DE736331C

DE736331C - Auxiliary rudder control for aircraft

Info

Publication number: DE736331C
Application number: DEH159145D
Authority: DE
Inventors: Georg Polemann
Original assignee: Heinkel Flugzeugwerke E GmbH
Current assignee: Heinkel Flugzeugwerke E GmbH
Priority date: 1939-03-29
Filing date: 1939-03-29
Publication date: 1943-06-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung· von Hilfsrudern für Steuerruder an Luftfahrzeugen, bei der das Hilfsruder hinter dem Haüptruder angeordnet ist.
Mit der Zunahme der Größe und Geschwindigkeit eines Flugzeuges wachsen bekanntlich auch die Größe der benötigten Steuerflächen und daher die zu. deren Bewegen aufzuwendenden Kräfte. Um 'diese auf den Steuierknüppel ο. dgl. wirkenden Kräfte Hein zu halten, werden zum Ausgleich der Rudermomente Hilfsrudervorrichtungen, wie Ausgleichsflächen u. dgl., an den Rudern angeordnet. Diese Ausgleichsflächen oder Hilfsruder können hinter dem Haüptruder, über oder unter dem. Ruder angeordnet sein und sind derart beweglich, daß sie beim Verschwenken der Hauptruderflächen zwangsläufig um einen vom Hauptruderausschlag abhängigen Winkel verschwenkt werden.The invention relates to a control device for auxiliary rudders for steering rudders on aircraft, in which the auxiliary rudder is arranged behind the main rudder.
As is well known, with the increase in the size and speed of an aircraft, the size of the control surfaces required and therefore also increase. their moving forces to be expended. To 'this on the control stick ο. To maintain the like. Acting forces Hein, auxiliary rudder devices, such as compensation surfaces and the like, are arranged on the rudders to compensate for the rudder torques. These compensation surfaces or auxiliary rudders can be behind the main rudder, above or below the. Rudders can be arranged and are movable in such a way that when the main rudder surfaces are pivoted they are inevitably pivoted through an angle that is dependent on the main rudder deflection.

Ferner ist es bekannt, Hilfssteuerflächen so anzuordnen, daß sie in Nullstellung in einer Höhlung liegen, die an der Unterseite der Hauptruderfläche vorgesehen ist. Bei Ausschlag des Haupt- und Hilfsruders oder des Hilfsruders allein wird die Drehachse der HilfsSteuerfläche in bezug auf die Hauptsteuerfläche verschoben.It is also known to arrange auxiliary control surfaces so that they are in the zero position in a Lying cavity, which is provided on the underside of the main rudder surface. When the main and auxiliary rudders are deflected or the auxiliary rudder alone becomes the axis of rotation of the auxiliary control surface with respect to the main control surface postponed.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei größeren Ausschlägen die Wirkung der Hilfsruder, die hinter dem Hauptruder angeordnet sind, stark abnimmt. Der Zweck der Vorrichtung, nämlich die Entlastung des Hauptruders zu erzielen, wird verfehlt, und die Ruderkräfte auf dem Steuerknüppel o. dgl. wachsen stark an.It has now been shown that with larger deflections the effect of the auxiliary rudder, the are arranged behind the main rudder, decreases sharply. The purpose of the device, namely Achieving the relief of the main rudder is missed, and the rudder forces on the joystick or the like grow strongly.

Dieses starke Absinken der Wirkung von hinter dem Hauptruder angeordneten Hilfsrudern bei größeren Ruderausschlägen kommt einmal daher, daß die Hilfsruder im Abstrom des Hauptruders liegen. Hierdurch ist die Wirkung von vornherein uniregelmäßig und unstetig. Zum anderen ist es eine Folge davon, daß die Hilfsruder durch das Hauptruder bei großen Ruderausschlägen abgeschirmt werden. Zur Vermeidung der obengenannten +5 Nachteile und zur Verbesserung der Hilfs-This sharp drop in the effect of auxiliary rudders placed behind the main rudder with larger rudder deflections it is because the auxiliary rudders are located in the downstream of the main rudder. This is the Effect irregular and discontinuous from the outset. On the other hand it is a consequence of that the auxiliary rudders are shielded by the main rudder in the event of large rudder deflections. To avoid the above +5 Disadvantages and to improve the auxiliary

ruderwirkung wird gemäß der Erfindung das Hilfsruder so angeordnet, daß es sich besonders bei großen Ruderaueschlägen in einer Lage befindet, in der es gut angeströmt wird. Dieses wird dadurch erreicht, daß die Hilfsruderdrehachse in bezug auf das Hauptruder nach oben und unten gleichsinnig mit dem Hauptruderaueschlag zwangsläufig verschiebbar angeordnet ist.rudder effect is arranged according to the invention, the auxiliary rudder so that it is particularly is in a position where there is a good flow in the event of large rudder strokes. This is achieved in that the auxiliary rudder axis of rotation with respect to the main rudder up and down in the same direction as the Main rudder lock is inevitably arranged to be displaceable.

ίο Bei Ausschlag des Hauptruders wandert das Hilfsruder in Richtung des Hauptraderausschlages aus und kommt dadurch in eine Strömung, die nicht oder nur unwesentlich durch das Hauptruder beeinflußt oder gestört ist.ίο When the main rudder is deflected, the auxiliary rudder moves in the direction of the main wheel deflection and thus comes into a current that is not or only insignificantly influenced or disturbed by the main rudder is.

Der Erfindungsgegenstand ist anwendbar in Verbindung mit dem Höhensteuer, mit dem Seitensteuer oder auch dem Quiersteuer eines Luftfahrzeuges, ferner in Verbindung mit der Steuerung eines Wasserfahrzeuges.The subject matter of the invention is applicable in connection with the altitude tax, with the Side steering or the quarter steering of a Aircraft, also in connection with the control of a watercraft.

Gegenüber den bekannten Anordnungen hat die Erfindung den Vorteil einer besseren Hilfsruderwirkung sowohl bei direkten als auch bei solchen Antrieben, bei denen die relative Drehung des Hilfsruders gegenüber dem Hauptruder nicht vom Ausschlagwinkel des Hauptruders abhängt, sondern von dem auf das Hauptruder wirkenden Drehmoment.Compared to the known arrangements, the invention has the advantage of a better auxiliary rudder effect both with direct drives and those in which the relative rotation of the auxiliary rudder compared to the Main rudder does not depend on the deflection angle of the main rudder, but on the one the main rudder acting torque.

Ferner ermöglicht es die neue Hilfsruder anordnung, die bis zum Eintritt der Bewegung· des Hilfsruders erforderlichen Steuerwege auf ein Mindestmaß herabzusetzen.Furthermore, the new auxiliary rudder arrangement makes it possible to operate until the movement begins. the auxiliary rudder required control path to reduce to a minimum.

Außerdem hat die Vergrößerung der Hilfsruderwirkung eine Verkleinerung derFlächengröße des Hilfsruders zur Folge, wodurch wiederum der Wirkungsverlust des Hauptruders verringert wird.In addition, the increase in the auxiliary rudder action has a decrease in the area of the wing of the auxiliary rudder, which in turn reduces the loss of effectiveness of the main rudder.

Die Abb. 1 und 2 stellen zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar, und zwar zeigt die Abb. 1 einen Querschnitt durch ein Höhenruder eines Luftfahrzeuges mit dei" neuen Hilfsruderanordnung.Figs. 1 and 2 show two embodiments of the subject matter of the invention, and although Fig. 1 shows a cross section through an elevator of an aircraft with the " new auxiliary rudder arrangement.

Die Abb. 2 zeigt eine ganz ähnliche Anordnung wie Abb. 1 in perspektivischer Darstellung mit im Strak des Hauptruders angeordnetem Hilfsruder und mit Einrichtungen, um den Hilfsruderausschlag in Abhängigkeit von dem am Hauptruder auftretenden Drehmoment zu steuern.Fig. 2 shows a very similar arrangement to Fig. 1 in a perspective view with auxiliary rudder arranged in the strak of the main rudder and with devices to control the auxiliary rudder deflection to be controlled by the torque occurring at the main rudder.

In der Abb. 1 sind drei Ruderausschläge dargestellt, und zwar ist mit ausgezogenen Linien die Nullstellung und mit gestrichelten Linien ein Ausschlag um 25⁰ nach oben und ein Ausschlag um 25⁰ nach unten dargestellt.In Fig. 1 three rudder deflections are shown, namely the zero position is shown with solid lines and a deflection of 25 ⁰ upwards and a deflection of 25 ⁰ downwards with dashed lines.

Hinter der Kiel- oder Dämpfungsflosse oder Tragfläche 3, je nachdem ob es sich um eine Seiten-, Höhen- oder Quersteuerung handelt, ist das Hauptruder 1 um die Achse 8 drehbar angeordnet. Im hinteren Teil des Hauptruders 1 ist der Winkelhebel 4 drehbar gelagert. Ein Ende des Winkelhebels 4 trägt die Drehachse 9 des Hilfsruders 2. Das andere Ende ist durch Lenker 6 mit einem auf der Flosse oder Tragfläche 3 angeordneten Festpunkt 7 verbunden. Ferner ist das Hilfsruder 2 durch einen Lenker 5 mit dem Festpunkt 7 verbunden. Der Antrieb des Hauptruders 1 erfolgt in bekannter, nicht dargestellter Weise.Behind the keel fin or damping fin or wing 3, depending on whether it is a If rudder, elevator or aileron control is involved, the main rudder 1 can be rotated about the axis 8 arranged. In the rear part of the main rudder 1, the angle lever 4 is rotatably mounted. One end of the angle lever 4 carries the axis of rotation 9 of the auxiliary rudder 2. The other The end is through the handlebar 6 with a fixed point arranged on the fin or wing 3 7 connected. Furthermore, the auxiliary rudder 2 is connected to the fixed point 7 by a handlebar 5 tied together. The main rudder 1 is driven in a known manner, not shown.

Die Wirkungsweise der neuen Hilfsruderanordnung ist folgende: 70'The mode of operation of the new auxiliary rudder arrangement is as follows: 70 '

Wird das Hauptruder 1 nach oben oder nach unten verschwenkt, so führt das Hilfsruder infolge der Gestängeführung in bezug auf das Hauptruder eine Relativbewegung aus, die sich aus einer Drehung der Schwenkachse 9 des Hilfsruders um die Lagerung des Winkelhebels 4 und aus einer Drehung des Ruders um seine Schwenkachse 9 zusammensetzt. Man kann sich die Bewegung auch aus einer Parallelverschiebung des Hilfsruders mit anschließender Drehung um seine Schwenkachse erzeugt denken.If the main rudder 1 is pivoted up or down, the auxiliary rudder leads due to the rod guidance with respect to the main rudder a relative movement from, resulting from a rotation of the pivot axis 9 of the auxiliary rudder to the storage of the Angle lever 4 and composed of a rotation of the rudder about its pivot axis 9. You can also see the movement from a parallel shift of the auxiliary rudder subsequent rotation about its pivot axis generated think.

Bei dem Beispiel in Abb. 2 liegt das Hilfsruder 2' im Strak des Hauptruders 1'. Die Führung des Hilfsruders erfolgt ebenso wie beim Beispiel nach Abb. 1 durch den im Hauptruder 1' gelagerten Winkelhebel 4 und die beiden Lenker 5 und 6. Die beiden Enden der Lenker 5 und 6 sind hier jedoch am Ende eines um die Hauptruderachse 8 frei drehbaren Hebels 9' angelenkt. Die Schwenkung des Hauptruders erfolgt durch die Stoßstange 10, die am Ende des um die Hauptruderachse 8 ebenfalls drehbaren Hebels 11 angelenkt ist. Der Hebel 11 ist ferner über diie Zug- und Druckfeder 12 mit dem Hauptruder verbunden. Derartig angeordnete Teleskopfederstreben sind bereits vorgeschlagen worden. Sein Ausschlag ist ferner durch die Anschläge 13 und 14 beschränkt. Weiterhin sind die Schwenkhebel 9' und 11 durch einen auf dem Hauptruder bei 15 gelagerten zweiarmigen Hebel 16 gelenkig miteinander verbunden. In the example in Fig. 2, the auxiliary rudder 2 'is in the strak of the main rudder 1'. the As in the example in Fig. 1, the auxiliary rudder is guided by the im Main rudder 1 'mounted angle lever 4 and the two handlebars 5 and 6. The two ends the handlebars 5 and 6 are here, however, at the end of a freely rotatable about the main rudder axis 8 Lever 9 'hinged. The main rudder is pivoted through the bumper 10, which are hinged to the end of the lever 11, which is also rotatable about the main rudder axis 8 is. The lever 11 is also about the Tension and compression spring 12 connected to the main rudder. Telescopic spring struts arranged in this way have already been proposed. His rash is also due to the attacks 13 and 14 restricted. Furthermore, the pivot levers 9 'and 11 are open by a the main rudder at 15 mounted two-armed lever 16 articulated together.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist praktisch die gleiche wie die des vorausgehenden Beispiels, nur mit dem Unterschied, daß der Ausschlag des Hilfsruders jetzt in Abhängigkeit von dem an dem Hauptruder auftretenden Drehmoment erfolgt. Bei kleinen Drehmomenten gibt die Feder 12 nur wenig nach, so daß das Hilfsruder praktisch seine Mittellage in bezug auf das Hauptruder beibehält. Durch die Anschläge 13 und 14 ist der größte Anschlag des Hilfsruders festgelegt. Der zweiarmige Hebel dient zur Umkehr der Drehrichtung, damit ebenso wie bei dem vorausgehenden Beispiel Haupt- und Hilfsruder nach entgegengesetzter Richtung ausschlagen. The operation of the arrangement is practically the same as that of the previous one Example, only with the difference that the deflection of the auxiliary rudder is now dependent on that of the main rudder occurring torque takes place. With small torques, the spring 12 gives only a little after, so that the auxiliary rudder practically retains its central position with respect to the main rudder. The stops 13 and 14 define the greatest stop of the auxiliary rudder. The two-armed lever is used to reverse the direction of rotation, just like with the previous example main and auxiliary rudder deflect in opposite directions.

Durch sinngemäße Änderung der Gestängeführung lassen sich auch noch andere Be-By changing the boom guide accordingly, other requirements can also be

wegungscharakteristiken für das Hilfsruder erzielen. So können beispielsweise die beiden Lenker 5 und 6 an zwei getrennten Punkten angelenkt sein, die entweder fest auf der Flosse liegen oder um die Achse 8 des Hauptruders drehbar sind.achieve movement characteristics for the auxiliary rudder. For example, the two Handlebars 5 and 6 be hinged at two separate points that are either fixed to the Fin or are rotatable about the axis 8 of the main rudder.

Claims

Patent claims:

ι. Auxiliary rudder control for aircraft in which the auxiliary rudder, which is swiveling behind the main rudder, executes a deflection in the opposite direction when the main rudder is deflected, characterized in that the auxiliary rudder axis (9) located in the main rudder center plane (main rudder symmetry plane xx ) when the rudder deflects from this rudder deflection Level out in the same direction as the main rudder deflection "inevitably" upwards or downwards.

2. Control system according to claim 1, characterized in that the auxiliary rudder (2) is rotatable on an angle lever (4) pivoted in the main rudder (1) and is connected to a fixed point by a link (5) and that the angle lever (4) is also connected to a fixed point by a link (6).

3. Control according to claim 1 and 2, characterized in that the fixed point of the handlebar (6) for the auxiliary rudder (2) with the fixed point of the handlebar (5) for the The angle lever (4) collapses.

4. Control · according to claim 1 to 3, characterized characterized in that the fixed points of the two links (5, 6) individually or together are adjustable.

1 sheet of drawings