DE745400C - Als Hohl-Bauteil ohne innere Laengswaende ausgebildetes, metallbeplanktes Ruder fuer Luftfahrzeuge - Google Patents

Als Hohl-Bauteil ohne innere Laengswaende ausgebildetes, metallbeplanktes Ruder fuer Luftfahrzeuge

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DE745400C
DE745400C DEJ66048D DEJ0066048D DE745400C DE 745400 C DE745400 C DE 745400C DE J66048 D DEJ66048 D DE J66048D DE J0066048 D DEJ0066048 D DE J0066048D DE 745400 C DE745400 C DE 745400C
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DE
Germany
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rudder
nose
planking
panel
aircraft
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Expired
Application number
DEJ66048D
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English (en)
Inventor
Fritz Freundel
Gerhard Hartmann
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Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C9/00Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Description

  • Als Hohl-Bauteil ohne innere Längswände ausgebildetes, metallbeplanktes Ruder für Luftfahrzeuge Die Erfindung ersreckt sich auf Hohl-Bauteile mit einseitig gelagertem Schwerpunkt, die als gewichtsausgeglichene Ruder an.Luftfahrzeugen Verwendung finden. Bei derartigen Bauteilen besteht die Aufgabe, einen zumindest angenäherten Gewichtsausgleich bei geringstmöglichem Gesamtgewicht bei gleichzeitig leichter Fertigungsmöglichkeit und größter Unempfindlichkeit des Bauteils gegen Beschädigungen aller Art zu erzielen.
  • Viele der bisher bekannten Bauteile dieser Art weisen zur Lösung der geschilderten Bauaufgabe einen biegungs- und verdrehfesten Kastenträger im Vorderteil auf, an den sich ein möglichst leichter, im allgemeinen- mit Stoff bespannter Endteil anschließt. Diese Bauart ergibt nun zwar bei Verwendung der Stoffbespannung befriedigend leichte und für die Fertigung vorteilhafte Bauteile, doch besitzt die Stoftbespannung als solche keine ausreichende Unempfindlichkeit gegen Beschädigungen durch auftreffende Fremdkörper und durch Witterungseinflüsse. Bei einfachem Ersatz der Stoffbespannung durch eine feste Beplankung steigt jedoch sofort das Baugewicht vor allem durch den dann erforderlich werdenden Gewichtsausgleich im Vorderteil erheblich an, während gleichzeitig die Fertigung des nun ganz geschlossenen Bauteils sehr erschwert wird. Es ist auch schon bekannt, Flugzeugteile unter Verzicht auf alle den Innenraum unterteilende, in Längsrichtung des Bauteils verlaufende Bauglieder, wie Trägerstege u. dgl., als Hohl-Bauteile herzustellen, bei denen insbesondere durch getrennte Anfertigung eines Ober- und Unterteiles und nachträglichen Zusammenschluß an vorn und hinten liegenden Verbindungsstellen die Herstellung ganz. erheblich vereinfacht und beschleunigt werden kann. Bei den bekannten Bauteilen dieser Art sind jedoch die Gurtquerschnitte als tragende Schalen über einen erheblichen mittleren Teil der Profiltiefe verteilt untergebracht oder aber als Einzelgurte an der Stelle größter Profilhöhe angeordnet zur bestmöglichen Ausnutzung der vorhandenen Bauhöhe. Die Schwerpunkte der Biegungsträger liegen hierbei naturgemäß weit hinter der bei Rudern u. dgl. mit Rücksicht auf den aerodynamischen Ausgleich zumeist in etwa % .der Bauteiltiefe Drehachse. Dies gilt in gleicher Weise auch für eine weiter bekannte Bauart von als Hohl-Bauteile gestalteten Flügeln von Metallpropellern, deren vordere und hintere Blattkanten mit innenliegenden Verstärkungen versehen sind, sowie für eine bereits vorgeschlagene Bauweise zur Herstellung von Hohlkörpern, wie Flächen, Vorflügel u. dgl., für den Flugzeugbau durch Zusammenbiegen der mit in Flugrichtung durchlaufenden Rippen besetzten einstöckigen Beplankung.
