DE857470C

DE857470C - Flugzeug mit einem Tragwerk mit veraenderlicher Kruemmung

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Publication number: DE857470C
Application number: DEN3453A
Authority: DE
Original assignee: NAVICO NAVIGATION COMMERCE IND
Current assignee: NAVICO NAVIGATION COMMERCE IND
Priority date: 1950-02-01
Filing date: 1951-02-01
Publication date: 1952-12-01

Description

Flugzeug mit einem Tragwerk mit veränderlicher Krümmung Bis heute hat man nur mit Flugzeugen der Hubschrauberbauart den senkrechten Start und den Flug in der Nähe des Stillstands ausführen können.
Jedoch kann der Hubschrauber wegen des Prinzips der sich drehenden Tragflächen keine Waagerechtgeschwicidigkeiten in der Größenordnung von Flugzeugen erreichen. Überdies isst seine Tragfähigkeit durch den zulässigen Durchmesser und die Anzahl seiner Rotoren begrenzt, deren Gewicht mit der verwendeten Leistung schnell ansteigt.
N7an hat auch schon sogenannte vierwandelbare Luftfahrzeuge vorgeschlagen, die dafür geeignet sind, sowohl die Abflugeigenschaften des Hubschraubers als die Fluggeschwindigkeit eines Flugzeugs herzugeben. Diese Luftfahrzeuge, die mit Drehflügeln für den Start und festen Tragflächen für den Flug bei höheren Geschwindigkeiten ausgestattet sind, haben eine sehr verringerte Nutzleistung, wenn diese nicht infolge der Gewichte und des aerodynamischen Widerstands der Art und Weise des zusätzlichen Auftriebs überhaupt Null ist.
Man hat ebenfalls an Luftfahrzeuge der Flugzeugbauart gedacht, derenLuftschraubenzug größer als das Gesamtgewicht ist. Jedoch müssen diese Flugzeuge senkrecht hochgezogen werden können und zu diesem Zweck mit einem besonderen Fahrwerk ausgerüstet sein, das so eingerichtet ist, daß das Flugzeug mit seinem Schwanz auf dem Boden aufruht. Außerdem müssen sie im Flug beim übergang von einer senkrechten in eine waagerechte Flugbahn um nahezu 9o° abkippen, wodurch die Besatzung in unerträgliche Lagen gebracht wird.
Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man vorgeschlagen, den Rumpf in bezug auf den übrigen Teil des Flugzeugs drehbar zu machen, um ihn in allen Flugfällen genau waagerecht zu halten.
In diesem Fall befindet sich -das Leitwerk, wenn es mit dem Rumpf verbunden ist, außerhalb der Luftschraubenstrahlen, sobald deren Achsen nach oben gerichtet sind, und kann im Augenblick des Starts oder der Landung nicht zum Steuern des Flugzeugs benutzt werden. Wenn das Leitwerk mit dem Tragwerk und den Luftschraubenwellen verbunden ist, ist das Flugzeug noch gezwungen, auf dem Schwanz aufzuruhen.
Welches auch die gewählte Einrichtung ist, so arbeiten die Luftschrauben, die, um einen ausreichenden Schraubenzug zu erhalten, mit großem Durchmesser ausgeführt sind, außerdem im Augenblick des Abkippmanövers bei nennenswerten Flugbahngeschwindigkeiten mit Schräganblasung, wodurch schädliche Schwingungen hervorgerufen werden.
Aus diesem Grunde hat man Luftfahrzeuge der Flugzeugbauart vorgeschlagen, bei denen die Zugkraft der Luftschrauben größer als das Flugzeuggesamtgewicht ist und die Tragflächen, die von den Luftschraubenstrahlen angeblasen und entsprechend gekrümmt werden, beispielsweise mittels die Krümmung vergrößernden Klappen, diesen Strahl nach unten ablenken. In diesem Fall ist der Abkippwinkel beim Übergang von der senkrechten in ,die waagerechte Flugbahn beträchtlich verringert, und die gewöhnliche Lage dieses Flugzeugtyps kann in allen Flugfällen annehmbar wiedergegeben werden.
Jedoch hat diese Einrichtung bis heute nicht verwirklicht werden können, denn der Pilot hat, wie unten auseinandergesetzt wird, kein Mittel zu seiner Verfügung, um sein Flugzeug im Gleichgewicht zu halten oder zu steuern.
Dieser Flugzeugtyp hat in der Tat die Gestalt eines normalen Flugzeugs mit Tragflächen veränderlicher Krümmung. Er ist schematisch in Abb. i in Ansicht dargestellt.
In dieser Abbildung sei i der Schwerpunkt des Flugzeugs, dessen Tragwerk 2 dem Strahl der Luftschrauben 3 ausgesetzt ist, die eine durch den Vektor 4 dargestellte Zugkraft ausüben. Diese Zugkraft kann in eine senkrechte Kraft 5 und eine waagerechte Kraft 6 zerlegt werden. Die aerodynamisch Resultierende 7 des auf das Tragwerk einwirkenden Luftschraubenstrahls läßt sich in die senkrechte Kraft 8 und die waagerechte Kraft q# zerlegen. Sobald die Summe der beiden Kräfte 5 und 8 mit dem durch die Kraft io ,dargestellten Gewicht im Gleichgewicht stehen und andererseits :die waagerechte Widerstandskomponente 9 entgegengesetzt gleich der Waagerechtkomponente der Zugkraft 6 ist, befindet sich das Flugzeug im Gleichgewicht.
Die von der Luftschraube 3 nach hinten geworfene Luftmasse wird der Richtung der Pfeile i i folgend durch das entsprechend gekrümmte Tragwerk 1,2 abgelenkt und strömt in der Richtung der Pfeile i3. nach unten ab.
Soweit ist das Prinzip, das man vorgeschlagen hat, um einem Flugzeug die Eigenschaft zu geben, sich im Flug in der .'@rt eines Hubschraubers im Stillstand zu halten, bekannt.
Da die Luftschraubenstrahlen von dem Tragwerk senkrecht nach unten abgelenkt werden, wird das Leitwerk nicht von diesen angeblasen und kann deshalb nicht zum Steuern des Flugzeugs verwendet werden.
Sobald das in dieser Lage befindliche Flugzeug beispielsweise dazu gebracht ist, sich waagerecht nach vorn zu bewegen. so addiert sich die Gechwindigkeit der Luft, die von den Schrauben in Richtung der Pfeile i i nach hinten geblasen wird, mit der Waagerechtgeschwindigkeit des Flugzeugs. Das Tragwerk wird auf diese `'eise von einem Luftstrom unter einem größeren Anblaswinkel angeblasen. Nun weiß man, daß sich die Lage der aerodynamisch Resultierenden eines einem Luftstrom ausgesetzten Flügels mit dem Anblaswinkel ändert.
Sobald das Flugzeug zu einer waagerechten Vorwärtsbewegung veranlaßt wird, verschiebt sich daher die Resultierende 7 nach vorn, und das in Abb. i dargestellte Gleichgewicht wird gestört. Auf das Flugzeug wirkt ein schwanzlastiges Moment, dem der Pilot sich nicht widersetzen kann.
Das ist die Ursache, warum ein Flugzeug dieser Art im Flug, solange seine Fluggeschwindigkeit nicht ausreicht, daß die Steuerflächen des Leitwerks in Tätigkeit treten können, weder auf Höhe noch auf Verwindung und Richtung gesteuert und der vorgeschlagene Zweck nicht erreicht werden kann.
Der Zweck der Erfindung, ist, an dieser Art von Luftfahrzeugen Ergänzungen und Verbesserungen anzubringen, um sein Gleichgewicht und seine Steuerung in allen Flugfällen vom Stillstand bis zu Geschwindigkeiten, @vo es mittels der normalen Steuerflächen steuerbar wird, sicherzustellen. Diese Verbesserungen können in einer allgemeinen Weise ebenso auf Flugzeuge angewendet werden, um deren Geschwindigkeitsbereich zu vergrößern, d. h. zu ermöglichen, daß sie mit geringeren Waagerechtgeschwindigkeiten fliegen können.
Sie gestatten ebenso eine interessante .'#ttwendung bei fliegenden Flügeln, die kein Leitwerk aufweisen.
Die Erfindung besteht insbesonjere darin, daß die Zugkraft der Luftschrauben in .Angriffspunkten zur Anwendung gelangt, die geeignet sind, in jedem Augenblick die Längs-, Roll- oder Giermomente zu kompensieren, denen das Flugzeug unterworfen ist, sobald es beginnt, sich in Längsrichtung zu bewegen und sobald sich die Lage der aerodynamisch Resultierenden auf das Tragwerk verändert und darin, daß die Zugkraft der Luftschrauben in Größe und Richtung oder beides zugleich veränderlich gemacht wird.
