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Vorrichtung zur Dämpfung von Rudern an Flugzeugen Es sind bereits
Sperrvorrichtungen an Rudern bekannt, die die Aufgabe haben, das Ruder m einer bestimmten
Lage festzuhalten, da z. B. bei einem Sturzflug das längere Zeit andauernde Festhalten
des Ruders eine Belastung des Piloten bedeutet. Die bisher verwendeten Vorrichtungen
arbeiten mechaini§sch, z. B. durch Reibung unter Verwendung von (gegebenenfalls
hydraulisch betätigten) Bremsbändern, Sperrklinken o. dgl., und haben den Nachteil
einer trägen Wirkungsweise. Um die Anfachung von Schwingungen des Flügels während
der Ruderbetätigung bei gelöster Sperre durch flatternde Ruder zu vermeiden, müssen
zusätzliche Schwingungsdämpfer eingebaut werden, die eine Gewichtserhöhung des Flugzeuges
zur Folge haben. Das Feststellen des Ruders kann auch nicht vom Steuerknüppel aus
geschehen, sondern es muß hierzu ein weiterer Hebel angebracht werden, der vor und
nach jeder Ruderverstellung betätigt werden muß und somit nicht nur gewichtserhöhend
wirkt, sondern wiederum eine zusätzliche Belastung des Piloten und Verzögerung der
Betätigungsvorgänge bedeutet.
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Als Schwingungsdämpfer werden vielfach hydraulische Arbeitszylinder
verwendet, bei denen die Verbindung zwischen dein beiden Kolbenseiten aus einer
Umlaufleitung mit einem Rüekschlagventil o, dgl. oder einer anderen Drosselvorrichtung
besteht. Solche Dämpfungseinrichtungen haben den Nachteil, daß ihre Dämpfungswirkung
während des Fluges nicht veränderlich ist. Um das Bedienen der Steuerung nicht zu
sehr zu erschweren, kann also nur eine verhältnismäßig geringe Dämpfung angewendet
werden, die zur Verhinderung ungewollter Schwingungen
oder gar zum
Festhalten des Ruders in ausgeschlagener Stellung nicht ausreicht.
| Ebenso werden hydraulische Vorrichtun |
| auch zur Kraftübertragung auf die R |
| bzw. zur Kraftverstärkung verwendet. |
| Gegenstand der Erfindung ist nun e |
| Vorrichtung, die sowohl zum Blockieren des |
Ruders als auch zur Schuingungsdämpfung verwendet werden kann. Gemäß der Erfindung
wird das Ventil eines Schwingungsdämpfers, der aus einem am Flügel oder der Flosse
angeordneten, mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder und einem Kolben mit am Ruder befestigter
Kolbenstange besteht, durch einen elektrischen Antrieb vom Führersitz aus verstellbar
gemacht. Die Auslösevorrichtung, die die Ventile öffnet und damit eine ungehinderte
Ruderbetätigung ermöglicht, ist zweckmäßig als Druckknopf am Steuerknüppel angebracht,
so daß ein besonderer Betätigungshebel in Wegfall kommt. Eine besonders einfache
Ausbildung der Ventilbetätigung ergibt sich bei Ausbildung des Steuerventils oder
der Steuerventile als Rohrschieber, die gleichachsig in der überlaufleitung selbst
angeordnet sind und auf die mittelbar oder unmittelbar eine elektrische oder elektrisch
ausgelöste Kraft einwirkt.
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Im weiteren Ausbau der Erfindung kann der Arbeitszylinder mit einer
Vorrichtung versehen sein, die bei Versagen des elektrischen Aggregats die Sperrung
des Ruders aufhebt. Die Aufhängevorrichtung des Zylinders am Flügel ist in diesem
Falle lösbar oder verschieblich eingebaut, wobei der Kopf des Zylinders stabförmig
verlängert ausgebildet ist und in der Führung gleitet.
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Im weiteren Ausbau der Erfindung können am Flügel mehrere gleiche
Zylinder auf die Ruderbreite verteilt mit ihrer Längsachse parallel zur Flügeltiefe
am Flügel befestigt sein, wodurch wegen des gleichmäßiger verteilten Kraftangriffes
die schwingungsdämpfende Wirkung verbessert wird.
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Mit den bekannten Schwingungsdämpfern hat der Erfindungsgegenstand
den Vorteil gemeinsam, daß durch die hydraulische Sperrung Flügelschwingungen durch
flatternde Ruder vermieden werden; er ist aber wirksamer als diese, da bei der Bemessung
der Dämpfungswirkung nicht auf willkürliche Ruderbetätigung Rücksicht genommen zu
werden braucht und die Dämpfungswirkung bis zur vollständigen Blockierung gesteigert
werden kann. Durch geeignete Bemessung der verschiedenen einstellbaren Ventilquerschnitte
kann auch während der Ruderbetätigung noch jeder gewünschte bzw. zulässige Dämpfungsgrad
erreicht werden.
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Da der Erfindungsgegenstand eine Feststell- und eine Dämpfungsvorrichtung
in sich vereinigt, bedingt er eine nennenswerte Gewichtsverminderung gegenüber dem
Einbau
| ,getrennter Vorrichtungen für beide Zwecke. |
| e einfache Betätigung durch einen Druck- |
| opf am Steuerknüppel bedeutet gegenüber |
| >er Verwendung eines getrennten Betätigungs- |
| hebeIs wieder eine Gewichtsverringerung und |
eine Entlastung des Piloten.