  • Abweichend von dem Bekannten besteht nun die Erfindung darin, daß an einem als Hohl-Bauteil ohne innere Längswände ausgebildeten metallbeplankten Ruder mit in Flugrichtung durchlaufenden, der Profilform angepaßten Ouerrippen zur einseitigen Verlagerung des Schwerpunktes der vor der Ruderdrehachse liegende Nasenbeplankungsteil eine größere Wanddicke als der dahinterliegende Beplankungsteil und in Richtung der Ruderdrehachse verlaufende Längsversteifungen aufweist, die an der Außenkante der vorzugsweise formgepreßten Rippen angeordnet sind. Diese Ausgestaltung, bei der die Nasenbeplankung gleichzeitig als Biegungsträger für das Ruder und als Ausgleichsgewicht zum Vorverlegen des Schwerpunktes dient, vereinigt in sich eine Verminderung des Gesamtgewichts durch zumindest teilweise Einsparung des besonderen Ausgleichsgewichtes, gute Fertigungsmöglichkeit durch das Fehlen von allen das Ruder unterteilenden Längswänden und größte Unempfindlichkeit gegenüber Beschädigungen aller Art durch die gleichzeitig zur Aufnahme der Verdrehbeanspruchung dienende Außenbeplankung. i Darüber hinaus sichert die verstärkte Nasenbeplankung ein besonders genaues Einhalten der Ruderquerschnittsforin an dem wichtigen Profilvorderteil und verbessert dadurch die aerodynamischen Eigenschaften des damit ausgerüsteten Luftfahrzeuges.
  • Bei der neuen Bauweise wird also für die Gestaltung des Biegungsträgers bewußt auf die beste Ausnutzung der gegebenen Bauhöhe für den Biegungsträger verzichtet, um durch die möglichst weite Verlagerung des Trägerquerschnittes an die Profilvorderkante das Trägergewicht an einem möglichst großen Hebelartn vor der Drehachse des Bauteils als Ausgleichsgewicht für die hinter der Drehachse liebenden Teile tvirken zü lassen.
  • Um ein Ausknicken des höchst beanspruchten Teiles der als Träger dienenden verstärkten Nasenbeplankung schon bei zu niedrigen Spannungen zu verhindern, ist es vorteilhaft, die in der Längenerstreckung des Ruders verlaufenden Aussteifungen, insbesondere an der Übergangsstelle, zur dünneren Beplankung anzuordnen, um die örtliche Festigkeit der an dieser Stelle zumeist nur schwach gekrümmten Beplankung zu erhöhen.
  • Es wäre nun mit Rücksicht auf das Baugewicht unwirtschaftlich, die ganze Nasenbeplankung aus einem dickwandigeren Werkstoff anzufertigen, als für die Aufnahme der Biegungsbeanspruchung erforderlich ist. Da durch die als Biegungsträger verstärkte Ausführung der \?asenbeplankung allein die beabsichtigte Verlagerung der Schwerachse bis in die Drehachse in der Regel nicht in vollem :Maße erreicht wird, ist es zumeist erforderlich, je nach den Anforderungen an die aerodynamische Güte des betreffenden Flugzeuges einen an sich bekannten außen- oder innenliegenden Gewichtsausgleich mit möglichst großem Abstand von der Drehachse zusätzlich anzuordnen, Bei hohen Anforderungen an die aerodynamische Güte ist es dabei besonders vorteilhaft, an der Profilvorderkante eine zusätzliche Verstärkungsbeplankung anzuordnen, die aus einem Werkstoff mit höherem Elastizitätsmodul und höherem spezifischem Gewicht als der Beplankungswerkstoff besteht. Auf diese Weise kann nämlich das Verstärkungsglied außer seiner Eigenschaft als zusätzlicher Gewichtsausgleich trotz seiner geringen Höhenerstreckung in einem gewissen Umfang auch zur Aufnahme der Biegebeanspruchung des Ruders mit beitragen.
  • Die Herstellung des erfindungsgemäßen Ruders läßt sich dadurch noch besonders vereinfachen, daß die in an sich bekannter Weise einzeln hergestellten Ruderhälften durch Verbindungsglieder längs der Vorder- und Hinterkante zusammensetzbar ausgebildet sind. Besonders vorteilhaft für die äußere Formgebung ist dabei die Verwendung einer scharnierartigen Verbindung bekannter Art an der Vorderkante des Bauteils, die eine nach außen völlig glatte Form ergibt. Da bei einem solchen zweiteiligen Aufbau die formgebenden Aussteifungsglieder (Rippen) des Hohl-Bauteils notwendigerweise . auch nur geteilt und deshalb einzeln nur mit etwa der halben Bauhöhe ausgeführt werden können, bedingt diese Ausführungsform jedoch einen etwas höheren Gewichtsaufwand als bei ungeteilt hergestelltem Bauteil.
  • Falls die Aufgabe auftritt, an einem erfindungsgemäßen Bauteil einen im. vorgeschriebenen Ruderumriß verlaufenden Ansatzkörper, beispielsweise eine Enteisernase, lösbar anzubringen, liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß ein Teil der Nasenbeplankung innerhalb des - Ruderumrisses verläuft und durch den: profilierten Ansatzkörper zu dem-Ruderprofil ergänzt wird.
  • Sind bei dem erfindungsgemäßen Ruder mit im Innern verlaufender Drehachse mehrere Lagerpunkte über die Längenerstreckung angeordnet, so werden vorteilhaft die erforderlichen Ausschnitte in der Nasenbeplankung durch hinter den Ausschnitten angeordnete kurze Hilfsträger überbrückt.
  • In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des neuen Ruders dargestellt, und zwar zeigen die Abb. i bis 4 vier verschiedene Flugzeugruder im Schnitt und Abb. 5 ein Ruder mit Ausschnitten in der Beplankung für die Lagerung in Draufsicht. In dem Ruder der Abb. i dient die verstärkte Nasenbeplankung i gleichzeitig als Biegungsträgei und als Ausgleichsgewicht für die. zum größeren Teil hinter der Drehachse 5 liegende dünne Außenbeplankung 2 und die formgebenden Rippen 3. An der Übergangsstelle von der dicken Nasenbeplankung i zu der dünnen Außenhaut .2 des Ruderhinterendes sind die in Richtung der Ruderlängenerstrek-. kung verlaufenden Aussteifungsglieder 4 zur Erhöhung der örtlichen Knickfestigkeit der Nasenbeplankung angeordnet, die entweder mit der Beplankung aus einem Stück bestehen oder auch als besondere Bauglieder ausgeführt sein können.
  • Das Ruder nach Abb. 2 zeigt grundsätzlich den gleichen Aufbau wie das nach Abb. i mit dem Unterschied, daß zur weiteren Verlagerung des Schwerpunktes an der Nasenbeplankung i ein zusätzliches Verstärkungsglied 6 angebracht ist, das aus einem Werkstoff mit größerem Elastizitätsmodul und höherem spezifischem Gewicht besteht, als sie der Beplankungswerkstoff aufweist. Das Verstärkungsglied 6 erfüllt dadurch neben seiner Hauptaufgabe als zusätzlicher Gewichtsausgleich gleichzeitig den Zweck, die Nasenbeplankung von einem Teil der Biegungsbeanspruchung zu entlasten, da in dem Verstärkungsglied aus dem steiferen Werkstoff bei einer bestimmten Durchbiegung des ganzen Bauteils trotz der geringeren Bauhöhe erhebliche Biegespannungen auftreten.
  • Die Abb.3 zeigt ein in zwei Teilen hergestelltes und nachträglich zusammengesetztes Ruder. Die jeweils aus einer verstärkten Nasenbeplankung i bzw. i' mit Aussteifungen 4 bzw. q.' einer dünnen restlichen Bep:lankung 2 bzw. 2' und einem formgebenden Aussteifungsglied 3 bzw. 3'- bestehenden Teilstücke sind bei diesem Ausführungsbeispiel vorn an den scharnierartigenVerbindungsgliedern 7, 7' durch den Scharnierstift 8 und hinten durch Nieten 9 miteinander verbunden.
  • :In dem gleichfalls aus mehreren Teilen zusammengesetzten. Ruder der Abb. 4 ist gezeigt, wie der verstärkte Nasenteil i' des Unterteils nach innen von dem Profilumriß abweicht, um Platz zu lassen für den abnehmbaren Heizkörper io, der das Bauteil zum Gesamtprofil ergänzt.
  • Abb. 5 zeigt schließlich ein Ruder nach der Erfindung im Grundriß, an dem die verstärkte Nasenbeplankung i Ausschnitte i i für Lagerarme zur Halterung des Bauteils in der im Inneren des Bauteils verlaufenden Drehachse 5 aufweist. Zur Umleitung der Biegemomente an den Ausschnitten sind in diesem Fall kurze Hilfsträger 1a hinter dem Ausschnitt in den Bauteil eingefügt.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Als Hohl-Bauteil ohne innere Längswände ausgebildetes, metallbeplanktes Ruder für Luftfahrzeuge mit in Flugrichtung durchlaufenden, der Profilform angepaßten Querrippen, dadurch gekennzeichnet, daß der vor der Ruderdrehachse (5) liegende Nasenbeplankungsteil eine größere Wanddicke als der dahinterliegende Beplankungsteil (2) und in Richtung der Ruderdrehachse verlaufende Längsversteifungen (4., 4') aufweist, die an der Außenkante der vorzugsweise formgepreßten Rippen (3) angeordnet sind.
  2. 2. Ruder nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsversteifungen (4) des Nasenbeplankungsteils (i) an der Übergangsstelle zur dünneren Beplankung (2) angeordnet sind.
  3. 3. Ruder nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am vordersten Teil und innerhalb der Nasenbeplankung (i) eine zusätzliche Verstärkungsbeplankung (6) angebracht ist, deren Werkstoff einen größeren Elastizitätsmodul und ein höheres spezifisches Gewicht als der Werkstoff der übrigen Beplankung (i) hat. d..
  4. Ruder nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die einzeln hergestellten Ruderhälften durch längs der Vorder-und Hinterkante angeordnete Verbindungsteile (8, 9) zusammensetzbar ausgebildet sind.
  5. 5. Ruder nach den Ansprüchen i bis d, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (i') der Nasenbeplankung (i) innerhalb des Ruderumrisses verläuft und durch einen profilierten Ansatzkörper, beispielsweise eine Enteisungsnase (io), zu dem Ruderprofil ergänzt ist.
  6. 6. Ruder nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Lagerstellen vorhandenen Ausschnitte (i I) der Kasenbeplankung (i, i') durch hinter den Ausschnitten angeordnete kurze Hilfsträger (i2) überbrückt sind.
DEJ66048D 1939-12-01 1939-12-01 Als Hohl-Bauteil ohne innere Laengswaende ausgebildetes, metallbeplanktes Ruder fuer Luftfahrzeuge Expired DE745400C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3832949A1 (de) * 1988-09-28 1990-04-05 Claudius Dornier Seastar Gmbh Angestroemtes bauteil von flugkoerpern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3832949A1 (de) * 1988-09-28 1990-04-05 Claudius Dornier Seastar Gmbh Angestroemtes bauteil von flugkoerpern

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