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Steuereinrichtung für die Haupt- und Hilfsruder von Luftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine SteuereinrIchtung für die Haupt- und Hilfsruder von
Luftfahrzeugen und bezweckt die Gleichhaltung des Steuerkraftverlaufs bei jeder
Schwerpunktlage.
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Es sind Steuereinrichtungen für die Haupt-und Hilfsruder bekannt,
wobei das Hilfsruder unabhängig von seiner selbsttätigen, der Bewegung des Hauptruders
entgegengesetzt gerichteten Bewegung beliebig gegenüber dem Hauptruder verstellt
werden kann (Trimmeng). Dieser Vorschlag, der zwar eine willkürliche Steuerung des
am Hauptruder angelenkten Hilfsruders neben dessen zwangsläufiger Steuerung vorsieht,
aber keine Änderun;g des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Haupt- und Hilfsrudersteuerung
ermöglicht, hat den Nachteil, daß bei veränderter Schwerpunktlage endentsprechender
Einstellung des Hilfsruders (Trimmurig) der Ruderkraftausgleich ungünstig beeinflußt
wird.
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Es ist ferner ein Vorschlag bekannt; bei dem das Leitwerk aus einer
um eine festliegende Achse schwenkbaren Flosse und an ihr angelenktem Ruder besteht,
bei -dem Flosse und Ruder gleichzeitig und im -gleichen Sinne, jedoch das Ruder
unter größerem Winkel zur-Mitttellage verstellt wird, bei welcher Anordnung eine
Änderung des Übersatzungsverhältnisses dadurch ermöglicht wird, daß mit dem Ruder
ein Hebel` fest verbunden ist, von dem ein Punkt auf einer bestimmten Bahn geführt
wird. Bei dieser Anordnung, die lediglich eine Verbessierung der Steuerwirkung bezweckt,
ist aber wiederum eine Trimmurig nicht möglich.
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Den gleichen: Nachteil weist eine andere Anordnung eines Luftfahrzeugruders
mit Ausgleichflächen auf, wobei die Ausglevchfläche
um .eine besondere,
an einem Hebelarm festsitzende Achse angeordnet wird, denn hier ist ein willkürlicher
Einfiuß auf die Stellung des Hilfsruders zum Hauptruder ebenfalls nicht möglich.
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Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung behebt die Nachteile der bekannten
Steuierungen und vereinigt ihre sämtlichen Vorteile in sich. Sie ist gekennzeichnet
durch eine Kombination von zwei bekannten Anordnungen, nämlich der willkürlichen
Steuerung des am Hauptruder angelenkten Hilfsruders neben dessen zwangsläufiger
Steuerung und d@tr willkürlichen Änderung des übersetztungst-:erhältnisses zwischen
der Haupt- und Hilfsrudersteuierung.
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Es ist also dass Wesen der Erfindung, daß bei beliebigen Trimmstellungen
des Hilfsruders der Ruderkraftausgleich willkürlich veränderbar ist, wodurch bei
verschiedener Schwerpunktslage gleiche oder praktisch gleiche Steuerkräfte ,erreicht
werden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für verschiedene Ruderausgleiche
gezeigt. Es zeigen: Abb. i die Seitenansicht eines Höhenleitwerks mit Hilfsruder,
Abb.2 eine schematische Darstellung mit Ruder- und Hilfsruderausschlägen, Abb.3
die teilweise Seitenansicht des Höhenleitwerks gemäß Abb. i mit anderen Mitteln
zur Erreichung des :erfindungsgemäßen Erfolges, Abb. 4. das H:öhenleitcverk mit
verstellbarer Flosse, Abb. 5 einen Ruderausgleich mittels Feder, Abb.6 das Ausführungsbeispiel
einer Verstelleinrichtung voan Hand.
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Das Leitwerk, z. B:. Höhenleitwerk, besteht aus der Flossea, dem Hauptruder
b und dem Hilfsruder c; d sind die Steuerorgane, z. B. Steuerseile, für das Ruder
b.
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An einer festen Halterunge, auf der Zeichnung eine an der Flosse angebrachte
Winkelkonsole, ist der Lenkerfan Stelle :des Zwischenhebels/' drehbewieglich vorgesehen.
An seinem freien Ende greifen die Stoßstange,'-für das Hilfsruder c und das Verstellgestänge
fa zur Einstellung des genannten Hilfsruders c gelenkig -an.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung
dient .die schematische Darstellung der Abb. 2. Es werden drei Trimmstellungen des
Hilfsruders c bei zwei Ausschlägen des Hauptruders b zeichnerisch erläutert. Dieses
schematische Bild dient im übrigen sinngemäß zur Erklärung für alle beschriebenen
Ausführungsbeispiele. Bei normaler Schiverpunktslage bleiben beide Ruder b und c
gestreckt. Die Ziffern i, 2, 3 oder 2', 3' bezeichnen die Stellungen des Hilfsruders
c und die Gelenkpunkte des Gestänges g, 1a; f . Für das Ruder b sind
zwei gleich große Endausschläge nach oben und unten angenommen. Hilfsruder c und
Gestänge g, 1a; f stellen sich bei Hauptruderausschlag b
und
normaler Schwerpunktslage in die mit i-i bezeichnete Stellung ein. Hilfsruder c
bewirkt den Ruderausgleich. Mit der üblichen starren Gelenkanordnung des Gestänges
g, Ir, f ist bei Trimmung mittels Hilfsruder c durch Verstellung, z. B. nach
2', der Ruderausgleich nicht gewährleistet. Hilfsruder c geht nur in die Stellung
2'-2'. ohne die veränderte Schwerpunktslage zu berücksichtigen.
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Mit der Lenkeranordnung f wird demgegenüber eine Änderung im Übersetzungsverhältnis
zwischen Haupt- und Hilfsruder herbeigeführt, die bewirkt, daß der Gelenkpunkt des
Gestängesg,li, /stetig nach 2 ansteigt. Durch die damit erzielte veränderte Hilfsruderstellung
2-2 ist der veränderten Schiverpunktslage Rechnung getragen und der Kraftausgleich
nicht nur für die gezeichnete Endstellung, sondern auch für die Zwischenstellungen
des Ruders b im stetigen Verhältnis gesichert. Das Entsprechende gilt für die mit
den Ziffern 3 oder 3' gekennzeichneten Stellungen. Auch hier würde nach der bisherigen
Anordnung Gelenkpunkt i, in Abb. 2 links, nach 3' geführt, zum Nachteil des Ruderkraftausgleiche:s.
Infolge der stetigen Verstellung nach 3 wird ein restloser Ausgleich geschaffen.
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Die technische Lösung des Problems ist nicht an die Anwendung des
Lenkers f gebunden.
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Das Ausführungsbeispiel der Abb.3 sieht vor, den Gelenkpunkt des Gestänges
g, 1t in einer Kulissenführung zu steuern. Die Bewegung des Gestänges lt erfolgt
dabei über der. Schwenkhebel lt' z. B. mittels Seilzüge. Es ist ,zu bemerken,
daß die kreisbogenartige Führung für den Gelenkpunkt keineswegs Bedingung ist, sondern
die Kulissenführung als Mittel zur Änderung der Übersetzung kann dien Erfordernissen
entsprechend anders ausgeführt sein.
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Eine andere Lösung veranschaulicht die Abb.,.. Hierbei wird die Trimmung
durch die schwenkbare Flosse a bewirkt. Das Gestänge li, betätigt die um a' schwenkbare
Flosse und stellt gleichzeitig eine kraftschlüssige Verbindung Tiber zwei Winkelhebel
i, Verbindungsgestänge 1.° und mit dem Gelenkpunkt des Gestänges g, 1z her. Dieser
Gelenkpunkt ist in der Führung uzt verstellbar. Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispieles
ist im Grunde die gleiche, wie sie an Hand der Abb. 2 eingehend erläutert wird.
Bei Schwen- -kung
der Flosse a um den Punkt a' nach unten oder
oben wird die gewünschte Trirnmung bewirkt und gleichzeitig über die Verbindung
i, 1z, i, h die notwendige Verlagerung des Gelenkpunktes Herreicht.
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Es gibt Steuerungen, bei denen unmittelbar mit dem Ruder b getrimmt
wird. Hierbei wird der Angriffspunkt einer Feder it mittels Handhebel o o. dgl.
verstellt, die andererseits am Knüppelp angreift. Der Ruderausgleich wird hierbei
häufig durch Ausgleichsklappen an der Rudernase bewirkt. Bei solchen Steuerungen
wird die Erfindung in der Weise angewendet, daß der Angriff der Federn am, Verstellhebel
o selbst noch veränderlich ist (vgl. Abb.5).
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Schließlich zeigt »die Abb.6 ein Ausführungsbeispiel für die Einstellung
des übersetzungsverh;ältnisses zwischen Haupt- und Hilfsruderausschlag von Hand.
Durch den von Hand verstellbaren Seilzug q kann über die Roller die Welle s verdreht
werden. Auf der Welle s sind gegenläufig verschiebbar, z. B. durch Anordnung von
Rechts- und Linksgewinde, die beiden Arme f' gelagert, an deren gemeinsamen Gelenkpunkt
f" die Stoßstangeg und Verstellgestänge'h (vgl. Abb. i und 3) gelenkig angreifen.
Durch Drehurig der Seilroller in der einen oder der anderen Richftung -,verden die
Armei' mehr oder weniger gespreizt, wodurch der Gelenkpunkt f" in der Höhe verstellt
wird: Es wird mit dieser von Hand betriebenen Einrichtung dasselbe @erreicht wie
mit den Anordnungen gemäß den Ausführungsbeispielen der Abb. i, 3 und q., bei denen
allerdings die Wirksamkeit selbsttätig ist. Die verstellbaren Arme f gemäß Abb.
6 entsprechen in Art und Wirkung dem bisherigen Zwischenhebel f, wie @er z. B. in
Abb. i vergleichsweise angedeutet ist. Sie bewirken also nicht die selbsttätige
Einstellbarkeit bei jedem Ruderausschlag, sondern die Einstellung snuß von Hand
:erfolgen.