Man hat schon vorgeschlagen, die Motoren und Luftschrauben eines Flugzeugs nach oben zu kippen, aber der verfolgte Zweck war, eine senkrechte Komponente der Zugkraft der Luf ,,- schrauben zu erhalten und so eine Auftriebswirkung zu verwirklichen. Vbrigens ist das Ergebnis durch die Wirkung der l.tiftschraubenstrahleia, die die Tragflächen von oben anblasen und so ihren Auftrieb -zerstören, ian allgemeinen entgegengesetzt.
Außerdem waren diese Vorrichtungen nicht gemäß den \lerkmaleli dieser Erfindung angeordnet, um die Steuerung des Flugzeugs sicherzustellen, die bei den vorgeschlagenen Vorrichtungen durch die Ruderflächen für die Höhe und Richtung und durch die Querruder be-,virkt wurde.
Die Verbesserungen dieser Erfindung haben die Eigenschaften, daß mit ihnen nach Wunsch des Piloten das Gleichgewicht gehalten oder wiederhergestellt werden kann sowie daß die Steuerbarkeit des Flugzeugs bei Fluggeschwindigkeiten sichergestellt wird, die zu gering sind, als daß die Leitwerke genügend wirksam sein können, ohne (laß die Auftriebswirkung der Luftschraubenstrahlen auf das Tragwerk praktisch geändert wird.
Diese Ergebnisse werden dank der Kombination einer gewissen Anzahl nachstehender Einrichtungen erhalten: r. Die Luftschrauben sind in gerader Zahl paarweise einander zugeordnet, d. h. in bezug auf die Sytnnetrieebere des Flugzeugs symmetrisch angeordnet, und drehen sich paarweise in entgegengesetzter Richtung derart, daß die von den Luftschrauben bei den Veränderungen ihres Anbla.3-winkels induzierten Kreiselmomente paarweise entgegengesetzt sind und keinen Einfluß auf das Halten oder Steuern des Flugzeugs haben und derart, daß die Symmetrie der Luftschraubenstrahlen auf das Tragwerk beachtet ist.
2. Alle Luftschrauben werden durch ein oder mehrere Motoren beispielsweise mittels eines ein Winkelgetriebe etathaltenden Getriebes derart angetrieben, daß sie sich alle mit derselben Drehzahl drehen oder aber sie werden durch getrennte Motoren oder Reaktionsvorrichtungen an den Enden ihrer Blätter betätigt, jedoch mit einer Synchronisationseinrichtung oder Drehverbindungseinrichtttng, die sicherstellt, daß sie gleiche 1)rellzahl haben.
3. Vorzugsweise drehen sich in dem Fall einer mechanischen Verbindung zwei benachbarte Luftschrauben ili entgegengesetzter Richtung und. schachteln sich ineinander.
4. Die Steigungen der beiden symmetrischen Luftschrauben sind durch eine Steuerung einander zugeordnet, damit sie gleichgehalten werden kötineta.
5. Eine vom Flugzeugführer aus zu bedienende Steuerung gestattet, die Steigung der beiden zugeordneten 1_uftschrauben zu differenzieren.
6. Die Luftschrauben sind vor dem F'lüge'l vorzugsweise am 1?nde von Tragarmen angeordnet, um den Angriffspunkt des Luftschraubenzugs in bezug auf den Schwerpunkt des f_uftfahrzeugs nach vorn zu bringen. Ihre Naben bzw. das Ende ihrer Wellen tragen eine Vorrichtung und eine Steuerung, die es dem Flugzeugführer gestatten, die Ebene der Luftschrauben in einem gewissen Winkel von ihrer Mittellage aus nach beiden Seiten um diesen Angriffspunkt zu verstellen.
Diese Einstellung im Winkel ist derart, daß die Wirkung des Luftschraubenstrahls auf das Tragwerk praktisch nicht geändert wird.
Außerdem ist der Gesamtausschlagwinkel der Luftschraubenflächen derart, daß die Richtung ihrer resultierenden Zugkraft einen Sektor bestreicht, innerhalb dessen der Schwerpunkt des Flugzeugs liegt. Anders ausgedrückt, ist die Einrichtung derart, daß die Richtung der Resultierenden der Zugkräfte nach Wunsch des Piloten unter= oder oberhalb und gerade hindurch oder an den Seiten des Schwerpunkts vorbeigehen 'kann, und zwar in einer passenden Entfernung von diesem und derart, daß die aerodynamische Anstellung der Tragfläche in bezug auf die von den Schrauben zurückgeworfene Luft immer positiv ist.
Unter diesen Bedingungen kann das durch die Zugkraft der Luftschrauben auf das Flugzeug ausgeübte schwant- oder kopflastige Moment das kopf-oder schwanzlastige Moment der auf die Tragfläche wirkenden aerodynamisch Resultierenden ausgleichen.
Die Steuerung der Neigung der Ebene der beiden einander zugeordneten Luftschrauben gestattet es dem Piloten, nach Belieben die beiden Luftschrauben gleichzeitig um denselben Winkel oder in voneinander abweichendem Winkel einzustellen.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert: Abb.2 zeigt schematisch in Seitenansicht das vorgeschlagene Flugzeug und die Lage und den Ausschlag der Luftschraubenebenen in bezug auf den Schwerpunkt des Flugzeugs; Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel .der in der Ebene hin und her schwingenden Einrichtung einer Verstelluftschraube und ihre Steuerung für die Luftschraubensteigung; Abb. 4 ist ein Schnitt nach der Linie X'-Y der Abb. 3; Abb. 5 ist ein Gesamtschema der Flugsteuerung des Flugzeugs, Abb. 6 und 7 eine schematische Ansicht ähnlich Abb.3 und stellt ein anderes Ausführungsbeispiel dar.
Da das Prinzip .des Flugzeugs ist, den Strahl der Luftschrauben 17 durch das Tragwerk 14 (Abb. 2) in einer Richtung, etwa den Pfeilen iS und i8' entsprechend, abzulenken und' der Flügel zu diesem Zweck durch den Luftschraubenstrahl angeblasen und mittels Klappen, wie sie beispielsweise durch 15 und 16 dargestellt sind, entsprechend gekrümmt ist, ist die aerodynamisch Resultierende ziemlich weit nach hinten verschoben und kann durch den-Vektor i9 dargestellt werden. Der Schwerpunkt des Flugzeugs liegt gemäß .der von. den Flugzeugbauern eingeführten Gewohnheit, seine Lage zu bezeichnen, gerechnet von der Flügelnase aus, senkrecht zum Flügel, normalerweise auf 40% der Flügelsehne. Tatsächlich wird diese Bedingung bei allen Flugzeugen berücksichtigt, um ihnen eine sichere Stabilität im Flug zu sichern.
Andererseits wird wegen des Raumbedarfs der die Krümmung vergrößernden Klappen und des Durchmessers der Luftschrauben das Flugzeug vorzugsweise ein Hochdecker sein und der Schw°rpunkt unter dem Flügel liegen.
In der Abb. 2 wird der Schwerpunkt also in der Nähe des Punktes 20 liegen.
Die Kräfte, denen das Flugzeug ausgesetzt ist, können nicht ständig im Schwerpunkt zusammenlaufen, da ja die eine dieser Kräfte, die aerodynamisch Resultierende, eine veränderliche Lage und Richtung hat, sobald der Wind oder die Vorwärtsgeschwindigkeit sich mit der Geschwindigkeit der von den Luftschrauben nach hinten geblasenen Luft addiert. Das in Abb. i dargestellte Gleichgewicht könnte nur gelegentlich und für einen kurzen Augenblick erhalten werden. Gemäß der Erfindung können die Richtung und die Intensität der Zugkraft einer oder mehrerer Schrauben in jedem Augenblick nach Wunsch :des Piloten geändert werden. Zu diesem Zweck können die Luftschraubenflächen um einen Punkt 2i schwenken (Abb. 2), der genügend weit vor der in der Längssymmetrieebene des Flugzeugs durch den Schwerpunkt hindurchgehenden Senkrechten 25, vorzugsweise in einer Entfernung von dieser Senkrechten von mindestens &o% der mittleren Flügeltiefe liegt. Auf diese Weise kann die Richtung der Zugkraft 22 die den Schwerpunkt G einrahmenden äußersten Lagen 23 und 24 einnehmen. Das Gleichgewicht kann erhalten werden, sobald die Resultierende der Kräfte 1,9 und 22, durch den Punkt G hindurchgeht und die Momente dieser Kräfte in bezug auf diesen Punkt gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind.
Die Abb.3 zeigt in senkrechtem Schnitt und Abb. 4 im Querschnitteine Ausführungsform einer Luftschraube, die eine bestimmte Neigung nach oben oder nach unten einnehmen kann.
Zu diesem Zweck ist die Luftschraube an dem äußeren Ende eines Trägers 27 montiert, der beispielsweise an der Tragfläche befestigt ist. Ein Abschlußteil dieses Trägers weist Flansche 28 und 28' (Abb. 4) auf, in denen sich die Zapfen 26 und 26' drehen, die mit dem Außenlauf ring, 29 eines Kugellagers fest verbunden sind, dessen Laufrillen tief genug sind, daß die Zugkraft der Luftschraube entsprechend übertragen werden kann. Der Innenlaufring 3o dieses Kugellagers ist mit der Luftschraubennabe fest verbunden. In Abb.3 ist angenommen, daß es sich um eine Nabe für eine dreiflügelige Verstellschraube handelt. Die Nabe ist im Schnitt durch ein Luftschraubenblatt 31 dargestellt.
