DE697462C - Anordnung von Massen in Flugzeugleitwerken - Google Patents

Description

In fast allen Flugunfällen durch Schwingungen bei Flugzeugen konnte man feststellen, daß schwingungstechnisch ungünstig gebaute Ruder der Hauptgrund für das Zustandekommen der Schwingungen gewesen sind. Es stellen sich dabei unter dem Einfluß der Luftkräfte nach dem Prinzip des kleinsten Zwanges bestimmte Phasenwinkel der Ruderschwingung gegenüber der Flügel- bzw. Flossenschwingung ein, die es gestatten, daß laufend Energie aus dem Luftstrom auf das Flügelsystem übertragen wird. Die Ruder wirken nach Art einer selbsttätigen Steuerung bei der Energieübertragung. Diese Wirkung zu beseitigen, ist also die Hauptaufgäbe bei der Herstellung der Schwingungssicherheit.

Um dieses Ziel zu erreichen, wurde bisher der Weg beschriften, durch statischen Ausgleich, d. h. Verlegung des Ruderschwerpunktes in die Ruderachse und andere Maßnahmen, wie Dämpfung der Ruderschwingung, jede Eigenschwingung des Ruders zu vermeiden. Dieses Verfahren hatte jedoch verschiedene Nachteile, nämlich die Konstruktion der Ruder wurde schwerfällig, die Herstellung der Schwingungssicherheit erforderte erhebliche Gewichtsbe lastungen der Maschinen, das Ruder verlor mehr oder weniger die Funktion eines Steuerungsgliedes beim Schwingungsvorgang usw.

Die vorliegende, obige Mängel -beseitigende Erfindung beruht auf der durch vergleichende Rechnungen und Versuche gewonnenen Erkenntnis, daß es praktisch vorteilhafter ist, zur Herstellung der Schwingungssicherheit im Gegensatz zum bisherigen Verfahren einen hinreichend großen Unterausgleich für die Ruder von Flügeln und Leitwerken herzustellen, dadurch daß schwingungshindernde Massen, die gegebenenfalls tragende Konstruktionselemente bilden, in das der Hinterkante des Ruders benachbarte Drittel verlegt sind und der Ruderschwerpunkt über 30 °/₀ der Rudertiefe nach hinten liegt.

Demgemäß wird der Einfluß der Luftkräfte auf das Zustandekommen des für die Schwingungsanfachung nötigen Phasenwinkels dadurch geschwächt, daß der Ruderschwerpunkt unter Verzicht auf die bisher verlangte Ausgleichsmasse durch Anordnung von Massen in oder in der Nähe der Ruderhinterkante so weit nach rückwärts verlegt wird; wie es der gewünschten kritischen Geschwindigkeit entspricht, wobei das Maß der Schwerpunktrücklage durch an sich

bekannte Rechnungsmethoden für die Ermittlung der kritischen Geschwindigkeit festgestellt wird.

Bei derernndungsgemäßen Ausführung eines*' Ruders vermögen also die Luftkräfte in dem^für das Luftfahrzeug zutreffenden Geschwindigkeitsbereich nicht mehr den für die Anfachung gefährlicher Schwingungen nötigen Phasenwinkel herbeizuführen/und es kommt daher nicht zu den angefachten Flügel- oder Leitwerksschwingungen. Schließlich ergibt sich noch der Vorteil, daß für den Unterausgleich bereits ein von Natur aus gegebener günstiger Hebelarm im Ruder selbst vorhanden ist, also nicht zusätzlich angebaut werden muß, während beim bisher nötigen Ausgleich der Ruder immer besondere Hebelanordnungen erforderlich sind, die große Flügelausschnitte bedingen und Flugwiderstand erzeugen.

In der Zeichnung ist in Abb. ι das bisherige, in Abb. 2 das erfindungsgemäße Verfahren zur Verhütung von Flügelschwingungen schematisch dargestellt.

In beiden Fällen ist an den Flügel f ein Querruder r angesetzt. Der statische Ausgleich wurde bisher dadurch erzielt, daß das Ruder ran einem Hebelarm α eine Ausgleichsmasse m erhielt. Meistens hat man in den vorderen Teil des Ruders, die Nase, Massen eingebaut, aber auch durch Hebelarme, zum Teil sogar mit Übersetzungen, suchte man, um das Gewicht dieser Massen zu verringern, die Ausgleichsmassen möglichst weit .nach vorn zu bringen. Man hat durch alle diese Maßnahmen erreicht, daß der Schwerpunkt s des Ruders in die Drehachse desselben fiel. ■ Dagegen ist die erfindungsgemäße Ausführung nach Abb. 2 wesentlich einfacher. Möglichst weit von der Drehachse entfernt, im dargestellten Beispiel in der Hinterkante des Ruders, werden Massen eingelegt, so daß der Schwerpunkt s weit hinter die Drehachse d zu liegen kommt. Man hat also nach der Erfindung nicht nur ein unausgeglichenes, sondern ein stark, unterausgeglichenes Ruder.

Die praktischen Vorteile der Erfindung sind hauptsächlich, daß die Konstruktion des Ruders viel einfacher und das Ruder selbst viel leichter wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung von Massen in Flugzeugrudern zur Vermeidung gefährlicher Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß schwingungshindernde Massen, die gegebenenfalls tragende Konstruktionselemente bilden, in das der Hinterkante des Ruders benachbarte Drittel verlegt sind undder Ruderschwerpunkt über 30 °/o der Rudertiefe nach hinten liegt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen