DE678804C - An einer aerodynamischen Flaeche, insbesondere eines Luftfahrzeuges, angebrachte verschwenkbare Klappe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine an einer aerodynamischen Fläche, insbesondere eines Luftfahrzeuges, angebrachte verschwenkbare Klappe aus zwei Teilen, die in der NuIl-Stellung der Klappe aneinanderliegen oder höchstens einen geringen Abstand voneinander haben und beim Verschwenken aus ihrer Nullstellung heraus mittels eines gemeinsamen Betätigungsfeldes eine unterschiedliehe Verstellbewegung erhalten.

Derartige Klappen sind an sich bekannt. Bei diesen bekannten Klappen tritt eine unterschiedliche Verstellbewegung zwischen den beiden Klappenteilen nur bei der Verschwenkung der Klappe aus ,ihrer Nullstellung heraus in der einen Richtung auf, während bei der Verschwenkung der Klappe aus ihrer Nullstellung heraus in der anderen Richtung die beiden Klappen aneinander liegenbleiben und daher völlig die Wirkung einer üblichen Klappe haben. Ferner werden selbst bei der-, jenigen Verstellbewegung der bekannten zweiteiligen Klappe, bei. der ein Bewegungsunterschied zwischen den Klappenteilen vorhanden ist, diese Klappenteile immer in der gleichen Richtung verstellt, und es ist nur der Betrag, um welchen die beiden Klappen verstellt werden, verschieden. Infolgedessen nimmt bei der bekannten zweiteiligen Klappe mit steigendem Ausschwenkwinkel der einen Klappe auch der Ausschwenkwinkel der anderen ständig zu. '

Die vorliegende Erfindung ist demgegenüber durch eine derartige Ausbildung der Klappensteuerung gekennzeichnet, daß beim Verschwenken der Klappe nach beiden Seiten aus ihrer Nullstellung heraus immer die auf der Schwenkseite liegende Klappe die eigentliche Schwenkbewegung macht, während die andere Klappe mindestens annähernd ihre Nullstellung beibehält. Selbst wenn die annähernd in ihrer Nullstellung

verbleibende Klappe anfänglich ihre Nullstellung etwas verläßt, so kehrt sie bei weiterer Vergrößerung des Ausschwenkwinkels der anderen Klappe in Richtung auf ihre Nullstellung zurück.

Durch die vorliegende Erfindung wird die Wirksamkeit der Klappe beträchtlich erhöht, da immer der jeweils wenigstens annähernd in seiner Nullstellung verbleibende Klappenteil als Luftführungsmittel für den anderen Klappenteil dient. Man erreicht auf diese Weise für eine nach beiden Seiten verschwenkbare Klappe eine Wirkung, wie sie bisher nur bei den auf der Unterseite einer Tragfläche angeordneten Klappen erzielt worden ist, welche jedo.ch immer nur nach unten geschwenkt werden können, da ja über ihnen die feste Tragfläche liegt. Erfindungsgemäß wird jedoch die genannte fortschrittliche Wirkung sowohl beim Verschwenken der Klappe nach unten als auch beim Verschwenken der Klappe nach oben erzielt.

Die Klappen gemäß der Erfindung können für die verschiedensten Zwecke verwendet werden. Sie können sowohl zur Veränderung der Auftriebskraft als auch zur Erzeugung eines Drehmomentes dienen, mit dessen Hilfe die Richtung des Luftfahrzeuges o. dgl., zu dem die Klappe gehört, geändert wird. Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen die

Fig. ι bis 3 schaubildlich in drei verschiedenen Arbeitsstellungen ein an einem Flugzeugtragflügel angebrachtes Ruder gemäß - der Erfindung mit einem Teil seines Betätigungsgestänges.

Fig. 4 stellt schaubildlich das Betätigungsgestänge für das Ruder in einer abgeänderten Ausführungsform dar.