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Die Vorrichtung weist den weiteren Vorteil auf, daß sie in mehreren
Exemplaren an jedem Flugzeug beliebig angebracht werden kann, ohne daß die normale
Steuerung des Flugzeuges geändert zu werden braucht. Treten bei einem Flugzeug Schwierigkeiten
wegen Flügelschwingungen auf, so kann die Vorrichtung ohne weiteres nachträglich
angebaut werden.
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Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Abb. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt, Abb.
2 die Anordnung der Vorrichtung zwischen Flügel und Ruder, Abb.3 den längs verschieblich
aufgehängten Kopf des Arbeitszylinders, Abb. 4 die Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer
Arbeitszylinder an Flügel und Ruder als Stoßdämpfer.
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Der Arbeitszylinder 1 ist mit dem Kopf 2 an einem flugzeugfesten Punkt
im Flügel und die Kolbenstange 3 an dem Ruder 4 befestigt. Parallel zum Arbeitszylinder
1 ist ein Zylinder o. dgl. 5 durch Rohrstutzen o. dgl. 6 mit dem Zylinder 1 verbunden.
Die Öffnungen 7 der Rohrstutzen 6, 6' werden durch Schieber 8 abgeschlossen; diese
stehen miteinander durch den Stab 9 in Verbindung. Auf dem Stab 9 ist vorzugsweise
in der Mitte ein Eisenkern g' angeordnet, der bei Einschaltung eines elektrischen
Stromes in eine Spule 13 gezogen wird und dadurch die Schieber 8 öffnet. Die elektrische
Spule bewirkt eine Verschiebung des Stabes 9 mit den Ventilen oder Schiebern nach
einer Seite, z. B. in Richtung des Pfeiles 1o. Bei Ausschaltung des Stromes bewirkt
die Feder 11 durch ihren Druck auf das Ventil oder den Schieber 8, daß die Ventile
oder Schieber ihre Ausgangsstellung einnehmen und dadurch die Öffnungen 7 abschließen.
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Die Ventile oder Schieber können mit verschiedenen Bohrungen 12, 12'
versehen sein, so daß z. B. bei Ausschalten des Stromes die Öffnungen 12' der Schieber
8, die viel kleiner gehalten sind als die Öffnungen 12, vor die Öffnungen 7 zu liegen
kommen. Dadurch wird erreicht, daß die Flüssigkeit in den Zylindern 1 bzw. 5 nur
in geringer Menge durch die Öffnungen 7 fließen kann, wodurch der Dämpfungsgrad
verändert wird. Vollständige Blockierung wird erreicht, wenn die Spule
13
an verringerte Spannung gelegt wird, so daß die Schieber 8 in Mittelstellung vollkommen
abschließen.
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Bei Versagen der elektrischen Betätigung der Sperrvorrichtung, d.
h. wenn die Ventile 8 nicht mehr verstellt werden können und ein Ausgleich der Flüssigkeit
in den Zylindern 1 und 5 nicht mehr stattfinden kann, ist eine Notlösung der Sperrung
vorgesehen. Dies zeigt Abb.3. Die Notlösung der Sperrung besteht darin, daß der
Kapf 2' des Zylinders 1 stabförmig und dem ganzen Ruderausschlag entsprechend lang
ausgebildet ist und in einer Führung 14 gleitet, die an einem flugzeugfesten Punkt
15 im Flügel befestigt ist. Das Ruder verschiebt nun beim Ausschlag den Zylinder
in der Führung 14, nachdem der Pilot durch an sich bekannte Vorrichtungen, z. B.
durch Seilzug o. dgl., die Halterung 16 beseitigt hat, die beispielsweise in einem
Dorn o. dgl. besteht, der in eine Bohrung des stabförmigen Zylinderkopfes eingreift
und unter dem Einfluß einer elastischen Kraft, z. B. der Feder 17, steht, um ein
ungewolltes Lösen des Dornes zu verhindern.
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Die Abb.4 zeigt die Anordnung mehrerer Arbeitszylinder 1 an einem
Flugzeugflügel 18 und an dem Ruder 4. Die Zylinder sind über die Ruderbreite verteilt
und parallel neheneinander in entsprechenden Zwischenräumen .angebracht.
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Die Wirkungsweise der geschilderten erfindungsgemäßen Sperrvorrichtung
ist folgende Das Ruder ist gesperrt, solange die Spule 13 an einer gewissen Spannung
liegt. Um die Ruderstellung nun zu verändern, betätigt der Pilot einen Druckknopf;
wodurch die Spannung an der Spule 13 beispielsweise durch Kurzschließen eines Widerstandes
.erhöht wird. Die Schieber 8 werden nun durch Spule 13 und Eisenkern 9' in die in
Abb. 1 dargestellte Lage gebracht, so. daß die Öffnungen 12 mit dem größten Querschnitt
im Flüssigkeitskreislauf liegen und beide Kolbenseiten frei miteinander verbunden
sind und der Kolben keine merkliche Dämpfung erfährt. Sobald der Pilot den Druckknopf
wieder auslöst, ist das Ruder wieder festgestellt, da nun die Druckfeder i i entgegen
der nun schwächeren Kraft der Spule 13 die Schieber 8 nach links verschiebt und
damit die überlaufleitung wieder sperrt. Wird der Stromkreis der Spule 13 ganz unterbrochen,
so kommen die kleinen Öffnungen 12' der Schieber unter dem Einfluß der Feder 11
an die Kanäle 7 und 7' zu liegen, wodurch eine mehr oder weniger starke Dämpfung
erzielt wird, die aber die erwünschte Rückstellung des Ruders in die Normallage
unter dem Einfluß der Luftkräfte nicht verhindert.