Die Luftschraube wird durch die das Motordrehmoment übertragende und mit der Nabe über ein Kardangelenk 33 verbundene Welle 32, angetrieben. Jede lcomokinetische Wellenverbindung bekannter Bauart könnte ebenso verwendet werden. Der Mittelpunkt dieses Kardangelenks befindet sich in der Neigungsebene der Luftschraube und liegt infolgedessen auf der Verlängerung der Zapfen 26 und 26'.
Der Flugzeugführer neigt die Luftschraube, indem er an der Stange 34 über eine übliche Steuerung zieht oder drückt. Diese Stange 34 ist an ihrem äußeren Ende an einem Gabelgelenk 3,5 angelenk`, das einen Teil,des Außenlaufr@ings 29 des Kugellagei #, l)iidet.
In Al;'). 3 ist ebenso ein Beispiel der Steuervorrichtung für die Steigung einer solchen Luftschraube dargestellt. Man erhält deren Verstellung dadurch, daß man an der Stange 36 zieht oder drückt. Das Ende dieser Stange 36 ist in der Nähe des Kardangelenks 33 gelenkig mit der Stange 37 des Kolbens 38 verbunden. Dieser Kolben gleitet in dem mit der Nabe fest verbundenen Zylinder 39. An dem Kolben 38 sind kurze Schubstangen 4o angelenkt, die mit einem am Fuß des Blattes 31 befestigten Exzenter 41 verbunden sind.
Sobald der Kolben sich in dem Zylinder verschiebt, nimmt er die Schubstangen mit, die Tiber die Exzenter die Luftschraubenblätter zwingen, sich um sich selbst zu drehen und damit die Steigung zu ändern.
jede andere bekannte Vorrichtung für die Luftschraubenverstellung kann verwendet "werden; man könnte beispielsweise den Kolben 38 mittels einer hydraulischen Steuerung durch Öldruck betätigen.
Abb.5 bildet ein schematisches Ausführungsbeispiel der Flugsteuerungen gemäß der Erfindung. Die dem Piloten zur Verfügung stehenden Steuerungen sind die gleichen wie diejenigen eines gewöhnlichen Flugzeugs, d. h. sie enthalten einen Steuerknüppel 42 für die Höhe, ein Querruderrad 43 für die Verwindung und Seitensteuerpedale 44 für die Richtung.
Der Steuerknüppel 42 betätigt über das Gestänge 46 den Ausschlag des Höhenruders 45. An einem der Gelenke dieses Gestänges 46 ist ein Hebel 47 angelenkt, der die Bewegung auf eine Stange 48 überträgt. Diese ermöglicht es, über die Winkelhebel 55 und dann 49 und 49' auf die Stangen 34 (Abb. 3) einzuwirken und infolgedessen die Luftschraubennaben 5o und 5ö gleichzeitig zu neigen.
Durch ein analoges Gestänge könnten die am weitesten außen befindlichen Luftschraubennaben in der gleichen Weise betätigt werden.
Um die Seitensteuerung zu betätigen, wird der Ausschlag der Seitenruderflächen 51 über Seile 52 und 52' gesteuert, die direkt mit den Seitensteuerpedalen .4.4 verbunden sind.
Diese Seile sind gemäß der Erfindung untereinander über ein hin und her gehendes, sich auf eine Rolle 54 aufrollendes Seil 53 verbunden. Gleichzeitig mit dein Seitenruderausschlag wird durch die Fußbewegung des Piloten diese Rolle um sich selbst gedreht. Bei dieser Drehung nimmt die mit einer Mutter verbundene Rolle 54 eine Spindel mit, die die Drehachse des Hebels 55 parallel zu sich selbst verschiebt.
Diese Verschiebung ruft eine Differenzbewegung der Hebel 49 und 49' und einen 'Differenzausschlag der einander zugeordneten Naben 5o und 5o' hervor.
Für die Quersteuerung werden die Querruder 5i6 und 56' des Flugzeugs mittels der Seile 57 und 57' einander entgegengesetzt ausgeschlagen, wobei diese Seile über eine gewisse Zahl von Rollen genau wie bei einem gewöhnlichen Flugzeug mit dem Querruderrad 43 der Steuersäule verbunden sind.
Gemäß der Erfindung gestattet diese Steuerung die voneinander abweichende Veränderung der Steigung zweier einander zugeordneter, beispielsweise der äußeren Luftschrauben. Zu diesem Zweck sind die Seile 57 und 57' untereinander über ein sich auf der Rolle 59 aufrollendes Seil 58 verbunden.
Dadurch, daß sich die Rolle 59 um sich selbst dreht, dreht sie eine Mutter, die eine Spindel verschiebt, wodurch die Drehachse des dreiarmigen Hebels 66 in Längsrichtung verschoben wird. Auf diese Weise verschieben sich die Stangen 6o und 6ü gleichzeitig in der gleichen Richtung, und Hebel 61 und 61' betätigen über die in Abb. 3 beschriebene Vorrichtung die Steigung der äußeren Luftschrauben 62 und 62' in entgegengesetzter Weise.
Endlich verfügt der Pilot über eine Gesamtsteuerung für die Steigung der Luftschrauben. Zu diesem Zweck sind gemäß einem der Merkmale der Erfindung die Steigungen der vier Luftschrauben einander zugeordnet. Das Schema der Abb.5 zeigt nur den Teil der Steuerung, der diese Zuordnung sicherstellt. Nicht auf diesem Schema dargestellt ist die übliche Steuervorrichtung, die in dem gewählten Beispiel als hydraulische Steuerung angenommen ist.
Ein nicht dargestellter Oldruckerzeuger wirkt auf den Kolben des Zylinders 63 ein. Dieser Kolben drückt oder zieht an der Stange 64, die über ,die dreiarmigen Hebel 66 und 65 und die entsprechenden Winkelhebel gleichzeitig die vier Steuerstangen 36 für die Steigung der vier Luftschrauben betätigt.
Wenn das Gesamtsteuerschema auf diese Weise gemäß der Beschreibung ausgeführt ist, genügt es, um die Längslage des Flugzeugs in der Nähe des unbeweglichen Flugs für den Piloten zu verändern, die Achsen der Luftschrauben nach oben oder nach unten zu neigen. Eine solche Steuerung ersetzt bzw. ergänzt die Steuerung des Höhenruders des Flugzeugs, das bei geringen Fluggeschwindigkeiten eine ungenügende bzw. keine W'irkutig hat.
Dadurch. dalß die Zugkraft der Luftschraube nach unten oder nach oben geneigt wird, neigt sich die Gesamtresultieren,le des Auftriebs gleichfalls in derselben Richtung, und ihre waagerechte Komponente, um das Luftfahrzeug nach vorn oder hinten zu bewegen. Die Steuerung :gemäß der Erfindung hat also auf das mit sehr geringer Geschwindigkeit fliegende Flugzeug die gleichen Wirkungen wie die gleichartigen Steuerungen auf die meisten Hubschrauber.
Um die Verwindung des Flugzeugs sicherzustellen, d. h. das Flugzeug nach rechts oder links zu neigen, betätigt der Pilot die Steigung der äußeren einander zugeordneten Luftschrauben in entgegengesetzten Richtungen. Da sich die Luftschrauben immer mit derselben Drehzahl drehen, ruft eine Vergrößerung der Blattsteigung gleichzeitig eilte Verstärkung des Luftschraubenstrahls und damit der Zugkraft und eine Vergrößerung der aerodynamischen Wirkung auf den der Luftschraube entsprechenden Teil der Tragfläche hervor. Da diese beiden Kräfte angewachsen sind, wird auch die Resultierende anwachsen, was zur Wirkung hat, daß sich der Flügel auf der Seite, wo die Steigung der Luftschraube vergrößert wurde, aufrichtet. Ebenso verringert eine Verminderung der Steigung der zugeordneten Luftschraube auf der entgegengesetzten Seite die entsprechende Resultierende, was zur Wirkung hat, daß sich der Flügel neigt. Die beiden Wirkungen addieren sich also, um das Gesamtflugzeug nach ,der gewünschten Seite zu neigen.
Während dieses Manövers wird die von der Luftschraube, deren Steigung man vergrößert hat, aufgenommene Zusatzleistung von der Minderleistung der zugeordneten Luftschraube, deren Steigung man verringert hat, kompensiert.
Da die Gesamtleistung unverändert ist, werden die Drehzahl der Luftschrauben und der Gesamtauftrieb des Flugzeugs nicht verändert.
Um die Seitensteuerung des Flugzeugs sicherzustellen, neigt der Flugzeugführer die Ebenen der beiden einander zugeordneten Luftschrauben unterschiedlich. Die Resultierende aus Zugkraft und aerodynamischer Kraft auf den entsprechenden Teil der Tragfläche neigt sich auf der Seite, wo die Achse der Luftschraube nach unten gekippt wird, nach vorn. Auf der anderen Seite, auf dem symmetrisch liegenden Flügelstück, das der zugeordneten Luftschraube entspricht, deren Achse nach oben geneigt wird, neigt sich diese Resultierende nach hinten. Da der Gesamtauftrieb unverändert bleibt, wird das Flugzeug einem Giermoment bzw. Moment um die Hochachse unterworfen. Diese Einrichtung sichert also gut die Kursänderung des Luftfahrzeugs bei Geschwindigkeiten, wo die Seitenrudersteuerung ungenügend oder unwirksam ist.
Als Variante kann die Kursänderung des Luftfahrzeugs auch noch dadurch sichergestellt werden, daß man die Luftschraubenebene einer oder besser zweier einander zugeordneter Luftschrauben nach rechts oder nach links verstellt.
Um zu ermöglichen, daß die Richtung .der Zugkraft dieser Schrauben auf der einen oder anderen Seite gegenüber der Flugrichtung des Flugzeugs schräg gestellt wird, sind diese Luftschrauben beispielsweise auf Naben einer Bauart montiert, die der vorher für die Neigung nach oben und unten beschriebenen analog und in Abb. 3 und 4 dargestellt ist und die sich nur durch die Lage der Schwenkachle, die in diesem Fall senkrecht statt waagerecht liegt, unterscheidet.
Ohne :daß es notwendig ist, die vorhergehende Beschreibung zu vervollständigen, ist es verständlich, daß diese Manöver nach oben, nach unten oder nach den Seiten nm einen Punkt herum, .der hinreichend weit vor dem Schwerpunkt des Flugzeugs liegt, gemäß einem der Merkmale der Erfindung leicht durch jede bekannte der aufgezeigten analogen oder von dieser verschiedenen mechanischen Vorrichtung ausgeführt werden können.
Im Falle der Verwendung von Luftschrauben mit schwenkbaren Luftschraubenblättern kann es vorteilhaft sein, die Neigung und die Richtungsänderung der Zugkraft der Luftschrauben mittels einer bekannten Vorrichtung zu erhalten, die ähnl.ich der der ,bei -den Rotoren von Hubschraubern angewendeten ist, dne cyclische Veränderung der Steigung genannt wird, wobei diese Vorrichtung beispielsweise in einer hinter der Luftschraubennabe auf deren Achse liegenden Platte icii besteht, die auf ihrer Vorderseite Schubstangen io2 trägt, die direkt .auf den Fuß jedes Luftschraubenblatts 103 einwirken, und auf ihrer Rückseite ein System 1h1 von Stangen und Winkeln trägt, die diese Platte mit der Platte der symmetrischen Luftschraube verbinden, wobei dieses System M selbst mit den üblichen Steuerungen des Flugzeugs oder mit einer besonderen, dem Flugzeugführer zur Verfügung stehenden Steuerung oder gleichzeitig mit beiden Steuerungen verbunden ist.
Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß sich das Flugzeug bei geringen Geschwindigkeiten und in der Nähe des Stillstandes durch die Kombination von Neigungen der Luftschraubenflächen und Differenzierung ihrer Steigung in der Art eines Hubschraubers steuern läßt.
- Wenn das Flugzeug eine Geschwindigkeit angenommen hat, die seine Steuerung durch die üblichen Ruder des Flugzeugs zuläßt, sind die ,Neigungen der Luftschraubenebenen und die differentielle Änderung ihrer Steigung nicht mehr vorteilhaft, und es wird dort von Interesse sein, sie nach Ausrücken durch eine Verriegelung unbeweglich zu machen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Flugzeug mit einem Tragwerk mit veränderlicher Krümmung, das dem Strahl der Luftschrauben ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschrauben (17) zur Längssymmetrieebene des Flugzeugs symmetrisch liegen und in der Neigung, Blattsteigung und Umfangsgeschwindigkeit einander paarweise zugeordnet sind und Steuermittel zur Änderung der Neigung und Blattsteigung vorgesehen sind.
2. Flugzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschraubenflächen mindestens eines symmetrischen, einander zugeordneten Luftschraubenpaares in der gleichen oder entgegengesetzten Richtung derart neig" bar sind, daß die Richtung ihrer resultierenden Zugkraft (22) einen Sektor (23, 214) bestreicht, indem der Schwerpunkt (G) des Flugzeugs liegt und die Anstellung der Tragflächen (14) in bezüg auf .den durch die Luftschraube nach hinten geworfenen Luftstrom immer positiv ist.
3. Flugzeug nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt der Luftschraubenflächen vor -der in der Längssymmetrieebene des Flugzeugs durch den Schwerpunkt (G) gehenden Senkrechten (25) liegt.
4. Flugzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt der Luftschraubenflächen mindestens 8o01o der mittleren Flügeltiefe vor der Senkrechten (25) liegt.
5. Flugzeug nach Anspruch 1, 2, und 3 oder I, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschraubenachse ständig in einer zu der Längssymmetrieebene des Flugzeugs parallelen Ebene bleibt, wobei die .Luftschraubennabe mit der festen Luftschraubengetriebewelle (32) durch ein Kardangelenk (33) od. dgl. verbunden ist und eine Steuerstange (34) am Außenring (29) eines Kugellagers od..dgl. angreift, dessen Innenring (30) mit der Luftschraubennabe in Verbindung steht und dessen Außenring auf dem festen Wellenträger (27) um eine parallel zur Flugzeugachse liegende Achse schwenkbar ist und auf dessen Innenring sich eine der Schwenkachsen des Kardangelenks abstützt.
6. Flugzeug nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei symmetrischen Luftschrauben entsprechenden, auf die Außenlaufringe der Kugellager od. dgl. einwirkenden Stangen untereinander und mit der üblichen Höhen- und Seitensteuerung durch Stangen, Seile und Hebel derart verbunden i sind, daß die Höhensteuerung die Neigung der Luftschraubenflächen um einen gleichen Winkel und in der gleichen Richtung und die Seitensteuerung die Neigung derLuftschraubenflächen um einen gleichen Winkel, jedoch in entgegengesetzter Richtung verändern.
7. Flugzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmechanismus für die Luftschraubensteigung durch eine zu dem Teil der Getriebewelle (32) der dem Kardangelenk benachbart ist, konzentrisch liegende Stange (36) gebildet wird, welche in der Nähe des Mittelpunkts des Kardangelenks an der Stange (37) eines Kolbens (3,8) angelenkt ist, dessen Zylinder (39) mit der Luftschraube fest verbunden ist, und der Tiber mindestens eine Schubstange (40) einen am Fuß jedes Luftschraubenblattes (31) befestigten Exzenter (41) betätigt, wobei die mindestens zwei symmetrischen Luftschrauben entsprechenden Stangen untereinander verbunden sind. B.
Flugzeug nach den Ansprüchen i und 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Gruppe von Steuerstangen, die symmetrischen Luftschrauben entspricht, über ein System von -Seilen und Hebeln mit den üblichen Querrudersteuerurigen des Flugzeugs derart verbunden ist, daß die Blattsteigungsverstellungen symmetrischer Luftschrauben auf beiden Seiten der Längssymmetrieebene des Flugzeugs einander entgegengesetzt sind.
9. Flugzeug nach den Ansprüchen i und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit der Gruppen von Steuerstangen, die symmetrischen Luftschrauben entsprechen, mit einer beispielsweise hydraulischen Steuerung verbunden ist, die bei y allen gesteuerten Luftschrauben die gleiche Verstellung der Luftschrauhensteigung ausführt. 1o.
Flugzeug nach den Ansprüchen i bis ;, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Kugellageraußenrings (29) mindestens einer Luftschraube oder eines symmetrischen parallel zur Fluzeughochachse liegt. i i.
Flugzeug nach den Ansprüchen i bis 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verriegeln der Steuermechanismen zum Verändern der Blattsteigung und Neigung der Luftschraubenflächen in bezug auf .die übliche Steuerung des Flugzeugs.
12. Flugzeug nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, ,daß die Luftschraubenblätter (3i) schwenkbar sind und daß ihre Neigungs- und Blattsteigungsänderungen bei jedem Paar symmetrischer Luftschrauben über eine Platte (roi) erhalten werden, die hinter der Luftschraubennabe auf deren Achse liegt, und auf ihrer Vorderseite Schubstangen (io2), die direkt auf den Fuß jedes Luftschraubenblattes wirken, und auf der Rückseite ein System (M) von Stangen und Hebeln trägt, die sie mit der Platte der symmetrischen Luftschraube verbinden, wobei das System (M) mit den üblichen Steuerungen der Ruderflächen des Flugzeugs oder mit einer besonderen Steuerung oder gleichzeitig mit beiden Steuerungen verbunden ist.