Die in der Zeichnung dargestellten Ruder können Querruder, Höhenruder, Seitensteuerruder oder sonstige Ruder oder Klappen sein. Die Ruder bestehen aus wenigstens zwei Ruderteilen ι und 2. Zur Verstellung des zweiteiligen Ruders dient eine Stange 3, die durch eines der im nachstehenden beschriebenen Getriebe mit den beiden Ruderteilen verbunden ist. Die Ruderteile können, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, um ein und dieselbe Achse 4 drehbar sein, oder sie können um verschiedene Achsen, deren Stellung gegebenenfalls regelbar ist, drehbar sein.* Das in der Zeichnung dargestellte, als Beispiel dienende kinematische System entspricht den obengenannten Bedingungen. Es besteht aus zwei Lenkerstangen 5 und 6, die einerseits an zwei zu den Ruderteilen 1 und 2 ■ gehörenden und mit der Achse 4 nicht zusammenfallenden Punkten 7, 8 angelenkt sind und andererseits an einen gemeinsamen Punkt oder an zwei verschiedene Punkte eines Teiles 10 gelenkig angeschlossen sind. Der Teil 10, der -einen um die Achse 11 _schwenkbaren Ruderhebel darstellt, wird durch das Gestange 3 betätigt. Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende:

Bei der in Fig. 1 dargestellten Nullstellung liegen die beiden Teile 1 und 2 aneinander und bilden die Hinterkante der zugehörigen aerodynamischen Fläche, deren Umriß in den Figuren durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Wenn der Flugzeugführer auf das Gestänge 3 mit Hilfe eines Steuerknüppels oder eines Fußhebels im Sinne einer Verstellung des Ruders einwirkt, werden die beiden Ruderteile 1 und 2 zuerst in dem gleichen Richtungssinn verstellt. Hierbei macht derjenige Ruderteil, auf den die aerodynamische Druckkomponente wirkt, eine größere Verstellbewegung als der andere Ruderteil. Bei kleinen Verschwenkwinkeln ist jedoch das Maß, um das sich die beiden Ruderteile voneinander entfernen, verhältnismäßig gering (Fig. 2).

Wenn die Verstellung des Ruders zunimmt, wird der erste Ruderteil in dem gleichen Richtungssinne weiterverstellt, während der andere Ruderteil zuerst mit seiner Bewegung aufhört und sich dann in umgekehrter Riehrung wieder auf seine Ursprungsstellung zubewegt (s. Fig. 3), welche er sogar überschreiten kann. Die Folge davon ist, daß der Winkel α zwischen den beiden Ruderteilen zunimmt. Weiterhin wird die Korrekturwirkung des zweiten Ruderteils immer wirksamer, was einen sehr wünschenswerten Effekt darstellt, da bekanntlich die Wirksamkeit der üblichen einfachen Ruder rasch nachläßt zuzunehmen, wenn der Äusschwenkwinkel des Ruders zunimmt.

Die vorstehend beschriebenen Erscheinungen sind zu beiden Seiten der Nullstellung die gleichen, d. h. also sie sind unabhängig von dem Richtungssinn, in dem die Ver-Schwenkung des Ruders erfolgt. Nur die Funktionen der Ruderteile 1 und 2 kehren sich um, wenn man die Nullstellung durchschreitet. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist die Arbeitsweise des Ruders zu beiden Seiten der Nullstellung symmetrisch. In manchen Fällen, z. B. wenn es sich um Querruder handelt, ist es zweckmäßiger, die Veränderung des Winkels α nach verschiedenen Gesetzen vor sich gehen zu lassen, je nachdem, ob es sich um eine positive oder negative Verschwenkung des Ruders handelt. In dem letztgenannten Falle braucht nur das kinematische System in geeigneter Weise abgeändert zu werden; z.B. können die Hebelarme der Punkte 7 und 8 mit Bezug auf die Drehachse 4 ungleich gewählt werden,

oder es können die Ruderteile ι und 2 in verschiedenen Achsen drehbar gelagert werden, oder es kann auch irgendeine sonstige, für den genannten Zweck geeignete Maßnahme verwendet werden.

