DE733589C - Vorrichtung zum selbsttaetigen Begrenzen der Flugzeugbeschleunigung in Richtung der Hochachse - Google Patents

Description

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Es ist bekannt, daß die Bewegung eines vom Flugzeugführer gesteuerten oder nichtgesteuerten Flugzeuges in Richtung der Hochachse desselben eine sehr erhebliche Beschleunigung herbeiführen kann. Diese Beschleunigung kann sowohl wegen des am j Flugzeug entstehenden- Widerstandes als auch wegen der bei den Fahrgästen und dem Flugzeugführer auftretenden physiologischen Wirkungen gefährlich werden. Die Erfindung bezweckt daher, bei Handsteuerung eine Vorrichtung zur selbsttätigen Begrenzung der Beschleunigung zu schaffen.

Man hat bereits eine Stabilisierungsvor-

«5 richtung für Flugzeuge vorgeschlagen, bei welcher das Steuerungsgestänge unter der Wirkung einer Magnetspule oder einer pneumatischen oder hydraulischen Vorrichtung, die von einem Neigungs- oder Geschwindigkeitsmesser gesteuert werden, verlängert oder verkürzt wird, wenn der Steuerknüppel über gewisse Grenzen verschoben wird. Auch ist die Zwischenschaltung von Federn zur Verzögerung der Wirkung des Steuerhebeis bekannt.

Man kennt ferner eine Vorrichtung zur Längsstabilisierung von Flugzeugen mittels der Trägheit einer. Masse, welche gewöhnlich durch Feder in der Gleichgewichtslage gehalten wird und auf welche die in der Riehtung der Hqchachse des Flugzeuges auftretende Beschleunigung wirkt; die Verlagerung dieser Masse unter der Wirkung der Trägheit wird dazu ausgenutzt, einen Servomotor zu steuern, welcher auf die Steuerorgane wirkt.

Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, die bewirkt, daß das Steuerungsgestänge so arbeitet, als wenn es starr wäre, solange die Manöver des Flugzeugführers genügend- weich sind, daß aber die Dämpfungsvorrichtung sich selbsttätig und unabhängig von der Muskelkraft des Flugzeugführers einschaltet, wenn sein Manöver zu schnell wird.

Zu diesem Zweck sind gemäß der Erfindung die beiden Teile des Steuergestänges, die in bezug aufeinander beweglich sind, gelenkig mit je einem Hebel verbunden, die beide parallel zur Hochachse des Flugzeuges liegen und an einem gemeinsamen schwebenden Stück angelenkt sind und deren gegenüber dem schwebenden Stück liegende Enden mittels einer unter Spannung stehenden Feder verbunden sind, während an den Teilen der beiden Hebel, welche parallel zur Längsoder Querachse liegen, Ansätze mit Massen befestigt sind, die dem an sich bekannten

Zweck dienen, selbsttätig die Beschleunigung in Richtung der Hochachse des Flugzeuges zu begrenzen.

Wenn das Gestänge parallel zur Längsachse des Flugzeuges liegt, sind diese Hebel Winkelhebel, deren Scheitel am Schwebestück angelenkt sind, wobei die Arme, die parallel zur Hochachse liegen, an den beiden Teilen des Gestänges angelenkt sind und die ίο zur Längs- oder Querachse parallelen Arme die Ansätze tragen.

Nach einer anderen Ausführungsform, die besonders bei der Steuerung der Querruder oder anderen Elementen, die die Tragfähigkeit des Querruders zu verändern gestatten, Verwendung finden kann, sind die Scheitel der Winkelhebel an Festpunkten angelenkt, und die Steuerstange ist in der Mitte der Feder befestigt, welche die äußeren Enden der zur Hochachse parallelen Hebelteile verbindet.

In der beiliegenden Zeichnung stellen z. B. dar

Fig. i, 2 und 3 schematisch eine Ausführungsform der Steuerung in verschiedenen Stellungen,

Fig. 4 und 5 Anwendungsformen der Erfindung bei Querrudern.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 greift der um 2 schwingende Hebel 1 bei a eine zweiteilige Stange 7, 8 an; der Teil 8 dieser Stange ist bei b am Tiefenruder 9 angelenkt. Die beiden Teile dieser Stange sind durch die Beschränkungsvorrichrung verbunden. Diese Vorrichtung ist folgendermaßen ausgebildet: zwei Pendelgewichte 10 und 11 sitzen je an einem Winkelhebel 13, 13. Die beiden Hebelarme sind bei 14, 15 an"einer schwebenden Doppelachse 16 angelenkt. Der andere Arm des Winkel- ' hebeis 12 ist über ein Gelenk 17 mit der Stange 7 verbunden, während der Winkelhebel 13 bei 18 mit der Stange 8 in Verbindung steht. Die beiden Enden der Hebelarme 12, 13 verbindet eine Feder 19 mit im voraus eingestellter Anfangsspannung oder jede andere nachgiebige Vorrichtung. Die Stangen 7 und 8 stoßen bei 20 mit ihren Enden zusammen und werden in dieser Stel-50' lung von der Feder 19 festgehalten.

Zwei Lager 21, 22 tragen das Gewicht des Ganzen und gestatten das Hinundhergleiten der Stangen 7, 8.

Die Fig. 1 zeigt die Wirkungsweise der Vorrichtung für den Fall, daß die Beschleunigung die von der Feder 19 geregelte Grenze nicht überschreitet.. Der Flugzeugführer zieht den Hebel 1 in der Richtung des Pfeilen /' an und führt ihn in die Stellung 1' über, um auf diese Weise Höhensteuer zu geben. Die Kraft der Trägheit ρ der Pendelgewichte 10, 11 äußert sich in einer Beanspruchung / der Enden der Winkelhebel 12, 13. Da aber die Spannung t der Feder r9 größer ist als /, bleiben die Teile 7 und 8 der Steuerstange mit ihren Enden aneinan- -ler, und der Abstand a-b bleibt unverändert. Das Ruder wirkt also in der vom Flugzeugführer gewünschten Richtung, um das Flug- '., zeug in bezug auf die ursprüngliche Riehtungi* aufzurichten.

Bei Betätigung des Steuerhebels und Änderung der Flugbahn kann sich aber auch eine höhere Beschleunigung ergeben als jene, für die die Feder 19 eingestellt worden ist. Die Fig. 3 zeigt die Stellung, welche die Beschränkungsvorrichtung in diesem Falle einnimmt. Die sich aus den Kräften ρ ergebenden Beanspruchungen / sind größer als , die Vorspannung t der Feder. Die Teile 7 und 8 der Steuerstange rücken auseinander, wodurch der Abstand zwischen den Punk-, ten α und b größer wird. Bleibt der Punkt a unbeweglich, d. h. hält der Flugzeugführer durch einen Kraftauf wand F den Hebel 1 in der Stellung 1' fest, so wird der Punkt b durch die Differenz der Kräfte f-t zurückgeschoben. Die Verschiebung des Punktes b bewirkt eine Änderung des Anstellwinkels des Ruders in bezug auf die ursprüngliche gn Richtung V und verlegt die Flugbahnänderung· im Sinne einer Verlangsamung.

Erreicht diese Verlangsamung einen hinreichenden Wert, so führt die Feder 19 die Teile 7, 8 der Stange a-b wieder zusammen, so daß die Länge dieser Stange wieder normal ist.

Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen Anwendungen der Erfindung auf die Querruder-Steuerung. Diese Anwendungen gestatten die Herabsetzung der Beanspruchungen bzw. Krafteinwirkungen an den Flügeln und ferner die Beschränkung der Beschleunigung, die sich aus der Einwirkung einer Bö auf die ganze Flugzeugbespannung oder einen Teil derselben ergeben kann.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind zwei Vorrichtungen D und D' mit Pendelgewichten von der Art der Beispiele nach Fig. ι bis 3 je an einem Stellgestänge zwischen dem Verwindungshebel 23 und den Querrudern 24, 24' befestigt. Bei plötzlicher Zunahme des Luftdruckes auf die Bespannung bewirken die auf die Schwunggewichte 10, 11 einwirkenden Trägheitskräfte einen Ausschlag der Querruder 24, 24' nach oben in die Stellungen 24,, und 24/. Auf diese Weise wird der Auftriebskoeffizient des Flügels und folglich der gesamte Schul) herabgesetzt. Die Vorrichtung arbeitet iao selbst dann, wenn der Windstoß nur von einer Seite auf die Flugzeugbespannung, d. h.

nur auf einen Flügel einwirkt. In diesem Falle hebt sich das diesem Flügel entsprechende Querruder 24 bzw. 24' allein.

Die Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführung, in welcher eine einzige Vorrichtung um den Steuerknüppel 23 herum angeordnet ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Winkelhebel 12, 13 in am Steuerknüppel 23 festen Punkten 25, 26 angelenkt, und der Steuerknüppel 23 greift in der Mitte 26 der Feder 19 an. In diesem Falle bewirkt noch

'' eine plötzliche Zunahme der Schubwirkung der Luft auf das Tragwerk ein Aufwärtsschwenken der Querruder 24, 24' (punktierte Stellung), doch Haben' lediglich die in der Nachbarschaft des Flugzeugführers wirkenden Trägheitskräfte einen Einfluß auf die Querruder.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Vorrichtung zum selbsttätigen Begrenzen der Flugzeugbeschleunigung in Richtung der Hochachse, die in einer Steuerung mit einem aus zwei gegen Federkraft gegeneinander verschiebbaren Teilen bestehenden Steuergestänge besteht, das von Hand oder unter Einwirkung von Böen betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegeneinander verschiebbaren Teile (7, 8) des Steuergestänges an parallel zur Hochachse liegenden Teilen zweier Hebel (12, 13) angelenkt sind, die von einem gemeinsamen schwebenden Glied (16) gehalten werden und durch eine an den dem schwebenden Glied gegenüberliegenden Enden angreifende Feder (19) verbunden sind, und daß an den parallel zur Längsachse oder zur Querachse liegenden Schenkeln der beiden Hebel Massen befestigt sind zum Zwecke, in an sich bekannter Weise infolge ihrer Trägheit selbsttätig die Beschleunigung in Richtung der Hochachse zu begrenzen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Gestänge parallel zur Längsachse liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel Winkelhebel sind, deren Scheitel am schwebenden Glied (16) angelenkt sind, dessen parallel zur Hochachse lie-» gende Schenkel an den beiden Teilen (7, 8) des Gestänges angelenkt sind und dessen zur Längs- oder Querachse parallel liegende Schenkel die Massen tragen.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Einstellung der Steuerfläche von Hand oder selbsttätig, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelhebel in ihren Scheitelpunkten fest gelagert sind und der Steuerknüppel in der Mitte der Feder (26) angreift, die die äußeren Enden der parallel zur Hochachse liegenden Schenkel verbindet.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen