero, i.e. the Limiting speed in an even more effective way than with pure wing control alone. In any case, this combination allows great freedom of choice the desired elevator characteristics.

In Abb. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Steuerung angegeben. 1 ist der Steuerhebel, dessen Ausschlag durch eine Hebelüber- 10g Setzung 2 die senkrechte Achse des Drehflügelsystems 3 in der gewünschten Richtung angibt. Hierbei dient die Hebelübersetzung 2 gleichzeitig zum Ausgleich der Steuerkräfte. Mit dem Steuerhebel 1 ist ferner auch durch eine Übersetzung 5 das Höhenruder 4 verbunden, das um die Drehachse 8 eine Schwenkung des Höhenruders 4 in dem gleichen Drehsinne bewirkt wie die Umlaufachse 3, die sich .ihrerseits um die Drehachse 7 dreht, ng Die Wirkungsweise ist folgende: Wird der Steuerhebel 1 in der Pfeilrichtung (Abb. 4) etwa in die strichpunktierte Linie geführt, so wird die Hebelüber Setzung 2 und damit die Umlaufachse 3 um den Punkt 7 iao in die ebenfalls strichpunktiert gezeichnete Lage geschwenkt. In gleichem Sinne wirdIn Fig. 4 is an embodiment of the Control specified. 1 is the control lever, the deflection of which is controlled by a lever over 10g Setting 2 the vertical axis of the rotary wing system 3 in the desired direction indicates. Here, the leverage 2 serves at the same time to compensate for the control forces. The elevator 4 is also connected to the control lever 1 by a transmission 5, which swivels about the axis of rotation 8 of the elevator 4 causes in the same direction of rotation as the axis of rotation 3, which in turn rotates around the axis of rotation 7, ng The mode of operation is as follows: If the control lever 1 in the direction of the arrow (Fig. 4) roughly in the dash-dotted line, then the lever transfer 2 and thus the axis of rotation 3 around the point 7 iao pivoted into the position also shown in dash-dotted lines. In the same sense will

Claims

through the lever transmission 5 the elevator 4 about the axis 8 in the dash-dotted line Line rotated.

Ρλ τ ε ν τ λ χ s for r c 1-1 E:

i. Device for height control of steep screwdrivers with tiltable rotary wing system and an elevator connected to this, characterized in that the elevator simultaneously and in the same direction of rotation is operated with the rotary vane system which can be pivoted about a transverse axis.

2. Apparatus according to claim i, characterized through a changeability regulating the angle of inclination between the rotary wing system and elevator the translation between the two control bodies.

For this purpose ι sheet of drawings