Selbstverständlich kann das kinematische System, von dem im vorstehenden die Rede gewesen ist, auch in einer anderen Weise ausgebildet werden. So kann z. B. einer der Ruderteile 1 und 2, und zwar derjenige, der die Korrekturwirkung ausübt, während der ganzen Verschwenkung des Ruders in seiner Stellung unverändert bleiben. In diesem Falle bleibt also der Ruderteil 1 in seiner Stellung unverändert, wenn das Ruder in dem einen Richtungssinn ausgeschwenkt wird, während der Ruderteil 2 bei der Verschwenkung des Ruders in dem andern Richtungssinn in seiner Stellung verbleibt. Eine Vorrichtung, die

2» den letztgenannten Bedingungen entspricht, ist beispielshalber in Fig. 4 veranschaulicht.

Gemäß Fig. 4 greift das Gestänge 3 an

einem System von drei Hebeln 12, 13 und 14 an, die untereinander gelenkig verbunden sind.

Die beiden äußeren Hebel sind ferner in zwei festen oder einstellbaren Punkten 15, 16 drehbar gelagert. Die beiden äußeren Hebel betätigen die Lenkerstangen 5, 6. Mit den Enden des Zwischenhebels 13 wirken Anschläge 17 und 18 zusammen. Je nachdem, ob das eine oder das andere Ende des Zwischenhebels 13 mit dem zugehörigen Anschlag in Berührung kommt, wird der eine oder der andere Ruderteil 1 oder 2 verstellt, während der zweite Ruderteil fest bleibt. Wenn die Anschläge 17 und 18 in Fig. 4 gegeneinander versetzt sind, so ist dies nur wegen der größeren Klarheit der Zeichnung geschehen.

Es ist außerdem in vielen Fällen zweckmäßig, Mittel vorzusehen, mit deren Hilfe der Flugzeugführer notwendigenfalls das Gesetz, gemäß dem die Bewegungen der beiden Ruderteile 1 und 2 miteinander gekoppelt sind, abändern kann. Diese Mittel· wirken mit Hilfe von Kulissen o. dgl ζ. B. auf die Länge der Hebelarme oder auf die Lage der Gelenkpunkte des kinematischen Systems ein. Was die Form der Ruderteile 1 und 2 anbelangt, so kann diese in irgendeiner geeigne-

So ten Weise ausgebildet sein, vorausgesetzt, daß die beiden Ruderteile., wenn sie aneinanderliegen, ein zweckentsprechendes Profil ergeben. Auch kann man gegebenenfalls die Ruderteile derart ausbilden und anordnen, daß sie zwischen sich oder wenigstens zwischen einem von ihnen und der aerodynamischen Fläche, zu der sie gehören, während der Verschwenkung. Durchtrittsöffnungen frei lassen, die eine ähnliche Rolle spielen wie die Durchtrittsöffnungen bei bekannten Einrichtungen zur Erhöhung des Auftriebs.

Die beschriebene Vorrichtung, deren Wirkungsweise aus den obigen Darlegungen mit hinreichender Klarheit hervorgeht, hat gegenüber den bekannten Rudern oder Klappen zahlreiche Vorteile. Diese bestehen vor allem in der Vergrößerung der Wirksamkreit der Ruderflächen, sei es, daß es sich um Querruder, Höhenruder oder Seitenruder handelt. Infolgedessen können die Ruder gemäß, der Erfindung bei gleicher Wirksamkeit wie die bekannten Ruder eine geringere Tiefe haben als letztere. Wenn es sich beispielsweise um Querruder handelt, so beträgt deren Tiefe bei der üblichen Ruderausbildung im allgemeinen 15 bis 20 0/0 der zugehörigen Tragflächentiefe. Wenn jedoch die Ruder entsprechend der vorliegenden Erfindung aus zwei Teilen zusammengesetzt sind, so kann die Rudertiefe um die Hälfte verringert wer- üo den. Die weitere Folge davon ist, daß es wesentlich leichter ist, die auf die Rudersteuerung wirkenden Kräfte zu kompensieren, insbesondere wird die Anwendung von Flettner-Rudern überflüssig.

