Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des Gewichtsausgleiches an Flugzeugrudern,
der vorzugsweise in Verbindung mit dem aerodynamischen Ausgleich bzw. mit Hilfsrudern
angewendet wird, um zur Betätigung des Ruders möglichst geringe Steuerarbeit aufwenden zu müssen und um die schwingungstechnisch
ungünstige Rücklage des Ruderschwerpunktes aufzuheben. Es ist zwar bekannt, die Ruder zur Erleichterung der
Steuerarbeit mit einem Gewichtsausgleich zu versehen, der durch getrennt von den Rudern
im Innern von Flügeln, Flossen, Rümpfen oder anderen sowieso vorhandenen Hohlkörperbauteilen
angeordnete Gegengewichte bewirkt wird. Doch sind bei den bekannten Ausführungen die Ausgleichsmassen entweder
unmittelbar auf der Achse oder auf starren Hebelarmen angeordnet, die fest mit der
Ruderachse verbunden sind. Jedoch ist. im allgemeinen der Abstand zwischen der Ruderachse
und dem Flugzeugbauteil (Tragfläche oder Flosse), an. dem das Ruder schwenkbar befestigt wird, meist so klein, daß die Ausgleichsgewichte
sehr nahe der Schwenkachse des Ruders angeordnet werden müssen und
infolgedessen verhältnismäßig schwer werden. Infolge des erheblichen Gewichtes werden die
in Betracht kommenden Flugzeugbauteile bei auftretenden Beschleunigungen oder Verzögerungen
sowie ganz besonders auch bei evtl. auftretenden Schwingungen stark beansprucht und müssen daher, gemäß der erforderlichen
Festigkeit, ebenfalls entsprechendes Gewicht haben. Dieser Aufwand an Gewicht vermindert unnötigerweise die Zuladung.
Außerdem ist die Zusatzmasse hinter der elastischen Achse eines Flügels oder einer
Flosse für diese wieder schwingungstechnisch ungünstig.
Läßt man andererseits eine kleinere Ausgleichsmasse an einen größeren Hebelarm
weiter vortragen, so ergeben sich große Ausschnitte in der Flügel- oder Flossenkonstruktion
oder großer zusätzlicher Luftwiderstand der Ausgleichskonstruktion, selbst wenn die
starren Hebel mit ihren Gewichten zur Erzielung eines großen Hebelarmes im Rumpfende
untergebracht sind oder der starre Jiebel zur Änderung des Ausgleichsmoments auf der
Ruderachse verschwenkbar ist.
Diese Nachteile werden bei der Erfindung dadurch auf ein erträgliches Maß vermindert,
daß die auf die Ruderklappe wirkende Ausgleichsmasse auf einer besonderen Achse drehbar
gelagert ist und von der Ruderklappe aus durch gelenkige Übertragungsmittel, vorzugsweise
Gelenkhebel, bewegt wird, wie dies für Ausgleichsflächen bereits bekannt ist. Hierdurch
wird erreicht, daß die erforderliche Gewichtsarbeit der Ausgleichsmasse durch Verwendung eines leichteren Gewichtes mit
einem größeren wirksamen Kraftweg und außerdem ohne großen Raumbedarf zustande
kommt. Dadurch wird neben der Verringerung des Gewichtes eine weitgehende Unabhängigkeit
hinsichtlich der räumlichen Anordnung des Ausgleichsgewichtes im Innern von
Flügel, Flosse oder Rumpf erreicht. Ein geeigneter Platz für die Unterbringung des,.
Ausgleichsgewichtes ist in bekannter Weise das Innere der Tragfläche oder der Flosse.
Die erforderlichen Durchgangsöffnungen der JQ Flügel oder Flossen werden dabei sehr klein.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird die Ausgleichsmasse nicht zu weit von
der Rudermasse entfernt, so daß bei auftretenden Schwingungen die Amplituden von
Rudermasse und Ausgleichsmasse nicht stark verschieden sind, also ein dynamischer Ausgleich
gewährleistet ist. Durch entsprechende Anordnung wird erreicht, daß auch gegen
Schwingungen in der waagerechten Ebene (Flügelebene) Massenausgleich vorhanden ist.
Die Ausgleichsmasse kann auch hinter der Ruderachse angeordnet sein, und zwar ist
in diesem Falle der Hebelarm, an dem die Masse hinten sitzt, vor der Ruderachse an
einem festen Punkt des Flügels, der Flosse, des Rumpfes usw. gelagert. Vom Ruder aus
greift ein Hebel an diesem Hebelarm an und bewegt ihn auf und nieder. Zur Vermeidung
von Langlöchern in diesem Hebelarm können nachgiebige, d. h. elastische oder
gelenkig angeschlossene Zwischenglieder in das Übertragungsgestänge eingebaut sein.
Diese Art des Ausgleiches kommt hauptsächlich für Höhen- und Seitenruder in Frage,
weil der lange Hebelärm große Ausschläge der Ausgleichsmasse bedingt, die innerhalb
des Flügels und der Flossen nicht möglich sind, so daß der Ausgleich in den Rumpf
oder einen sonstigen hohen Bauteil verlegt werden muß. Selbstverständlich wäre auch
die Anordnung von Ausschnitten im Flügel, in den Flossen usw. denkbar, aber ein Teil
der fortschrittlichen Wirkung des Erfindungsgegenstandes wäre dann verloren.
Beispielsweise Ausführungen des Ruders im erfindungsgemäßen Sinne sind in den
Abb. ι bis 3 der Zeichnung· mit vorn- und in
den Abb. 4 bis 6 mit hintenliegendem Ausgleich dargestellt. Abb. 1 zeigt ein an einer
Tragfläche angebrachtes vollständiges Querruder in der Draufsicht einschließlich der Befestigung
an der Tragfläche. Abb. 2 zeigt einen Querschnitt, Abb."3 eine Teildraufsicht
des Ruders. Das Ruder α ist mittels der an
ihm angebrachten Lager b um die in einer geraden Linie liegenden Bolzene schwenkbar.
Diese Bolzene sind in den an der Tragfläche d befestigten Böckchen e gelagert. Innerhalb der Tragfläche ist das Ausgleichsgewicht/
drehbar um den Punktg angebracht. Das Gewicht/ ist an den beiden
Stangenh befestigt, die beide mit der Achsei
fest verbunden sind. Die Achse i ist in dem . Lagerböckchen £ gelagert. Ein fest mit der
.,^Vchsez" verbundener Hebelt ist mit seinem
•!.Endpunkt ο mittels einer Stange in an einen
v;F$nktß des Ruders gelenkig angeschlossen,
"''So daß bei der Betätigung des Ruders die Schwenkbewegung desselben auf das Ausgleichsgewicht/
übertragen wird und dieses ebenfalls eine Schwenkbewegung ausführt, die bei Aufwärtsbewegung des Ruders abwärts,
bei Abwärtsbewegung des Ruders aufwärts gerichtet ist. Das Gewicht ist in den Endlagen
durch gestrichelte Linien angedeutet. In dem Auisführungsbeispiel ist der Ausschlagwinkel
des Ausgleichsgewichtes ebenso groß wie der des Ruders, weil der Hebelarm 0, g ebenso groß ist wie
der Hebelarm ti, c. Es kann aber auch der Ausschlagwinkel des Ausgleichsgewichtes
größer als der des Ruders gewählt werden. In diesem Falle wird der Hebelärm ö,g im
Verhältnis zum Hebelarm ti, c kleiner und das
Ausgleichsgewicht erhält in bezug auf seinen Drehpunkt einen kürzeren Hebelarm Λ oder
wird noch kleiner, wenn im Flügel oder in
der Flosse genügend Platz für den durch die Übersetzung größer werdenden Ausschlag vorhanden
ist. Im ersten Fall, also bei Verkleinerung
des Hebelarmes h, bleiben Gewicht und Gewichtsmoment der Ausgleichsmasse unverändert.
Bei der Ausführung nach Abb. 4 ist der die Masse/ tragende HebelIi an einem am
Flugzeug festen Punkt ο gelagert. Am Ruder a fest angeschlossen ist ein Hebel p, der über
ein Zwischenglied q beim Anschluß des Ruders α den Hebel h und damit das Gewicht/auf-
und niederbewegt. Das Zwischenglied q ist zur Vermeidung eines Langloches
im Hebel h angeordnet. Der obere Gelenkpunkt des Zwischengliedes q beschreibt einen
Kreisbogen um den festen Punkt 0, der 'untere
aber einen solchen um die Ruderachse. Nach Abb. 5 ist das Zwischenstück q zwischen dem
festen Punkt 0 und dem Drehpunkt des Hebels h eingefügt und hat denselben Zweck
wie das Zwischenstück q nach Abb. 4. In Abb. 6 ist die Anordnung, d. h. die Einbaustelle
der Ausgleichsvorrichtung im Rumpfende, schematisdh in Draufsicht auf den Flugzeugschwanz
dargestellt. Wegen der großen Länge des Hebels h ist der Ausschlag der
Masse/ so groß, daß das Ruder einen großen Ausschnitt haben müßte. Das Gewicht/ wird
daher zwischen den beiden Rudern α im
Rumpf ende/·, das wesentlich höher als die
Ruderdicke ist, eingebaut. Das Ruder muß im dargestellten Ausführungsbeispiel natürlieh
eine feste Achse, keine Welle, um die es schwenken kann, haben.