Die gleichen Vorteile ergeben sich, wenn die Erfindung nicht bei Steuerrudern, sondern bei Klappen Anwendung findet, die zur Veränderung der Flügelkrümmung oder zur Bremsung oder, ganz allgemein gesprochen, zur Veränderung des Auftriebs einer Tragfläche dienen.

Es ist schon früher vorgeschlagen worden, mit den Querrudern Klappen zu verbinden, die zugleich mit den Querrudern verstellbar sind und wie Unterseitenklappen wirken. Bei diesen bekannten Einrichtungen geschah jedoch die Veränderung des Abstandswinkels zwischen den Querrudern und den Klappen mittels einer Steuervorrichtung, die von der eigentlichen Steuervorrichtung für die Querruder verschieden war, so daß es nicht möglich war, die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen. Auch waren die bekannten Klappen nur zum Arbeiten unter bestimmten Bedingungen bestimmt; insbesondere dienten sie zur Erzeugung einer Bremsung beim Landen, wobei sie sich über die ganze Spannweite des Flügels erstreckten.

Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß im vorstehenden nur Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind, auf welche diese weder hinsichtlich ihrer Ausführungs- noch Anwendungsmöglichkeiten beschränkt ist.

Claims (4)

115 Patentansprüche:

i. An einer aerodynamischen Fläche, insbesondere eines Luftfahrzeuges, angebrachte verschwenkbare Klappe aus zwei Teilen, die in der Nullstellung der Klappe aneinanderliegen oder höchstens einen geringen Abstand voneinander haben und

beim Verschwenken aus ihrer Nullstellung heraus mittels· eines gemeinsamen Betätigungsgliedes eine unterschiedliche Verstellbewegung erhalten, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Klappensteuerung, daß beim Verschwenken, der Klappe nach beiden Seiten aus ihrer Nullstellung heraus immer die auf der Schwenkseite liegende Klappe die eigentliche Schwenkbewegung macht, während die andere Klappe mindestens annähernd ihre Nullstellung beibehält.

2. Ruder oder Klappe nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß an den in einer gemeinsamen oder in verschiedener* Drehachsen drehbar gelagerten Klappenteilen (ι, 2) Lenker (5, 6) angreifen, deren Anlenkachsen (7, 8) an den Klappenteilen in einem Abstand von der Drehachse (4) der Klappenteile liegen und die in einer gemeinsamen Achse (9) gelenkig an einen Ruderhebel (10) angeschlossen sind, dessen Achse vorzugsweise etwa in der Ebene liegt, in der die Klappenteile (1, 2) in der Nullstellung aneinanderliegen.

3. Ruder oder Klappe nach Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Verstellung der Klappenteile (1, 2) dienende System drei Hebel (12, 13, 14) umfaßt, von denen die beiden äußeren mit ihrem einen Ende in zwei festen oder einstellbaren Punkten (15, 16) drehbar gelagert sind und Lenkerstangen (5, 6) betätigen, die an den RuderteÖen (1, 2) angreifen^ während mit den Enden des Zwischenhebelsi (13) Anschläge (17, 18) derart zusammenarbeiten, daß je nachdem, mit welchem Anschlag der Zwischenhebel (13) in Berührung steht, immer nur der eine Ruder teil verstellt wird und der andere fest' bleibt.

4. Ruder oder Klappe nach Ansprüchen ι bis 3, gekennzeichnet durch Regelmittel zur Veränderung des Gesetzes, gemaß dem die Bewegungen der Ruderteüe (1, 2) miteinander gekoppelt sind, wobei diese Regelmittel beispielsweise auf die Länge der wirksamen Hebelarme oder auf die Lage der Gelenkpunkte der Betätigungsvorrichtung der Ruderteüe einwirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -